Tokyo Dome_Membran Structure

[2008] Dosen Pengajar: Ir. R. Prijadi

Stadion Tokyo Dome

Architecture '06 [GiTa NuR IsTiqoMaH] 060212073

Aplikasi struktur membran pada bangunan yang dibahas dalam paper ini adalah system membran pada stadion “Tokyo Dome “

Gbr. 3 Tampak atas Tokyo Dome yang memperlihatkan S istem Membran yang diaplikasikan pada atap stadion

2

Deskripsi Objek : Nama bangunan :

TOKYO DOME

Lokasi

: Tokyo, Jepang

Desain

: Nikken

Sekkei

Ltd,

Takenaka

Corporation Total luas lantai

: 115.221 m2

Jumlah Lantai : 6 Lt ( 2 lantai basement ) Tahun

: 1988 ( selesai dibangun )

Sistem Struktur

: Campuran

antara

Gbr. 3 Tampak depan Tokyo Dome

system

struktur

membran pada atap stadion dan system struktur rangka takenaka pada atap bagian depan ( hall ) stadion. Material

: Khusus

material

menggunakan

atap

material

stadion membran

fiberglass yang diperkuat dengan kabel baja

pra

tegang.

Untuk

atap

hall

3

digunakan system struktur takenaka membentuk rangka ruang yang tetrahedral dengan penutup atap dari material kaca.

4

TOKYO DOME – STADION BASE BALL BERATAP PERTAMA di JEPANG

Tokyo Dome merupakan jawaban atas harapan agar tetap dapat menonton pertandingan base ball , meskipun dalam keadaan hujan. Takenaka corporation berperan penting untuk merealisasikan “ The big egg “ sebagai bangunan bentang lebar struktur membran yang pertama kali dibangun di Jepang. Terobosan teknologi sangat diperlukan untuk mensukseskan proyek ini. Teknologi tersebut meliputi system struktur, material-material baru, pencegahan gempa, perlawanan terhadap beban angin, penghawaan buatan, pencahayaan, akustik, salju yang mencair dan pemeliharan. Terdapat dua tipe struktur membran yaitu 1. air-support type

: membran dibuat membengkak ( menggelembung ) dengan meningkatkan tekanan udara di dalam ruangan ( indoor ) lebih 0,3 % terhadap tekanan udara di luar ruang.

2. Suspension membrane type

: dimana penguatan/penegangan dimasukan ke dalam membran, yang prinsipnya menyerupai payung.

Gbr. 5 Suspension membrane type

Gbr. 6 Membran yang dipertegang

5

Keistimewaan 1.

Ruang terbuka tanpa kolom memiliki aplikasinya terhadap ruang latihan yang luas, termasuk fasilitas-fasilitas olahraga seperti stadion olah raga dan senam

2. Struktur membran yang diaplikasikan pada “ Tokyo Dome “ terbukti mengurangi biaya dari struktur atap bentang lebar yang dikatakan dua kali lipat proporsi bangunan berbentang sejenis 3. Struktur membran ini memiliki keuntungan ekonomis karena pencahayaan buatan tidak diperlukan di siang hari.

Gbr. 7 Pencahayaan langsung dari atap membran yang tidak menimbulkan bayang

6

Material-material Membran Material-material membran melindungi bangunan dari sinar yang menyilaukan mata, namun memungkinkan cahaya menyinari ruang terbuka yang dapat dicapai tanpa bayang-bayang. Permukaan material membran dilapisi dengan teflon yang membuatnya bertahan terhadap kotoran, memungkinkan penampilannya menarik untuk diutamakan

Gambar 8 Material membrane yang mampu melindungi bangunan dari silau dan dilapisi Teflon sebagai penahan kotor.

7

PermukaanAtap Kabel – kabel dari kawat baja terpasang pada permukaan atap dengan dua arah yang tegak lurus satu dengan yang lain, dan teflon pelapis material membran fiberglass diletakkan/dibubuhi terbentang diantara kabel-kabel.

Gambar 9. Kabel yang terpasang tegak lurus dan membentang pada permukaan atap

8

Tekanan udara Udara dipompakan ke sisi dalam kubah, untuk meningkatkan tekanan udara dalam menjadi 0,003 atm lebih besar terhadap sisi luar dan membuat membran membengkak di bagian luar. Perbedaan tekanan ini berbanding lurus dengan perbedaan antara permukaan tanah dengan lantai 4 bangunan.

