Pengertian Struktur Shell
Pada dasarnya shell diambil dari beberapa bentuk yang ada di alam seperti
kulit telur, tempurung buah kelapa, cangkang kepiting, cangkang keong, dan
sebagainya (Curt Siegel).
Menurut Joedicke (1963) strukutur shell adalah plat yang melengkung ke satu
arah atau lebih yang tebalnya jauh lebih kecil daripada bentangnya. Sedangkan
menurut Schodecik (1998), shell atau cangkang adalah bentuk structural tiga
dimensional yang kaku dan tipis yang mempunyai permukaan lengkung. Sejalan
dengan pengertian di atas, menurut Ishar (1995), cangkang atau shell bersifat
tipis dan lengkung. Jadi, struktur yang tipis datar atau lengkung tebal tidak
dapat dikatakan sebagai shell. Istilah cangkang oleh Salvadori dan Levy (1986)
disebut kulit kerang. Sebuah kulit kerang tipis merupakan suatu membrane
melengkung yang cukup tipis untuk mengerahkan tegangan-tegangan lentur yang
dapat diabaikan pada sebagian besar permukaannya,
akan tetapi cukup tebal sehingga tidak akan menekuk di bawah tegangan tekan
kecil, seperti yang akan terjadi pada suatu membrane ideal. Di bawah beban,
suatu kulit kerang tipis adalah stabil di setiap beban lembut yang tidak
menegangkan pelat secara berlebihan, karena kulit kerang tidak perlu merubah
bentuk untuk menghindari timbulnya tegangan-tegangan tekan.
Sifat-sifat
Lokal Permukaan Kulit Kerang
Dalam usaha untuk memperoleh suatu pengertian yang sempurna mengenai
perilaku structural dari struktur-struktur lengkung dua dimensi, seperti
membrane dan kulit kerang adalah penting untuk pertama kalinya mengenai
sifat-sifat geometris dari permukaan mereka. Sifat-sifat ini dapat dibagi dalam
dua kategori, yaitu :
a. Sifat-sifat local, yang menentukan geometri dari permukaan segera
sekitas suatu titik.
b. Sifat-sifat umum, yang menerangkan bentuk dari permukaan sebagai suatu
keseluruhan.
Permukaan-permukaan dibagi kedalam tiga kategori yang berbeda tergantung
kepada variasi dari kelengkungan mereka disekitar satu titik :
1. Kalau kelengkungan pada suatu titik dalam semua arah mempunyai tanda
sama, maka permukan disebut sinklastik pada titik tersebut.
Fungsi Struktur Shell
Struktur shell biasanya digunakan hanya dalam keadaan
dimana persyaratan struktur khusus diperlukan untuk mencapai tingkat efisiensi
struktur yang tinggi, baik karena diperlukan bentang yang sangat panjang atau
karena diperlukan berat struktur yang sangat ringan.
Persyaratan Struktur Shell
Suatu struktur shell harus mempunyai tiga syarat, yaitu sebagai berikut :
1. Harus memiliki bentuk
lengkung, tunggal, maupun ganda (single or double curved),
2. Harus tipis terhadap permukaan
atau bentangannya,
3. Harus dibuat dari
bahan yang keras, kuat, ulet dan tahan terhadap tarikan dan tekanan.
Klasifikasi Shell
Bentuk-bentuk dasar dari
cangkang
Variasi bentuk cangkang yang tak terhingga banyaknya dapat digolongkan
menurut berbagai cara (metoda) penggolongan. Prinsip dari tiap metode tersebut
adalah merupakan penyederhanaan dalam bidang kerjanya, sesuai dengan
penggunaanya. Konstruktor membuat penggolongan atas struktur sesuai bentuk yang
sama. Dalam analisa geometric pembagian bentuk didasarkan atas hukum aljabar
dan trancedental surface. Arsitektur dapat lebih bertolak pada bentuk-bentuk
luar dan menggolongkannya ke dalam bentuk-bentuk dasar tanpa mengabaikan
hal-hal diluarnya. Atas dasar ini bentuk-bentuk cangkang di sini dibagi menurut
tipe kelengkungan permukaannya sebagai berikut :
