Dokumen tersebut membahas tentang struktur cangkang. Struktur cangkang adalah bentuk struktural tiga dimensi yang kaku dan tipis dengan permukaan lengkung. Dokumen tersebut menjelaskan pengertian, sifat, persyaratan struktur, klasifikasi berdasarkan bentuk geometri dan penyaluran beban pada struktur cangkang. Beberapa contoh struktur cangkang dijelaskan seperti Sydney Opera House, Teater Imax Keong Emas

1. STRUKTUR CANGKANG
(SHELL STRUCTURE)
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Disusun Oleh :
Mela Nurbayanti 20100110007
Dwi Agrina 20110110080
Dhany Setyawan 20120110004
M Aditya Prima K. 20120110016
Vendy Yoga Dimas Andiepsa 20120110045
Belica Yan Ocktavia 20120110056

2. PENGERTIAN
Menurut Schodecik (1998), shell atau
cangkang adalah bentuk struktural tiga
dimensional yang kaku dan tipis yang
mempunyai permukaan lengkung.
Menurut Ishar (1995), cangkang atau shell
bersifat tipis dan lengkung. Jadi, struktur
yang tipis datar atau lengkung tebal tidak
dapat dikatakan sebagai shell.
SIFAT STRUKTUR
• Sifat- sifat lokal, yang menentukan
geometri dari permukaan sebagai suatu
titik.
• 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:
• Jika kelengkungan pada suatu titik dalam
semua arah mempunyai tanda sama, maka
permukaan disebut sinklastik pada titik
tersebut.
• Jika kelengkungan pada suatu titik dalam
semua arah mempunyai tanda yang sama
kecuali pada satu arah, yaitu nol, maka
permukaan itu disebut juga dapat
direbahkan (developable) pada titik
tersebut.
• Jika kelengkungan pada suatu titik adalah
positif dalam arah- arah tertentu dan
negatif dalam arah- arah lainnya,
permukaan disebut sebagai antiklastik
atau suatu permukaan pelana (saddle
surface) pada titik tersebut.

3. • Tegangan-tegangan membran yang
bekerja pada kulit shell (tarik, tekan,
geser, tangensial), sehingga dihasilkan
dimensi yang tipis sekali.
• Karena pembebanan. Tegangan terjadi
pada bagian tumpuan, dimana shell diikat
sehingga tidak bisa bergerak.
• Karena perubahan temperatur : terjadi
akibat panas matahari dan proses
pemuaian material beton yang menjadi
struktur shell.
• Tegangan karena adanya beda penurunan.
• Tegangan lentur. Tegangan lentur bisa
terjadi karena pembebanan, perubahan
temperatur dan penurunan tanah.
PERSYARATAN STRUKTURHAL YANG MEMPENGARUHI STRUKTUR
• Harus memiliki bentuk lengkung,
tunggal, maupun ganda (single or
double curved)
• Harus tipis terhadap permukaan atau
bentangannya
• Harus dibuat dari bahan yang keras,
kuat, ulet dan tahan terhadap tarikan
dan tekanan.

4. KLASIFIKASI STRUKTUR CANGKANG
BERDASARKAN BENTUK TERJADINYA
1. Rotational Surface
suatu garis lengkung yang datar diputar terhadap suatu sumbu. Shell
dengan permukaan rotasional dapat dibagi tiga yaitu:
• Spherical Surface
Merupakan shell yang bidang permukaanya terbentuk jika suatu
segment lingkaran berputar terhadap sumbu vertikal.
• Eliptical surface
bidang permukaaanya terbentuk jika ½ ellips berputar terhadap sumbu
vertikal (kurang mampu memikul beban vertikal dibandingkan
Spherical dome Surface.
• Parabolic surface
bidang permukaaanya terbentuk jika ½ parabola berputar terhadap
sumbu vertikal (lebih kuat memikul beban vertikal dibandingkan
Spherical dome Surface.

