Pengaruh Parameter , Archie Allen Listiyono, FT UI, 2016
Transcript of Pengaruh Parameter , Archie Allen Listiyono, FT UI, 2016
1
A
Pengaruh Parameter ..., Archie Allen Listiyono, FT UI, 2016
2
Pengaruh Parameter Struktur terhadap Struktur Bangunan Tinggi pada Arsitektur Parametrik
Archie Allen Listiyono, Dalhar Susanto
Departemen Arsitektur, Fakultas Teknik Universitas Indonesia Kampus Baru UI Depok 16424
Tel: +62217863512 Fax: +62217863514
*e-mail: [email protected]
Abstrak
Skripsi ini membahas pengaruh parameter struktur pada perancangan bangunan tinggi dengan pendekatan parametrik. Dengan adanya program - program yang mendukung permodelan parametrik, proses pencarian bentuk arsitektur parametrik dapat dilakukan oleh program komputer. Dengan bantuan program komputer, variasi model tiga dimensi menjadi lebih mudah untuk dihasilkan. Arsitek hanya perlu mengubah nilai dari parameter yang sudah ditetapkan. Skripsi ini membahas pengaruh parameter struktur terhadap perancangan bangunan tinggi pada arsitektur parametrik. Kata Kunci: Arsitektur Parameterik, Parameter Struktur, Struktur Bangunan Tinggi
Structure Parameter Influence towards High-Rise Structure in Parametric Architecture
Abstract
This thesis will discuss the influence of structure parameter towards high-rise structure in parametric architecture. Parameter is being used in the design process. With the help of software which support parametric modelling, the form finding process in parametric architecture can now be done by the software. With the help of this software, the variation of the 3d model can be constructed easily. Architect just need to change the value of the parameter. Because of that, this thesis will discuss the influence of structure parameter towards high-rise structure when the structure parameter is being used in the design process. Keywords: High-Rise Structure, Parametric Architecture, Structure Parameter
Pengaruh Parameter ..., Archie Allen Listiyono, FT UI, 2016
3
Pendahuluan
Perubahan zaman menyebabkan kebutuhan ruang yang semakin kompleks. Kebutuhan
yang semakin kompleks ini salah satunya dapat diselesaikan dengan pendekatan arsitektur
parametrik (Schumacher, 2008). Arsitektur parametrik mempunyai pendekatan yang berbeda
pada saat merancang yaitu melalui penggunaan parameter dalam proses pencarian bentuk (Gane,
2004). Pencarian bentuk ini menjadi lebih mudah dikarenakan pendekatan parametrik dibantu
oleh program komputer sehingga parameter – parameter yang ditetapkan akan diolah melalui
program komputer. Hal ini memudahkan arsitek dalam menghasilkan variasi bentuk karena
arsitek hanya perlu mengubah nilai dari parameter – parameter yang sudah ditetapkan.
Pengembangan bentuk – bentuk bangunan tinggi yang lebih bervariasi dimungkinkan
dengan semakin mudahnya eksplorasi model tiga dimensi yang pada saat ini dapat dilakukan
dengan bantuan program komputer. Perubahan bentuk yang terjadi pada bangunan tinggi secara
tidak langsung dapat menyebabkan perubahan pada sistem struktur yang digunakan. Tidak jarang
bentuk yang didapat dapat memicu munculnya inovasi – inovasi struktur maupun teknik
konstruksi.
Skripsi ini membahas pengaruh parameter struktur dalam melihat bagaimana parameter
struktur mempengaruhi struktur bangunan tinggi pada saat merancang dengan pendekatan
parametrik.
Tinjauan Pustaka Arsitektur Parametrik
Arsitektur parametrik muncul sebagai akibat dari perubahan kebutuhan arsitektur yang
semakin kompleks (Schumacher, 2008). Arsitektur parametrik merupakan proses merancang
arsitektur dengan melibatkan parameter dimana representasi rancangannya dapat lebih mudah
dikembangkan (Gane, 2004). Representasi yang dimaksud adalah model tiga dimensi.
Penggunaan parameter pada saat merancang secara tidak langsung mengubah cara kerja arsitek
dimana untuk menghasilkan bentuk yang berbeda, arsitek hanya perlu mengubah nilai dari
parameter yang sudah ditetapkan (Stavric & Marina, 2011).
