ANALISIS MODIFIKASI TUMPUAN KUDA-KUDA ATAP UTAMA (MAIN RAFTER )
BENTANG 60,00 M. PROYEK TERMINAL BANDARA SEPINGGAN BALIKPAPAN
(237S)
Agus Sugianto1dan Andi Marini Indriani2
1Dosen Program Studi Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Balikpapan,
Email: agus.fadhil@yahoo.co.id 2
Dosen Program Studi Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Balikpapan, Email: marini_sabrina@yahoo.com.sg
ABSTRAK
Struktur Atap Utama Proyek Pengembangan Bandara Internasional Sepinggan Balikpapan dikerjakan dengan material pipa baja, jarak antar kolom arah sumbu horisontal X (Timur-Barat) dan arah horisontal Y (Utara-Selatan) adalah 15,00 m. bentang Atap Utama 60,00 m. Elevasi vertikal kolom Pedestal dari lantai ground 13,00 m. ditumpu oleh dua kolom, salah satu kolom beton tersebut adalah kolom tanpa pengaku lateral(free-standing), bahan atap menggunakanMetal Deck TPO laminated, sistem struktur atapTrussrangka batang, struktur bangunan dan atap tidak dihitung sebagai portal. Pre-chamber horisontal sebesar 200 mm. jenis tumpuan (support) pada awalnya adalah sendi-sendi, namun berdasarkan pertimbangan teknis, perhitungan struktur atap dan kolom free-standing, maka dilakukan perubahan (modifikasi) dari salah satu jenis tumpuan tersebut. Perhitungan struktur saat desain menentukan bahwa Momen maksimum (M maks.)yang terjadi pada ujung atas kolomfree-standingsebesar 5954,00 kNm. Defleksi Horisontal ijin kolomfree-standing sebesar 26,00 mm. (1/500.L), hasil dari perhitungan struktur Kolom free standing untuk momen yang bekerja sebesar 1298.75 kNm < 5954,00 kNm, namun defleksi Horisontal yang terjadi pada kolom tersebut sebesar 26,12> 26,00 mm. (1/500 L) hal ini menyebabkan kuda-kuda atap struktur dengan tumpuan sendi-sendi tersebut tidak memenuhi syarat defleksi ijin, sehingga tidak dapat dilaksanakan maka dibuat modifikasi salah satu jenis tumpuan menjadi Rol (dengan model slot satu arah, lubang oval ø+8 mm) yang diharapkan dapat mereduksi momen maksimum dari lendutan akibat beban mati yang bekerja dan mengurangidefleksiyang terjadi.
Hasil analisis model menggunakan program komputasiSTAAD PRO 2004dengan modifikasi pada tumpuan, momen yang bekerja sebesar 1298,75 kNm. < 5954,00 KNm. Defleksi Horisontal pada Kolom sebesar 19,37 < 26,00 mm. (1/500.L). Pada Truss Momen yang bekerja sebesar 1298,75 kNm. < 5954,00 KNm. Defleksi Vertikal pada Truss sebesar 19,37 < 26,00 mm. (1/500.L). Hasil tersebut memenuhi syarat untuk dilaksanakan dan ketika pelaksanaan dikorelasikan dengan kondisi aktual dilapangan.
Kata kunci : free standing, defleksi, tumpuan (support).
1. PENDAHULUAN
Tinjauan Umum
Proyek pengembangan Bandar Udara Internasional Sepinggan, Balikpapan merupakan salah satu dari sekian banyak proyek pengembangan bandara terbesar saat ini. Bandar Udara Internasional Sepinggan dapat dikatakan sebagai salah satu bandara tersibuk yang memiliki frekuensi penerbangan yang padat dan terus meningkat.
