Si Cangkang Telur yg Menginspirasi Struktur Shell

“Mana Duluan? Ayam atau Telur?”

Pertanyaan retorika diatas seringkali menjadi sebuah pembahasan hangat diantara para ilmuwan. VIVAnews telah menemukan jawabannya dengan mengindikasi bahwa yang ditemukan pertama kali adalah Ayam (info lebih lengkap kunjungi Yahoo News).

Well..disini kita tidak akan membahas hal tersebut, dunia arsitektur tidak mendebatkan mana yang duluan ada..satu hal yang unik dari cangkang telur ini adalah kekuatan dan daya tahannya menerima beban yang pada akhirnya menginspirasi dunia struktur pada bangunan – bangunan modern.

Cangkang telur memiliki kekuatan sangat luar biasa, meski beratnya sangat ringan. Terdapat protein khusus yang ada di tubuh ayam. Protein itu adalah adalah ‘tukang bangunan’ tanpa lelah, menyusun bagian-bagian cangkang mikroskopis membentuk cangkang telur. Protein itu menginisiasi proses pembentukan cangkang sebelum menyusun bagian telur yang lain. Dengan protein yang menyusun pada struktur cangkang… hal ini sangat mungkin membentuk sebuah struktur yang kokoh.

Pada dunia struktur, ciri – ciri dari perisai yang kokoh adalah bentuknya yang lengkung dan berbahan keras dan padat. Pengertian ini oleh manusia diwujudkan sebagai struktur cangkang. Pada masa kini, bentuk cangkang masih harus berbentuk geometrik yang dapat dimengerti dan diterjemahkan dalam kemampuan matematis untuk dapat dilaksanakan.

Cangkang umumnya menerima beban yang merata yang dan dapat menutup ruangan besar dibandingkan dengan tipisnya pelat cangkang. Oleh karena itu, pelat cangkang paling baik digunakan pada bentang besar tanpa pembagian interior seperti stadion, stasiun, masjid, exhibition hall dan bangunan bentang besar lainnya.

Istilah cangkang oleh Salvadori dan Levy (1986) disebut kulit kerang. Sebuah kulit kerang tipis merupakan membran melengkung cukup tipis yang mengerahkan tegangan – tegangan lentur yang dapat diabaikan pada sebagian besar permukaannya, akan tetapi cukup besar sehingga tidak akan menekuk dibawah tegangan tekan kecil seperti yang akan terjadi pada membran ideal.

STRUKTUR SHELL

Nah..membahas mengenai struktur cangkang pasti akan menyangkut pada struktur Shell secara tidak langsung. Karena pada dasarnya shell diambil dari beberapa bentuk yang ada dialam seperti kulit telur, cangkang keong dan sebagainya. Shell merupakan bentuk struktural tiga dimensi yang kaku dan tipis dan mempunyai permukaan lengkung. Shell harus didirikan dari material yang dapat dilengkungkan seperti beton bertulang, kayu, logam, bata, batu dan plastik. Untuk mempelajari perilaku Shell adalah dengan menganalogikan dengan membran yang merupakan permukaan.

Pada shell, gaya – gaya dalam bidang yang berarah mereditional disebabkan oleh beban penuh. Pada shell, tekanan yang diberikan oleh gaya – gaya melingkar tidak menyebabkan timbulnya momen lentur dalam arah mereditional. Dengan demikian, shell dapat memikul variasi beban cukup dengan tekanan bidang.

Persyaratan Struktur Shell

Suatu Struktur Shell harus mempunyai tiga syarat yaitu :

1. Harus mempunyai bentuk lengkung, tunggal maupun ganda (single or double).

2. Harus tipis terhadap permukaan ataupun bentangannya

3. Harus dibuat dari bahan keras, kuat, ulet dan tahan terhadap tarikan dan tekanan.

Untuk menentukan struktur yang tepat yang akan digunakan pada suatu bangunan, langkah bijak pertama yang harus dilakukan adalah dengan mengetahui struktur yang ada beserta sifat dan penggunaannya..

Bentuk shell diklasifikasikan menjadi tiga macam sesuai dengan bentuk terjadinya :

1. Rotational Surface

Adalah bidang yang diperoleh bilamana suatu garis lengkung yang datar diputar terhadap suatu sumbu. Shell dengan permukaan ratisional dapat dibagi tiga yaitu, Spherical Surface, Elliptical Surface, Parabolic Surface.

2. Transitional Surface

Adalah bidang yang diperoleh bilamana ujung – ujung suatu garis lurus digeser pada dua bidang sejajar. Shell dengan permukaan transitional dibagi dua yaitu Cylindrical Surface dan Elliptical Surface.

3. Translational Surface

Adalah bidang yang diperoleh dengan garis lengkung yang datar digeser sejajar diri sendiri terhadap garis lengkung yang datar lainnya. Shell dengan translational dibagi menjadi Hyperbolic Paraboloid dan Conoid.