Pengaruh Parameter ..., Archie Allen Listiyono, FT UI, 2016
4
Pencarian Bentuk pada Arsitektur Parametrik
Stavric & Marina membagi arsitektur parametrik menjadi dua berdasarkan cara
menghasilkan model tiga dimensi yang dibantu oleh program komputer yaitu architecture
constructive parametric design dan architecture conceptual parametric design.
1. Architecture Constructive Parametric Design
Pada constructive parametric design, proses untuk menghasilan model tiga dimensi
dilakukan oleh arsitek melalui program komputer dengan gagasan bentuk awal sudah dimiliki
arsitek sebelum model tiga dimensi akhir dihasilkan.
Gambar 1 Proses perancangan constructive parametric design
Pada perancangan constructive parametric design, arsitek sudah mempunyai konsep awal dan
gagasan awal tentang bentuk akhir rancangan yang diinginkan. Arsitek akan membuat model tiga
dimensi dari konsep awal yang sudah digagas. Konsep awal dan gagasan awal tentang bentuk
akhir rancangan tersebut dibuat dengan bantuan program komputer. Dengan kata lain, model
yang didapatkan lebih kurang sama dengan bentuk rancangan yang diinginkan. Proses
merealisasikan konsep menjadi model tiga dimensi ini biasanya menggunakan program –
program komputer untuk permodelan tiga dimensi seperti SketchUp, AutoCAD dan Rhinoceros.
Menentukan konsep dan gagasan bentuk
Pengaruh Parameter ..., Archie Allen Listiyono, FT UI, 2016
5
Gambar 2 Permodelan tiga dimensi dengan software SketchUp
2. Architecture Conceptual Parametric Design
Pada conceptual parametric design, proses perancangan yang dilakukan adalah dengan
menetapkan parameter yang akan digunakan dalam proses merancang (Stavric & Marina,
2011). Pada conceptual parametric design, model tiga dimensi yang didapat merupakan hasil
representasi dari nilai – nilai parameter melalui “rules” pada program komputer.
Gambar 3 Proses perancangan conceptual parametric design
Pada perancangan conceptual parametric design, arsitek juga sudah mempunyai konsep awal
mengenai sebuah rancangan. Yang berbeda adalah pada saat proses digitalisasi konsep untuk
Pengaruh Parameter ..., Archie Allen Listiyono, FT UI, 2016
6
menghasilkan model tiga dimensi. Pada conceptual parametric design, konsep yang sudah ada
tidak langsung dibuat ke dalam model tiga dimensi melainkan arsitek menentukan parameter –
parameter yang akan digunakan dalam proses merancang yang kemudian dimasukkan ke dalam
“rules” atau fungsi tertentu. Parameter – parameter yang sudah ditentukan ini kemudian
diberikan nilai untuk menciptakan model tiga dimensi. Proses ini dilakukan terus menerus
sampai menjadi sebuah model tiga dimensi yang utuh. Pada conceptual parametric design,
arsitek menentukan parameter yang akan diberikan nilai yang kemudian akan diolah oleh
program komputer melalui “rules” tertentu menjadi sebuah model tiga dimensi. Karena model
tiga dimensi dihasilkan melalui program komputer, dapat dikatakan bahwa walaupun arsitek
sudah mempunyai gagasan awal mengenai sebuah rancangan, bentuk akhir dari model tiga
dimensi diserahkan kepada program komputer. Hal ini memungkinkan untuk menghasilkan
bentuk – bentuk yang tidak terduga sebelumnya. Variasi bentuk dari model tiga dimensi
didapatkan dengan cara mengganti nilai dari parameter yang sudah ditentukan.
Program – program komputer yang digunakan pada conceptual parametric design adalah
program – program untuk permodelan tiga dimensi seperti rhinoceros yang dibantu oleh plugin
untuk permodelan parametrik seperti grasshopper. Dengan adanya plugin yang mendukung
permodelan parameterik, program – program yang sebelumnya hanya digunakan untuk
menghasilkan model tiga dimensi dapat juga menjadi alat untuk mengeksplorasi variasi dari
bentuk model tiga dimensi.
Gambar 4 Pencarian bentuk dengan software Grasshopper
Sumber: http://www.arch2o.com/10-parametric-plugins-every-architect-should-know/ diakses pada tanggal 19
Desember 2016 pukul 17.27
Pengaruh Parameter ..., Archie Allen Listiyono, FT UI, 2016
7
Parameter pada Arsitektur Parametrik dan Faktor Pembentuknya
Parameter merupakan semua faktor yang menentukan sebuah sistem dan membatasi
performa (Gane, 2004). Dengan kata lain, parameter adalah semua faktor yang mempengaruhi
proses perancangan sebuah arsitektur. Parameter dapat berupa faktor yang dapat dihitung atau
kuantitatif seperti suhu, tekanan, jarak dan lain – lain maupun yang tidak dapat dihitung atau
kualitatif seperti perasaan dan preferensi sang arsitek (Gane, 2004).