5. 2. Spherical Surface Eliptical Surface
Adalah bidang yang diperoleh bilamana
ujung-ujung suatu garis lurus digeser pada
dua bidang sejajar. Shell dengan permukaan
transasional dibagi dua yaitu cylindrical
surface dan eliptic paraboloid.
KLASIFIKASI STRUKTUR CANGKANG
3. Translational surface
Adalah bidang yang diperoleh jika suatu
garis lengkung yang datar digeser sejajar
diri sendiri terhadap garis lengkung yang
datar lainnya. Shell dengan permukaan
ruled ada dua macam, yaitu Hyperbolic
Paraboloid dan Conoid.

6. KLASIFIKASI STRUKTUR CANGKANG
BERDASARKAN MELENGKUNGNYA
BIDANG
• Single curved shell, terbentuk dari
perpindahan bidang lengkung.
• Double 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.
BERDASARKAN KEDUDUKAN KURVA
• Kurva-kurva membuka ke arah
yang sama (synclastic)
• Kurva-kurva kearah yang saling
berlawanan (antisynclastic)

7. BERDASARKAN BENTUK
GEOMETRIS
•Shell silindrical (silinder)
•Shell conical (kerucut)
•Shell domical (dome)
•Shell Torus
•Shell Hyperbolic (hiperbola)
•Shell Hyperbolic paraboloid /
Hypar (hyperbolis parabola)
•Shell Elliptical paraboloid
•Shell Conoid (Konoid)
•Shell dengan bentuk bebas (Free
form shell)
KLASIFIKASI STRUKTUR CANGKANG

8. PENYALURAN BEBAN

9. PENYALURAN BEBAN

10. SYDNEY OPERA HOUSE, AUSTRALIA
Sydney Opera House ini terletak di kawasan Benellong Point diatas teluk Sydney yang dulunya
difungsikan sebagai gudang penyimpanan kereta trem. Bangunan yang dirancang oleh arsitek
Denmark Jorn Utzon pada tahun 1959 selama 14 tahun ini terbentang di atas tanah seluas 1,8 Ha
dengan ketinggian atap mencapai 67 m diatas permukaan laut

11. RUANG PADA BANGUNAN
• Concert Hall, merupakan
ruang utama terbesar
• Opera Theatre
• Drama Theatre
• Playhouse
• Reception Hall
• Foyer.
• Auditorium
• Studio
• Restaurant
• Bar theatre
• Ruang ganti
• Perpustakaan
• Kantor administrasi
• Ruang utilitas.

12. STRUKTUR PADA BANGUNAN
Atap pada bangunan menerapkan sistem shell free form. Dimana bentuk shell yang ada
tidak mengikuti pola geometri tetapi terikat secara structural.
Shell pada Sydney opera house terbentuk dari proses rotasional kearah vertikal dengan
lengkung dua arah (vertikal dan horizontal)/ double curved shell dengan permukaan
lengkung sinklastik.

13. GAYA YANG BEKERJA PADA STRUKTUR
1. Gaya meredional
Gaya meredional pada atap
Sydney opera house
berasal dari berat itu
sendiri yang kemudian
gaya itu disalurkan
melalui tulangan baja
kekolom penyangga
atap
2. Gaya rotasional
Gaya rotasional bekerja
kearah vertikal mengikuti
lengkung atap kemudian
beban disalurkan ketanah
melaui tiga kolom yang
ada.
3. Beban lentur
Pertemuan atap dan dinding
dibuat lebih tebal agar dapat
menyokong gaya yang
bekerja pada arah vertical dan
horizontal dari gaya
meredional, yang juga agar
dapat menahan gaya dorong
keluar yang terjadi.

14. GAYA YANG BEKERJA PADA STRUKTUR
4. Kondisi Tumpuan
Kondisi tumpuan pada atap Sydney opera house
sudah memenuhi syarat tumpuan layak yang
diizinkan untuk shell struktur, yaitu :
•Tumpuan yang disalurkan ke kolom mampu
mengerahkan reaksi dari membran baik itu reaksi
tekan maupun tarik.
•Perpindahan- perpindahan membran pada
perbatasan struktur cangkang yang timbul akibat
tegangan dan regangan membran diatasai dengan
memperkaku sudut- sudut pertemuan permukaan
shell.