Tabel1.Fasilitas dan Rencana Pengembangan Bandara Sepinggan
Fasilitas Saat Ini Yang Akan Datang
Terminal 14.547 m2 110.000 m2
Kapasitas 1.700.000 pax/th 10.000.000 pax/th
Area Komersil 3.908 m2 33.000 m2
Apron 100.372 m2 131.372 m2
Konsep Terminal 1 level 2 level
Aviobridge - 11 unit
Check in Counter 25 72
Immigration Counter 2 8
Baggage Handling System Manual Shorter Conveyor with Barcode Reader
Baggage Claim Conveyor 3 unit 8 unit
Sistem Oprasional Terminal Manual AIMS (Airport Integrated Master System)
Parkir Saat Ini Yang Akan Datang
Mobil 473 srp 2310 srp
Bis 14 srp 22 srp
Taksi 40 srp 120 srp
Motor 220 srp 300 p
(Sumber; Data Proyek Pengembangan Bandara Sepinggan (PPBIS) Balikpapan)
Konsep Perencanaan Proyek
Konsep perencanaan secara umum pengembangan Bandar Udara Sepinggan mengacu pada dua hal dasar, pertama bandara ini direncanakan dapat menampung hingga 10 juta penumpang per tahun.Keduamengacu kepada pengelolahan area dan alur penumpang yang efektif, efisien, dan memberikan kenyamanan bagi para pengguna jasa bandara.Gambar 1.memberikan gambaranlandsideperencanaan pengembangan Bandara Sepinggan.
Gambar 1.LandsidePerencanaan Pengembangan Bandara Sepinggan
Ruang Lingkup Pekerjaan Proyek
Bandara ini direncanakan akan dibangun dalam 3 paket pembangunan. Paket pertama meliputi design and build gedung penunjang dan fasilitas-fasilitas bandara lainnya. Paket kedua meliputi pembangunan gedung terminal dan fasilitas penunjang lainnya. Paket ketiga meliputi pekerjaan infrastruktur dan fasilitas penunjangnya.
TahapanPelaksanaan Proyek
Pelaksanaan proyek pembangunan bandara ini dibagi menjadi 3 tahap. Tahap pertama merupakan tahap pengerjaan paket I yang dimulai denganblocking areaantara area bandara existing dengan area proyek agar operasi bandara eksisting tidakterganggu. Tahap ini dilengkapi dengan pembangunan gedung penunjang baru yakni gedung kargo, EMPU (Ekspedisi Muatan Pesawat Udara), dan hanggar. Tahap pertama ini juga melakukan renovasi lantai 2 terminal lama, membuat jalan akses baru, membuat apron kargo. Pekerjaan paket I juga melakukan pembongkaran gedung penunjang eksisting yang ada di tapak bangunan terminal dan gedung parkir, membongkar gedung VVIP, dan pemindahan area parkir inap.
Tahap kedua merupakan pelaksanaan atau gabungan dari paket II dan paket III. Pembangunan gedung terminal baru (paket II), gedung parkir,pekerjaan jalan,landscape,danfly over(paket III) terjadi pada tahap kedua ini.
pelaksanaan dikerjakan sesuai dengan posedur baik dalam pengujian material maupun pengujian dalam pelaksanaan sebagai upaya kontrol kualitas.
Gambar 2. Erection Kuda–Kuda Baja Atap Utama
(Sumber; Dokumentasi Proyek Pengembangan Bandara Sepinggan (PPBIS) Balikpapan)
Rumusan Masalah
Rumusan masalah dalam perancangan Rafter Baja Atap Utama Bangunan Terminal yaitu:
1. Defleksi yang terjadi > δ ijin sehingga dilakukan modifikasi lubang baut angkur (anchor bolt). Dari modifikasi tersebut perlu ditinjau pengaruh modifikasi tersebut terhadap δ (defleksi) yang terjadi.
2. Perilaku modifikasi tersebut pada struktur baja atap utama dengan bentang (span) sebesar 60 m.
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah;
1. Mengetahui Defleksi yang terjadi sebelum dan setelah dilakukan modifikasi lubang baut angkur (anchor bolt). 2. Mengetahui perilaku modifikasi tersebut pada struktur baja atap utama dengan bentang (span) sebesar 60 m.
Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini secara khusus adalah sebagai bahan masukan bagi perencana dan pelaksana konstruksi mengenai perilaku Rafterbaja atap utama sebelum modifikasi dan setelah modifikasi, secara umum sebagai bahan referensi bagi dunia kerja dan pendidikan mengenai metode pelaksanaan dan modifikasi yang dapat dilakukan terhadap kasus defleksi yang terjadi.