Parameter, dalam proses pembentukannya dipengaruhi beberapa faktor seperti faktor
internal dan faktor eksternal dimana faktor internal merupakan faktor yang berasal dari dalam
diri seorang arsitek, biasanya menyangkut perasaan, intuisi dan selera arsitek terhadap suatu hal
seperti kesukaan terhadap warna atau ornamen tertentu. Faktor eksternal merupakan semua
faktor yang berasal dari luar diri seorang arsitek atau faktor yang tidak dapat diatur oleh sang
arsitek. Ada 3 faktor eksternal menurut Lawson (1981) yang biasa mempengaruhi pembentukan
sebuah parameter yaitu client, user dan legislator.
Struktur Bangunan Tinggi dan Jenis – Jenis Sistem Strukturnya
Struktur bangunan merupakan bagian yang memungkinkan sebuah bangunan untuk
menahan beban mereka sendiri dan juga pada kondisi terburuknya dapat menahan beban dari
luar atau beban eksternal (Hunt, 2003). Struktur bangunan tinggi merupakan bagian yang
memungkinkan sebuah bangunan tinggi dapat berdiri.
Jika dilihat dari jumlah lantai, bangunan tinggi merupakan bangunan dengan jumlah
lantai yang berkisar antara sepuluh sampai lebih dari seratus lantai (Schueller, 1997). Bangunan
tinggi mempunyai sistem struktur yang khusus dikarenakan ketinggian bangunan tersebut serta
gaya yang muncul sebagai akibat dari ketinggian bangunan itu sendiri (Schueller, 1997).
Sistem struktur bangunan tinggi dapat dibagi menjadi beberapa jenis berdasarkan caranya
merespon beban lateral yaitu rigid frames, frames and shear wall, core supported outrigger
structure, tube structure dan superframe (Ali & Moon, 2007).
1. Rigid Frames
Rigid Frame atau yang biasa disebut sebagai sitem rangka merupakan sistem struktur
yang terdiri dari komponen horizontal (balok) dan vertikal (kolom) yang disambung secara
Pengaruh Parameter ..., Archie Allen Listiyono, FT UI, 2016
8
kaku (rigid). Ukuran kolom yang digunakan biasanya disesuaikan dengan beban gravitasi dan
ukuran balok tergantung pada kekakuan yang dibutuhkan.
Gambar 5 Rigid Frames
Sumber: High-Rise Building Structure
2. Frames & Shear Wall
Merupakan gabungan dari sistem rangka dan diding geser. Perpaduan antara sistem
rangka dan dinding geser memungkinkan untuk dibagunnya bangunan yang lebih tinggi
dibandingkan dengan sistem rigid frame. Frames disini tidak terbatas hanya pada rigid
frames namun semua strukur yang menggunakan sistem rangka.
Gambar 6 Interaksi dinding geser dan struktur rangka
Sumber: Structural Developments in Tall Buildings: Current Trends and Future Prospects. Architectural Science
Review, 50(3), pp.205–223.
3. Core Supported Outrigger Structure
Sistem struktur ini mempunyai core sebagai pusat penyaluran beban dan outrigger yang
bertindak seperti kantilever. Outrigger bertindak sebagai penghubung antara core dengan
kolom perimeter.
Pengaruh Parameter ..., Archie Allen Listiyono, FT UI, 2016
9
Gambar 7 Sistem struktur outrigger
Sumber: Structural Developments in Tall Buildings: Current Trends and Future Prospects. Architectural Science
Review, 50(3), pp.205–223.
4. Tube Structure
Struktur tabung merupakan sistem struktural tiga dimensi yang memanfaatkan sekeliling
bangunan untuk menahan beban lateral karena mayoritas elemen struktural pada sistem
tabung terletak pada sekeliling bangunan. Sisi yang tegak lurus terhadap gaya lateral
berfungsi untuk menahan bending, sedangkan sisi yang sejajar dengan gaya lateral berfungsi
untuk menahan geseran akibat gaya lateral tersebut. Pada sistem tabung, kolom – kolom
biasanya diletakkan berdekatan. Sistem tabung dibagi menjadi 4 jenis yaitu framed tube,
braced tube, bundled tube, tube-in-tube (Ali & Moon, 2007).
