EFISIENSI STRUKTUR ALAMI, ANTARA BENTUK DAN SISTEM STRUKTUR

Bisatya W Maer

doi:10.9744/dimensi.39.2.91-100

Abstract

This paper discusses building design based on structural efficiency principles of natural objects and creatures. To investigate further about how the efficiency principle is implemented in design, three of Frei Otto’s projects are chosen as case studies. Otto’s project chosen for this study are: the recumbent container which was inspired by a mercury drop; the bell tower of a Protestant Church in Berlin-Schonow which was inspired by Cholla cactus stem; and a branched column inspired by trees. Each of this case is analyzed to find out whether the structural efficiency of these objects are used by Otto from its ‘structural model/ system’ perspective or from the uniqueness of its form. The structural efficiency level of each case is also analyzed. The design of the recumbent container implemented the structural model/ system of the mercury drop’s membrane. The Cholla cactus’s structural model/ system was not implemented as it is but the perimeter structural principal system was developed into different form and structural model/ system. In the last case, the tree’s shape and branches formation were being used to create the branched column’s structure with different structural model/ system. Both three buildings are structurally efficient.

Highlights

This paper discusses building design based on structural efficiency principles of natural objects and creatures
To investigate further about how the efficiency principle is implemented in design, three of Frei Otto’s projects are chosen as case studies
Otto’s project chosen for this study are: the recumbent container which was inspired by a mercury drop; the bell tower of a Protestant Church in Berlin-Schonow which was inspired by Cholla cactus stem; and a branched column inspired by trees

Summary

EFISIENSI DAN BENTUK STRUKTURAL

Efisiensi struktural sangat terkait dengan bentuk struktural, seperti yang dikatakan Howard (1966) bahwa pencarian minimal structure (struktur dengan penggunaan material minimal) dapat menghasilkan bentuk bangunan yang sangat menarik. Untuk struktur yang menerima momen, efisiensi struktural dapat dilakukan dengan menempatkan material terbanyak di sisi paling luar dari penampang komponen struktural agar diperoleh I yang maksimal. Untuk mendapatkan efisiensi struktural lebih lanjut, dilakukan penyesuaian dimensi penampang melintang komponen struktur dengan besarnya tegangan lentur yang bekerja sehingga penampang memanjangnya membentuk konfigurasi yang sesuai dengan diagram momen yang bekerja. Pengertian tersebut dapat dimanfaatkan untuk memahami bentuk funikular tekan dengan material kaku seperti beton atau baja, yaitu dengan meninjau bentuk yang berbalik cermin dengan lengkung funikular kabel (Gambar 4). Perbedaan form-active tekan dan tarik terletak pada sifat materialnya, material tarik yang fleksibel selalu menyesuaikan bentuknya dengan sistem pembebanannya, sehingga strukturnya selalu formactive, sedangkan material tekan yang bersifat kaku tidak bisa menyesuaikan bentuknya dengan sistem pembebanannya, maka apabila ada perbedaan antara bentuk struktural dengan sistem pembebanannya, di dalam struktur tersebut disamping bekerja gaya tekan juga bekerja momen. Selain struktur form-active, terdapat struktur non form-active yaitu struktur yang menerima momen lentur, contohnya balok lantai yang terbentang horisontal, dan struktur semi form-active yaitu struktur yang menerima momen lentur dan gaya aksial, contohnya balok atap yang terbentang membentuk sudut terhadap garis horisontal (miring)

KERANGKA PEMBAHASAN

STUDI KASUS

Recumbent Container

Model Struktur

DAFTAR PUSTAKA