Gbr. 10 Perbedaan tekanan udara dalam dan luar kubah yang data menggelembungkan kubah.

9

Gbr. 11 Simulasi pergerakan membran pada Tokyo Dome

10

Pencairan Salju Pada saat salju mencair, sebuah mesin unit pencair salju beroperasi, memompa udara hangat diantara dua membran, kemudian mencairkan salju.

Gbr. 12 salju yang jatuh di atas atap, dibuat mencair dengan cara memompakan udara yang lebih hangat oleh sebuah unit operasi pencair salju.

11

Management Sistem Sistem kontrol tekanan udara dan sistem pencair salju beroperasi sesuai dengan perubahan kondisi udara seperti angin yang kuat dan permukaan salju. Keseluruhan sistem ini dikendalikan oleh sistem manajemen operasi komputer.

Gambar 13 sistem operasi komputer yang mengendalikan sistem tekanan udara dan sistem pencair salju.

12

ANALISA SISTEM STRUKTUR dan utilitas PADA STADION TOKYO DOME

PENYALURAN BEBAN Untuk menyesuaikan dengan tuntutan fungsi ruang stadion dimana tidak memungkinkan menempatkan kolom pada tengah-tengah bangunan maka sistim struktur yang dapat diplikasikan adalah sistem struktur membran. Permasalahan teknis yang dimiliki oleh bentang lebar adalah bagaimana menjaga keseimbangan antara beban-beban yang dipikul dengan berat sendiri struktur tersebut. Pada struktur ini, bidang menerima beban, membentuk ruang dan sekaligus memikul beban. Kekuatan utamanya terletak pada bebasnya arah gaya-gaya yang bekerja padanya. Namun arah penyaluran gaya pada bangunan Tokyo Dome disesuaikan dengan geometri ruang yang dinaunginya. Hal ini mempengaruhi penempatan arah labran yang yang berfungsi sebagai penyalur beban ke dua kolom penumpu utama, yang menuju ke pondasi rakitan. Penggunaan pondasi rakit merupakan pilihan yang lebih ekonomis daripada penggunaan pondasi tiang pancang.

Gbr. 14 PotonganTokyo Dome yang memperlihatkan hubungan antara labran, kolom dan pondasi

13

Untuk memikul berat beban sendiri dimanfaatkan tekanan udara panas yang ekivalen dengan berat membran itu sendiri,

sehingga

mampu

menopang

membran

dan

tidak

memerlukan kolom di tengah stadion. Tekanan udara panas juga mampu mengelembungkan permukaan membran sehingga tampilan menjadi lebih atraktif. Gbr. 16 Tekanan gaya-gaya meridian pada kubah membran

Gbr. 15 Skema korelasi antara berat sendiri dan tekanan udara

Gbr. 16 Tekanan gaya-gaya meridian pada kubah membran

14

DETAIL STRUKTUR

Gbr. 17 Detail Struktur pada fasade Tokyo Dome

Gbr. 18 Hubungan labran dengan bangunan

15

Sistem akustik

Gbr. 19 Skema Akustik dan peletakkan pengeras suara

16

Sistem Sirkulasi

Gbr. 20 Skema jumlah lantai dan peletakkan gerbang

17

18

Lay Out dan Besaran Kapasitas Lapangan

Gbr. 21 Denah dan uji kapasitas pada lapangan Tokyo Dome

19

Gbr. 22 Gambaran situasi di dalam stadion

20

PENUTUP Bangunan Tokyo Dome merupakan stadion pertama yang beratap di Jepang. Pemilihan sistem struktur sangat sesuai dengan kondisi iklim dan tuntutan fungsionalnya dimana udara panas yang dikompresikan ke dalam membrane, selain sebagai elemen pemikul berat beban sendiri juga dapat dimanfaatkan unrtuk mencairkan salju. Sifat dasar membrane yang hanya tahan terhadap gaya tarik, disempurnakan dengan cara penambahan elemen labrang prategang yang berfungsi sebagai titik-titk tangkap gaya dan penyalur beban sehingga system strukturnya dapat memenuhi tuntutan bangunan bentang lebar. Ketepatan pemilihan system struktur dan penggunaan material yang sesuai adalah hal yang paling esensial dalam desain suatu bangunan. Dan bangunan Tokyo Dome sebagai bengunan bentang lebar yang berfungsi untuk mewadahi kegiatan olah raga baseball dapat terakomodir dengan baik secara sturktural.

21