Pembatasan Masalah
Pembatasan masalah dalam penelitian ini adalah:
1. Analisis penelitian dilakukan hanyaterhadapRafterBaja bangunan utama Terminal PPBIS Balikpapan.
2. Analisis difokuskan pada jenis tumpuan dan gaya yang bekerja dengan defleksi (δ) ijin maksimum sesuai dengan standar sebesar 1/500 L sesuai SNI 03-1729-2002.\
2. METODE PENELITIAN
Pendekatan Sistem Penelitian
Penelitian dilakukan dengan cara permodelan menggunakan analisis program komputasi STAAD-PRO 2004. Permodelan akan dilakukan secara 3D. Hasil analisis yang akan diperoleh berupa nodal displacement, beam displacement,elements forces and moments,deflection, dan diagramstress contour.
Hasil permodelan ini selanjutnya akan dibandingkan dengan hasil survei dan monitoring lapangan pada kondisi aktual.
Model Baja
Tabel 2. Spesifikasi Bahan Baja yang Digunakan
Nama Bahan Tegangan Leleh ( )
MPa
Tegangan Putus fu(mPa)
Regangan (%)
Baja Profil A 53 368 450 36
Baut AngkurBase Plate 307 507 21
(Sumber: Hasil tes tarik material DCP)
Material beton bertulang menggunakan mutu beton Karakteristik K-300. batas lendutan maksimum dari kolom beton adalah h/500, dengan h (tinggi) kolom 13,00 m.seperti tersebut dalam Tabel 3. Batas lendutan maksimum.
Tabel 3. Batas Lendutan Maksimum
Komponen struktur dengan beban tidak terfaktor Beban Tetap Beban Sementara
Balok pemikul dinding atau finishing yang getas
-Balok biasa
-Kolom dengan analisis orde pertama saja
Permodelan dibuat sesuai dengan disain dan dengan pendekatan sesuai kondisi aktual dilapangan.
Perhitungan struktur saat desain menentukan bahwa Momen maksimum (M maks.)yang diijinkan terjadi pada ujung atas kolomfree-standingsebesar 5954,00 kNm.
Defleksi Horisontal ijin kolomfree-standing sebesar 26,00 mm. (1/500.L).
Hasil dari perhitungan struktur Kolom free standinguntuk momen yang bekerja sebesar 1298.75 kNm < 5954,00 kNm, namun defleksi horisontal yang terjadi pada kolom beton tersebut sebesar 26,12 mm. > 26,00 mm. (1/500 L) hal ini menyebabkan model kuda-kuda atap struktur dengan tumpuan sendi-sendi tersebut tidak dapat dilaksanakan,bentuk geometri model seperti tercantum dalam Gambar3.
Gambar 3. Permodelan struktur baja atap utama (Main Rafter)
(Sumber; Dokumentasi Proyek Pengembangan Bandara Sepinggan /PPBIS Balikpapan)
Perancangan Modifikasi Tumpuan Pada Model
Gambar 4.Base Plate Main Rafter Ovale Hole
(Sumber; Dokumentasi Proyek Pengembangan Bandara Sepinggan /PPBIS Balikpapan)
Gambar 5.Bolt Anchore Base Plate Main Rafter
(Sumber; Dokumentasi Proyek Pengembangan Bandara Sepinggan /PPBIS Balikpapan)
Hasil analisis model menggunakan program komputasiSTAAD PRO 2004dengan modifikasi pada tumpuan, momen yang bekerja sebesar 1298,75 kNm. < 5954,00 KNm. Defleksi Horisontal pada Kolom sebesar 19,37 < 26,00 mm. (1/500.L). PadaMain RafterMomen yang bekerja sebesar 1298,75 kNm. < 5954,00 KNm. Defleksi Vertikal pada Truss sebesar 19,37 < 26,00 mm. (1/500.L). Hasil tersebut memenuhi syarat untuk dilaksanakan dan ketika pelaksanaan dikorelasikan dengan kondisi aktual dilapangan.
