Path: TopS2-ThesesArchitecture2014

STUDI PERANCANGAN STRUKTUR BAJA COLD FORMED DENGAN ASPEK EKSPRESI BAHAN Studi kasus: Masjid Kompleks Pabrik Baja Cold Formed

DESIGN STUDY OF COLD FORMED STEEL STRUCTURE WITH MATERIAL EXPRESSION ASPECT Case Study: Mosque of Cold Formed Steel Factory Cluster

Master Theses from JBPTITBPP / 2017-07-18 14:51:53
Oleh : RAKHMAT FITRANTO ADITRA (NIM : 25212041), S2 - Architecture
Dibuat : 2014, dengan 8 file

Keyword : Baja Cold Formed, masjid, ekspresi bahan, struktur, konstruksi.

Baja Cold Formed Steel (CFS) adalah baja yang dibentuk dalam kondisi dingin. Berbeda dengan baja Hot Formed Steel (HFS), baja CFS tidak membutuhkan energi besar untuk pembakaran. Dengan demikian, industri baja CFS dapat dimasuki oleh perusahaan yang tidak terlalu besar. Baja CFS cenderung lebih tipis dan memiliki jenis profil yang lebih banyak. Baja jenis ini juga sudah hadir dalam kondisi yang sudah diberi pelapis anti karat sehingga ketahanan terhadap karat lebih baik dibanding baja HFS.
Perkembangan baja Cold Formed Steel sebagai struktur bangunan berkembang cukup pesat, terutama untuk struktur atap. Namun, hingga kini, jarang sistem struktur tersebut ditampilkan sebagai elemen estetika. Biasanya sistem struktur tersebut disembunyikan karena terlalu padat baik secara horizontal maupun vertikal. Tesis ini mencoba mengeksplorasi sistem struktur dari baja CFS yang dapat diekspos. Diharapkan dengan demikian struktur baja CFS dapat menjadi sebuah elemen estetis sehingga arsitek dapat berperan dalam perkembangannya.
Tesis ini diawali dengan kajian karakteristik bahan dan perkembangan baja CFS saat ini, kemudian dilanjutkan dengan survei dan observasi perkembangan baja CFS di Indonesia. Sistem struktur dan konstruksi untuk masjid kemudian dirancang dari data tersebut. Rancangan sistem struktur tersebut dikonsultasikan dengan ahli sipil dan pabrik baja CFS. Pertimbangan yang dipakai dalam perancangan sistem struktur adalah kekuatan struktur, ketersediaan bahan dasar, kemudahan pembangunan, serta aspek visual dari ekspresi bahan. Sistem struktur yang terpilih kemudian dikembangkan menjadi bangunan masjid. Program komputer Rhinoceros dan Grasshopper digunakan dalam proses perancangan ini.
Dari hasil kajian, secara struktural, baja CFS memiliki kelemahan terhadap gaya momen dan tekan. Selain itu, daktilitas dari bahan ini juga lebih lemah dari baja
HFS. Oleh karena itu, sistem struktur baja CFS saat ini cenderung padat. Rangka atap disusun secara sejajar dengan rapat dan kolom disusun membentuk dinding pendukung beban. Sambungan baja CFS yang paling sering dipakai adalah sheet metal screw. Sambungan dengan las perlu diperhatikan dengan seksama ketebalan pelat yang digunakan. Ekspresi yang dihasilkan dari struktur dengan bahan baja CFS cenderung industrial. Sedangkan untuk cladding dapat menghasilkan berbagai macam pola; horizontal, vertikal, embossed, atau polos.
empat pilihan sistem struktur dihasilkan dalam proses iterasi: kuda-kuda, lamela, pelengkung tarik dan pelengkung tekan (relung). Sistem yang dipilih adalah relung. Relung disusun secara padat ke arah horizontal. Struktur tersebut menghasilkan struktur kulit tipis yang memberikan aspek visual yang lebih baik karena tipis secara vertikal. Sistem relung dipilih juga karena memungkinkan untuk menghantarkan gaya hampir mendekati sumbu batang penyusunnya. Hal ini menjadi penting untuk bahan baja CFS yang cenderung lemah terhadap gaya momen. Selain itu, sistem relung juga masih mungkin untuk diaplikasikan karena terdiri dari komponen yang persegi yang memiliki sambungan yang lebih sederhana dibanding bentuk yang lain.
Rancangan relung yang dihasilkan dikembangkan menjadi tiga jenis. Rancangan yang terpilih adalah rancangan yang paling efisien. Dari sistem relung tersebut, bentuk dikembangkan. Metode perancangan parametrik diterapkan dengan menggunakan program Rhinoceros dan Grasshopper. Bentuk diekplorasi untuk menghasilkan bentuk yang proporsional dengan parameter dimensi bahan. Dari bentuk yang dihasilkan kemudian dapat ditentukan sudut tekuk dari salah satu komponen. Berbeda dengan tanpa parametrik, sudut tekuk dapat ditemukan setelah bentuk ditentukan. Dengan cara tersebut, lebih banyak kemungkinan proporsi bentuk dapat dieksplorasi dan literasi dapat lebih sering dilakukan.
Sistem struktur tersebut menghasilkan bentuk masjid yang lebih kontemporer. Bentuk kubah belum mempu dibuat seutuhnya dengan struktur dari bahan baja CFS yang diekspos. Relung yang berjenjang dipilih untuk mendekati bentuk kubah. Bangunan seperti masjid yang membutuhkan bentuk yang lebih variatif masih sulit untuk sepenuhnya menggunakan baja CFS dibandingkan dengan bangunan terstandarisasi seperti hanggar atau gedung olahraga. Dalam perkembangan ke depan perlu dilakukan penelitian pada kasus studi lain serta penelitian dalam aspek keterbangunan dan efisiensi biaya.