Syarat Shell

Struktur Shell pada umumnya harus memiliki syarat – syarat yang dapat diterapkan sehingga menunjang kemampuan Shell sebagai sebuah struktur. Syarat – syarat yang diperlukan adalah sebagai berikut :

1.    Harus memiliki bentuk lengkung tunggal atau ganda (Single or Double Curves)

2.    Harus tipis terhadap bentuk permukaan atau bentangannya

3.         Harus dibuat dari bahan yang keras, ulet dan tahan terhadap tarikan dan tekanan

Penggolongan Shell

Sebagai sebuah struktur menurut Sukawi (2010), Shell digolongkan menjadi beberapa macam berdasarkan :

1. Secara Geometri

2. Berdasarkan Proses Pembentukan

3. Berdasarkan Penggolongan Kedudukan Kurva

Bentuk Struktur yang baik dan menyisakan banyak ruang didalamnya sehingga tidak memerlukan tiang penyangga pada bagian interior bangunan, struktur Shell banyak digunakan sebagai struktur pada bangunan publik. Beberapa contoh bangunan yang menggunakan struktur Shell adalah :

1. ROYAN MARKET HALL – PARIS

Tabel 1. Identitas Bangunan Market Hall Royan

Lokasi	Royan, Charante – Maritime, Poitou – charente, Perancis
Tahun Pembuatan	1955 – 1956
Jenis Bangunan	Market Hall
Fungsi Bangunan	sarana umum
Jenis Konstruksi	Concrete Shell
Arsitek	Louis Simon, Andre Morisseau dan Rene Sarger
Luas Bangunan	diameter 52.40 meter

2. CENTER OF NEW INDUSTRIES AND TECHNOLOGIES

Center of New Industries and Technologies yang lebih dikenal sebagai CNIT ini terletak di Puteaux , Perancis , merupakan salah satu bangunan pertama yang dibangun di La Défense di Paris , Perancis. Memiliki bentuk seperti cangkang keong dan struktur Shell, bangunan ini memiliki bentang dan luasan yang lebar didalamnya.

Tabel 2. Identitas Bangunan Center of New Industries and Technologies

Lokasi	La Défense di Paris , Puteaux Perancis
Tahun Pembuatan	1956 – 1958
Jenis Bangunan	Exhibition Center
Fungsi Bangunan	Convention Center
Jenis Konstruksi	Concrete Shell
Arsitek	Robert Edouard Camelot, Jean de Mailly, Bernard ZehrfussJean, Prouvé
Kontraktor	Nicolas Esquillan
Tinggi Langit – langit	+46 m (151′) diatas permukaan laut
Panjang Bangunan	218 m (715 kaki)

3. SDYNEY OPERA HOUSE

Dibangun di kawasan Benellong Point diatas teluk Sydney yang dulunya difungsikan sebagai gudang penyimpanan kereta trem. oleh Jorn Utzon diubah menjadi suatu mahakarya yang indah dan dikenang sepanjang masa pada tahun 1957 untuk memenuhi ambisi pemerintah setempat. Luas Sydney Opera House adalah 1,8 hektar dan 2,2 hektar luas lahannya. Luas lantai yang dapat dipakai adalah 4,5 hektar. Panjang bangunan adalah 185 m dan lebar 120 meter.

Tabel 2. Identitas Bangunan Sdyney Opera House

Lokasi	Benellong Point
Tahun Pembuatan	1957
Jenis Bangunan	Opera House
Fungsi Bangunan	Opera House
Jenis Konstruksi	Shell
Arsitek	Jorn Utzon
Kontraktor	-
Ketinggian atap	67 meter
Bentang Bangunan	185 m x 120 m

3. KRESGE AUDITORIUM

Bangunan diberi nama dari funder pokoknya, Sebastian S. Kresge, pendiri Kresge Toko dan Yayasan Kresge. Auditorium ini merupakan suatu tempat dimana mahasiswa MIT dan fakultas dapat berkumpul untuk acara resmi, yang dimaksudkan untuk kapel pernikahan dan peringatan; hijau yang membentang antara dua bangunan, dalam tradisi-Amerika awal perencanaan perkotaan, adalah untuk melayani sebagai pengaturan untuk acara publik.

Tabel 3. Identitas Bangunan Auditorium Kresge

Lokasi	Cambridge, Massachusetts
Tahun Pembuatan	1950 – 1955
Jenis Bangunan	School Auditorium
Jenis Konstruksi	Thin Shell Concrete Dome, Copper Roof
Arsitek	Eero Saarinen
Tinggi Langit – langit	50 kaki diatas permukaan laut

4. Church of San José Obrero

Church of San José Obrero merupakan sebuah contoh konstruksi luar biasa, dua shell berbentuk hyperbolic paraboloid dengan pusat gaya berat terletak di bagian tengah bangunan dimana dua shell tersebut melayang ke atas. Pembangunan Church of San José Obrero diselesaikan pada tahun 1959. Dirancang oleh Félix Candela, Enrique de la Mora y Palomar, Fernando Lopéz Carmona, sebagai sebuah sarana ibadah yaitu gereja di Monterrey, Neuvo León, Mexico.

Tabel 4. Identitas Bangunan Church of San Jose Obrero

Lokasi	Monterrey, Neuvo León, Mexico
Tahun Pembuatan	1959
Jenis Bangunan	Sarana Ibadah
Jenis Konstruksi	Concrete Shell
Arsitek	Félix Candela, Enrique de la Mora y Palomar, Fernando Lopéz Carmona

Dan masih banyak bangunan lainnya yang menggunakan struktur Shell sebagai struktur utama. Ternyata sebuah cangkang telur mampu memberikan insprirasi bagi penerapan struktur bangunan modern. ^_^

Ditandai:http://aveliansyah.wordpress.com/, http://lyric13.wordpress.com/, http://vhianzhee.wordpress.com/

Posted in: building