Gambar 8 Struktur tabung dan gaya yang bekerja
Sumber: Structural Developments in Tall Buildings: Current Trends and Future Prospects. Architectural Science Review, 50(3), pp.205–223.
Pengaruh Parameter ..., Archie Allen Listiyono, FT UI, 2016
10
Gambar 9 Jenis – jenis struktur tabung
Sumber: Olahan Pribadi dengan sumber materi dari High-Rise Building Structure
5. Megastructure
Sistem struktur ini hampir sama dengan sistem struktur lainnya, yang berbeda adalah
ukuran dari komponen struktur yang lebih besar seperti core raksasa maupun kolom raksasa.
Karena ukurannya yang besar, penggunaan kolom raksasa pada sebuah bangunan tinggi
biasanya memerlukan bantuan komponen struktur pengikat yang juga berukuran besar seperti
belt truss.
Studi Kasus
Studi kasus dilakukan pada dua bangunan tinggi yaitu Cayan Tower di Dubai dan
Shanghai Tower di Shanghai. Pada bagian studi kasus dicoba untuk menjelaskan apakah
dilibatkan parameter struktur beserta pengaruhnya terhadap hasil rancangan pada arsitektur
parametrik. Bahan – bahan untuk pembahasan studi kasus diambil dari jurnal Case Study:
Shanghai Tower. CTBUH Journal, (II) oleh Jun Xia, Poon dan Mass, Design, Scenario:
Methodology for requirements driven parametric modeling of high-rise oleh Victor Gane dan
Haymaker, Long-term structural performance monitoring system for the Shanghai Tower.
Journal of Civil Structural Health Monitoring oleh Jia Zhan Su, Xia Y, Chen L dan Zhao,
Shanghai Tower. Gensler Design Update oleh Gensler, The Parametric Design of Shanghai
Pengaruh Parameter ..., Archie Allen Listiyono, FT UI, 2016
11
Tower’ s Form and Façade 上海中心大厦造型与外立面参数化设计 oleh Jun Xia dan Peng,
dan The World’s Tallest Twisting Tower: Cayan Tower, Dubai oleh George Efstathiou dan
William Baker.
Tabel 1 Perbandingan studi kasus 1 dan studi kasus 2
Pengaruh Parameter ..., Archie Allen Listiyono, FT UI, 2016
12
Pengaruh Parameter ..., Archie Allen Listiyono, FT UI, 2016
13
Pengaruh Parameter ..., Archie Allen Listiyono, FT UI, 2016
14
Pada studi kasus Cayan Tower, proses desain parametrik melibatkan parameter struktur
sedangkan pada studi kasus Shanghai Tower, tidak melibatkan parameter struktur. Jika ditinjau
dari struktur yang digunakan, terlihat bahwa ada inovasi struktur berupa penggunaan stepped
column pada Cayan Tower. Inovasi struktur ini muncul sebagai upaya adaptasi struktur terhadap
bentuk model tiga dimensi yang didapatkan pada saat merancang dengan melibatkan parameter
struktur. Penggunaan stepped column pada Cayan Tower ini, selain untuk menyokong
keberdirian, secara tidak langsung juga menjadi bagian dari estetika Cayan Tower sendiri.
Sedangkan pada Shanghai Tower, digunakan curtain wall untuk merespon beban lateral berupa
angin yang kencang pada area tersebut. Pengunaan curtain wall ini merupakan sebuah upaya
adaptasi terhadap bentuk model tiga dimensi yang didapatkan tanpa melibatkan parameter
struktur.
Kesimpulan
Arsitektur parametrik merupakan proses merancang arsitektur dengan menggunakan
parameter pada saat mengembangkan bentuk dengan bantuan program komputer. Perkembangan
teknologi pada bidang arsitektur menyebabkan pencarian bentuk pada perancangan dengan
pendekatan parametrik memungkinkan dilakukan oleh program komputer. Dengan bantuan
program komputer, variasi dari model tiga dimensi menjadi lebih mudah untuk dibuat karena
arsitek hanya perlu mengganti nilai – nilai dari parameter dimana parameter merupakan semua
faktor yang mempengaruhi proses perancangan sebuah arsitektur.