Deskripsi Alternatif :

Cold formed steel (CFS) is a steel that shaped under room temperature condition. Differs from hot formed steel (HFS), CFS does not need a lot of energy for combusting. Which means, CFS industry could be done by a smaller factory. Cold formed steel is usually thinner and has a lot more variety of profile. CFS usually also already has coating for rust resisting, so it is more resistance to rust than hot formed steel.
Development of CFS as a building structure has gone quite fast, especially for roof structure. However, until now, it is seldom be exposed as aesthetic element. Usually, those structure is hidden because it is too cramped both horizontally and vertically. Structure system with CFS that could be exposed was explored. Hopefully, with that, CFS structure could be an aesthetic element so architect could take role in its development.
In this thesis, first, the characteristics of the material and the current development in its structure were reviewed from literatures, then survey and observation of the current development in Indonesia were conducted. From this data, the structure and construction system for mosque were designed. Those design was consulted with civil engineers and CFS factory. Consideration that we used in the design were structural capability, availability of the material, constructability, and visual aspect of the material. The chosen structure was then developed to became a mosque. Rhinoceros and Grasshopper software were used for the design process.
From the review, structurally, CFS has weakness in momen and compression force. Beside that, its ductility is lower than hot formed steel. Therefore, the current structure system of CFS is relatively cramped. Roof trusses is organized parallelly and closely. The stud was arrayed, creating a load bearing wall. Connections that mostly used in CFS structure is a screw metal sheet.
Connections with weld must consider a lot about the material thickness. Expression that created by the structure with CFS relatively industrial. Meanwhile, for cladding, CFS could create different kind of patterns; horizontal, vertical, embossed or smooth plain.
Four option of structure design was produced; trusses, lamella, tension arch and compression arch (vaults). Vaults was selected. Vaults for created from a closely arrayed rib. That structure created a thin skin structure which gave better visual aspect because it is vertically thin. The vaults system also selected because it is possible to redirect the force tangentially to the axis of each steel member. This is a important charateristic of CFS structure which is relatively weak againts momen forces. Moreover, the vaults system was still possible to construct because it was consist of square components that has simpler connections than other shapes.
The vault design then was developed into four option. The selected one was the most efisient. From that vault system, shaped was developed. With the help of Rhinoceros and Grasshopper program, parametric design method was applied. The shape was explored to create the proporsional one with the material dimension as the parameters. From the created shape, then it was able to define the folding angle of the one of the compenents. Differs if without parametric, the folding angle was able to define after the shape was decided. With this metode, more shape proportion were able to be explored and more iteration could be done.
That system structure created more contemporer mosque. The conventional dome wasn’t able to be created just by eksposed CFS structure. Tiering vaults were designed to approximately mimic shape of dome. Building like mosque which needs a more varied shape was still hard to designed fully by cold formed steel as structure material than a standarized building like hangar and sport facilities. In the later development, it is need to do research in other case study and a research about constructability and economic efficiency aspects.

Beri Komentar ?#(0) | Bookmark

PropertiNilai Properti
ID PublisherJBPTITBPP
OrganisasiS2 - Architecture
Nama KontakUPT Perpustakaan ITB
AlamatJl. Ganesha 10
KotaBandung
DaerahJawa Barat
NegaraIndonesia
Telepon62-22-2509118, 2500089
Fax62-22-2500089
E-mail Administratordigilib@lib.itb.ac.id
E-mail CKOinfo@lib.itb.ac.id