Gambar 6.Beam Stress for Load 1(dead load)
Gambar 7.Beam Stress for Load 3(combination)
(Sumber; Proyek Pengembangan Bandara Sepinggan/ PPBIS Balikpapan)
Gambar 8.Bending Moment for Load 3(combination)
(Sumber; Proyek Pengembangan Bandara Sepinggan/ PPBIS Balikpapan
Gambar 9.Deflection for Load 3(combination)
Gambar 10.Node DisplacementMain Rafter
(Sumber; Proyek Pengembangan Bandara Sepinggan/ PPBIS Balikpapan)
Berdasarkan analisis dengan Program STAAD PRO 2004 diperoleh resume hasil sebagai berikut : Sebelum modifikasi tumpuan dengan mendistribusikan defleksi kepada kolom di tumpuan :
- Perhitungan struktur saat desain menentukan bahwa Momen maksimum (M maks.)yang terjadi pada ujung atas kolomfree-standingsebesar 5954,00 kNm.
- Hasil dari perhitungan strukturKolom free standinguntuk momen yang bekerja sebesar 1298.75 kNm < 5954,00 kNm, defleksi Horisontal yang terjadi pada kolom tersebut sebesar 26,10 mm. > 26,00 mm. (1/500 L) hal ini menyebabkan model kuda-kuda atap struktur dengan tumpuan sendi-sendi tersebut tidak memenuhi syarat untuk diaplikasikan dilapanganseperti ditunjukkan dalam Gambar 7,8,9 dan 10.
Setelah modifikasi tumpuan dengan tidak mendistribusikan defleksi kepada kolom di tumpuan dan dibuat modifikasi salah satu jenis tumpuan menjadi Rol (dengan model slot satu arah, lubang oval ø+8 mm) yang diharapkan dapat mereduksi momen maksimum dari lendutan akibat beban mati yang bekerja dan mengurangi defleksiyang terjadi.
-Hasil analisis model menggunakan program komputasi STAAD PRO 2004 dengan modifikasi pada tumpuan, momen yang bekerja sebesar 1298,75 kNm. < 5954,00 KNm.
- Defleksi Horisontal pada Kolom sebesar 19,37 < 26,00 mm. (1/500.L).
- PadaMain Rafter Momen yang bekerja sebesar 1298,75 kNm. < 5954,00 KNm. - Defleksi Vertikal padaMain Raftersebesar 19,37 < 26,00 mm. (1/500.L).
DiagramStress Contour
Stress maksimum yang terjadi pada ujung atas kolom beton sebesar 0,5285 N/mm² = 52,85 Kg/cm²< (0,80 x 300 Kg/cm²)seperti ditunjukan dalam Gambar 11hal ini menunjukkan bahwa Tegangan yang terjadi tidak melampaui tegangan ijin sebesar 240Kg/cm².
Gambar 11.Stress Contour Diagram for Column Free Standing (Sumber; Proyek Pengembangan Bandara Sepinggan/ PPBIS Balikpapan)
4. KESIMPULAN
Dari penelitian ini dapat di simpulankan bahwa :
a. Pada kondisi defleksi yang terjadi > defleksi ijin, dapat dilakukan modifikasi tumpuan berupa rol (slot) yang dapat mengurangi defleksi arah sumbu sejajar Rafter pada kolom akibat beban mati atap terutama pada kasus kolom free-standing.
b. Solusi alternatif untuk mengatasi defleksi yang besar arah sumbu vertikal (δ> defleksi ijin)pada strukturSteel Rafter, dapat dilakukan dengan mengalihkan beban matistruktur dengan tumpuan sendi-rol (slot) menjadi gaya tekan horisontal pada kolom.
c. Tegangan (Stress) yang terjadi masih memenuhi syarat untuk pelaksanaan dilapangan.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, Badan Standarisasi Nasional. (2002).Tata Cara Perhitungan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung SNI 03-1729-2002. Bandung
Setiawan, Agus. (2008). Perencanaan Struktur Baja dengan Metode LRFD (Berdasarkan SNI 03-1729-2002). Erlangga. Semarang
Segui, William,T. (1988).LRFD Steel Design Third Edition. Brooks. United State of Amerika
Tjitradi, Darmansyah. (2008).Analisa Struktur II. Universitas Lambung Mangkurat Press. Banjarmasin