1. Cangkang melengkung ke satu arah
2. Cangkang melengkung ke dua arah
3. Cangkang dengan bentuk bebas (free form).
Klasifikasi shell dibagi menjadi 2 :
1. Sesuai bentuk umum terjadinya
- bidang putaran (rotational
surface)
- pergesaran bentuk dasar (translational
surface)
- pergeseran bentuk dasar pada 2 bentuk
dasar bersilangan (ruled surface)
2. Sesuai lengkungan permukaan
- lengkung tunggal (single curved)
- lengkung ganda (double curved)
Bentuk shell dibagi menjadi 2 :
1. Cangkang terbentuk dengan cara
memutar garis lurus
-
Kerucut
-
Kubah setengah bola
-
Kubah
ellips
-
Kubah Parabola
-
Torus
2. Cangkang terbentuk dengan cara
menggeser garis-garis lengkung
-
Tabung lingkaran
-
Tabung Parabola
-
Tabung Ellips
Pada hakikatnya pembagian ini juga erat pengertiannya dari sudut
konstruksi, yang ketiga dasar tersebut mempunyai perbedaan dasar yang
structural pula.
Menurut Ishar (1995), struktur shell dibagi kedalam beberapa kategori, yaitu :
Shell silindrical
Shell rotasi
Shell kubah
Shell Torus
Shell conoida
Shell hyperbolis parabola
(Hypar)
Shell dengan bentuk bebas
(Free form shell)
Sedangkan menurut Joedicke (1963), bentuk struktur shell dibagi menurut tipe kelengkungan permukaannya
sebagai berikut :
1. Singly curved shell, terbentuk dari
perpindahan garis lurus yang melebihi bentuk lengkung.
2. Doubly curved shell with principle curves
in the same direction (domical shell) dibentuk dengan memutar bidang lengkung
terhadap sumbu pada bidang tersebut dan membentuk lengkungan kearah sumbunya.
3. Dubly curved shell with principle curves
in opposite direction (hiperbolik paraboloid).
4. Doubly curved shell with principle curve
in the same and opposite direction yang memberikan contoh prinsip-prinsip
alternative arah lengkungan.
Penggolongan Shell berdasarkan
Proses Pembentukannya :
- Permukaan
Garis (ruled surface)
-
Bidang yang terbentuk dengan menggerakkan
garis lurus awal pada satu/dua garis
pengarah
2.
Permukaan Geseran (Translational surface)
-
Yaitu bidang yang diperoleh jika suatu garis lengkung digeser
sejajar terhadap garis lengkung cembung lainnya dan pergeserannya terjadi
secara pararel.
Penggolongan
Shell berdasarkan Kedudukan Kurva :
- Kurva-kurva membuka kearah yang
sama (synclastic)
-
Kurva-kurva kearah yang saling berlawanan
(antisynclastic)
Hypar
§ merupakan suatu bidang geseran (translational
surface) yang terbentuk jika suatu parabola yang membuka kebawah digeser secara
sejajar diri sendiri terhadap suatu parabola yang membuka ke atas dan digeser
diri sendiri terhadap suatu parabola yang membuka ke bawah atau
§
hypar yang terbentuk jika kedua
garis lengkung tersebut merupakan garis lurus yang saling bersilangan (rulled
surface)
Hypar terbagi atas 2 macam, yaitu :
·
Hypar with curved edges (tepi-tepi lengkung)
·
Hypar with straight edges (tepi-tepi lurus)
Sumber :
Candela, The Shell Builder, Colin Faber Reinhold Publishing Corp,
New York
Ishar, H.K; 1995, Pedoman Umum Merancang Bangunan, Gramedia
Pustaka Utama, Jakarta
Joedicke, Jurgen, 1963, Shell Architecture, Reinhold Publishing
Corporation, New York
Schodeck, Daniel L; 1980, Structure, USA Prantise Hall- Inc
Sutrisno, R; 1983,Bentuk Struktur Bangunan Dalam Arsitektur
Modern, Gramedia, Jakarta
Salvadori, Mario, M. Levy,1986, Desain Struktur Dalam Arsitetektur
(Terjemahan), Erlangga, Jakarta
www. greatbuildings.com
www.archdialy.com