Setelah dilakukan studi kasus terhadap dua bangunan yaitu Cayan Tower atau yang juga
dikenal sebagai Infinity Tower di Dubai dan juga Shanghai Tower di Shanghai, didapatkan
bahwa pada saat proses perancangan, keduanya menggunakan beberapa parameter. Pada Cayan
Tower, parameter struktur dilibatkan pada saat pencarian bentuk sedangkan pada Shanghai
Tower tidak ada parameter struktur yang dilibatkan. Dari hasil analisis terhadap struktur yang
digunakan juga terlihat bahwa pada Cayan Tower, ada inovasi struktur seperti penggunaan
stepped column. Hal ini merupakan upaya adaptasi struktur terhadap bentuk model tiga dimensi
yang didapatkan. Selain berperan sebagai penyokong keberdirian, penggunaan stepped column
ini juga berperan sebagai penentu estetika pada Cayan Tower. Sedangkan pada Shanghai Tower
tidak dilibatkan parameter struktur dalam proses perancangan parametrik. Struktur pada
Pengaruh Parameter ..., Archie Allen Listiyono, FT UI, 2016
15
Shanghai Tower hanya berperan sebagai penyokong agar dapat berdiri dengan kokoh dan tidak
berperan dalam membentuk estetika arsitekturnya.
Apabila parameter struktur dilibatkan dalam proses perancangan arsitektur parametrik,
struktur akan ikut dalam tampilan arsitektur yang menentukan estetika, sedangkan apabila
parameter struktur tidak dilibatkan dalam proses perancangan arsitektur parametrik, struktur
tidak ikut dalam tampilan arsitektur atau dengan kata lain hanya sebagai penyokong berdirinya
bangunan.
Referensi
Buku
Hunt, T., 2003. Tony Hunt’s Structures Notebook., pp.1–113.
Lawson, B., 1981. How Designers Think: the design process demystified. 4th Edition.
Schueller, W., 1977. High-Rise Building Structure. Toronto: John Wiley & Sons, Inc.
Jurnal
Aleksandar, B.Y., Zeljic, S. & Ap, L., 2010. Shanghai Tower Façade Design Process., (Icbest).
Ali, M.M. & Moon, K.S., 2007. Structural Developments in Tall Buildings: Current Trends and
Future Prospects. Architectural Science Review, 50(3), pp.205–223.
Efstathiou, George. & Baker, William., 2014. The World’s Tallest Twisting Tower: Cayan
Tower, Dubai.
Gane, V., 2004. Parametric Design - a Paradigm Shift?
Gane, V. & Haymaker, J., 2009. Design Scenario: Methodology for requirements driven
parametric modeling of high-rises., pp.1–12.
Gensler, 2014. Shanghai Tower. Gensler Design Update.
Hudson, R., 2010. Strategies for parametric design in architecture. Civil Engineering, p.274.
Jiang, H.J. et al., 2014. Performance-Based Seismic Design Principles and Structural Analysis of
Shanghai Tower., 17(4), pp.513–528.
Qian, X., 2014. Buckling Restrained Steel Shear Walls for Seismic Protection. , pp.1–27.
Pengaruh Parameter ..., Archie Allen Listiyono, FT UI, 2016
16
Schumacher, P., 2008. Parametricism as Style - Parametricist Manifesto. Darkside club, 11th
Venice Architecture Biennale, pp.1–5. Available at:
http://www.patrikschumacher.com/Texts/Parametricism as Style.htm.
Stavric, M. & Marina, O., 2011. Parametric Modeling for Advanced Architecture. International
Journal of Applied Mathematics and Informatics, 5(1), pp.9–16.
Su, J.Z. et al., 2013. Long-term structural performance monitoring system for the Shanghai
Tower. Journal of Civil Structural Health Monitoring, 3(1), pp.49–61.
Xia, J. & Peng, M., 2014. The Parametric Design of Shanghai Tower’ s Form and Façade 上海
中心大厦造型与外立面参数化设计.
Xia, J., Poon, D. & Mass, D.C., 2010. Case Study: Shanghai Tower. CTBUH Journal 2010, (II),
pp.12–18.
Website
Arch2O, 2016. Diakses dari: http://www.arch2o.com/wp-content/uploads/2015/10/Arch20-
Parametric-Plugins-013.jpg/ [diakses pada tanggal 19 Desember pukul 17.25]
Pengaruh Parameter ..., Archie Allen Listiyono, FT UI, 2016