15. TEATER IMAX KEONG MAS, TMII JAKARTA
Teater Imax Keong Emas didirikan atas prakarsa Almarhumah Hj. lbu Tien
Soeharto, dan mulai dioperasikan pada tanggal 20 April 1984 yang dimaksudkan
sebagai sarana rekreasi yang mendidik guna memperkenalkan kekayaan alam dan
budaya bangsa melalui tayangan film (audio-visual) layar raksasa dengan
menggunakan kecanggihan teknologi sinematografi modem Proyektor IMAX
dengan memutar film "Indonesia Indah".

16. BENTUK BANGUNAN
Pada gedung Keong Mas terdapat hall besar
berbentuk lingkaran yang difungsikan sebagai
tempat untuk bioskop.
Bentuk dari bangunan menyerupai keong
mas dimana bentuk tersebut diambil dari
sebuah cerita lakon cerita panji.
Apabila dilihat dari tampak potongan bangunan
, pada posisi atap dibagian bioskop, atap Keong
Mas berbentuk setengah lingkaran.

17. STRUKTUR BANGUNAN
Teater Imax Keong Emas
mengaplikasikan atap berstruktur
cangkang yakni bentuk struktural
tiga dimensional yang kaku dan tipis
yang mempunyai permukaan
lengkung. Struktur cangkang yang
diterapkan adalah free form shell di
mana bentuknya yang menyerupai
keong sebenarnya.
GAYA PADA STRUKTUR BANGUNAN
Gaya-gaya dalam bidang yang berarah
meredisional diakibatkan oleh beban penuh.
Tekanan yang diberikan oleh gaya-gaya
melingkar tidak menyebabkan timbulnya
momen lentur dalam arah meredional.
Pada pelengkung, beban seperti ini dapat
menimbulkan lentur yang besar, sedangkan
pada cangkang lentur dengan cepat
dihilangkan dengan aksi melingkar.

18. GEDUNG MPR DPR, SENAYAN JAKARTA
Gedung ini mulai dibangun pada tanggal 8 Maret 1965. Pada saat itu, presiden
Soekarno bermaksud menyelenggarakan CONEFO. Ketika pemerintahan Presiden
pertama ini jatuh dan kekuasaan berpindah tangan pada Presiden Soeharto, proses
pembangunan tetap dilanjutkan. Hanya saja fungsinya dirubah menjadi Gedung MPR
dan DPR hingga saat ini. Gedung yang terletak di Senayan, Jakarta ini dirancang oleh
arsitek Soejoedi Wirjoatmodjo.

19. STRUKTUR BANGUNAN
Bangunan MPR DPR RI ini memiliki
struktur cangkang pada atapnya dengan
klasifikasi geometri dome (kubah) di
mana bentuk menyerupai sayap pesawat
terbang atau sayap burung dengan
struktur kubah beton yang paling baru.
Stuktur atap gedung ini merupakan
modifikasi dari struktur shell kubah
murni yang dibelah menjadi dua yang
bebannya dipikul oleh dua buah busur
beton yang dibangun berdampingan dan
nantinya bertemu pada satu titik
puncak.

20. Stadion Nantong baru di
provinsi Jiangsu Cina adalah
stadion Cina pertama dengan
atap yang bisa dibuka dan
ditutup. Terdapat 400 meter
lintasan atletik dan berbagai
fasilitas. Stadion ini memiliki
luas permukaan 48.000 m2
.
NANTONG STADIUM, CHINA

21. STRUKTUR ATAP
Struktur yang digunakan adalah struktur
cangkang dengan klasifikasi bentuk
geometri dome (kubah).
Bagian atapnya terdiri dari dua struktur
baja yang dapat dibuka dan ditutup secara
otomatis.
Untuk dapat memindahkan konstruksi baja
berat ini secara lancar dan tanpa kekuatan
torsi yang berlebihan, maka dikembangkan
sistem propulsi hidrolik yang kuat dengan
control dan sistem operasi yang canggih.
Untuk membuat atap bergerak (terbuka dan
tertutup) diperlukan bantuan 16 kabel baja
dengan ketebalan 64 mm yang
menggunakan 8 derek berat (empat Derek
per shell), yang masing- masing memiliki
gaya tarik sebesar 160 ton