ANALISIS DAN DESAIN STRUKTUR BANGUNAN TEMPAT PENGOLAHAN SAMPAH TERPADU (TPST) 3R PALABUHANRATU

ANALISIS DAN DESAIN STRUKTUR BANGUNAN TEMPAT

PENGOLAHAN SAMPAH TERPADU (TPST) 3R PALABUHANRATU

Muhamad Lutfi*1_{, Nurul Chayati}2_{, Moch. Marwan}3

1,2,3_{Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Ibn Khaldun Bogor}

Kontak Person :

Muhammad Lutfi, Nurul Chayati, Moch. Marwan

e-mail: mlutfi@uika-bogor.ac.id*1_{, nurulais@ymail.com}2_{, moch. marwan@ymail.com}3

Abstrak

Kota Palabuhanratu sebagai ibukota Pemerintahan Kabupaten Sukabumi dan salah satu kawasan strategis pariwisata Jawa Barat perlu mendapat perhatian khusus dari pemerintah terutama mengenai masalah pengelolaan persampahan. Data yang ada menunjukan setiap tahun volume sampah terus bertambah. Tahun 2013 jumlah timbulan sampah mencapai 74 ton/hari. Tingkat layanan persampahan saat ini baru mencapai 18%, masih jauh dari layanan ideal yaitu 80% untuk wilayah perkotaan. Perlu terobosan baru untuk menangani persoalan pengelolaan, peningkatan kebersihan dan layanan sampah di Kota Palabuhanratu, salah satunya dengan pembangunan TPST 3R Palabuhanratu yang sangat mendesak. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan rancangan terbaik terutama pada tata letak dan analisis struktur bangunan TPST. Pada proses pembangunan TPST haruslah memperhatikan beberapa aspek teknis guna untuk menentukan tata letak bangunan dan kekuatan konstruksi bangunan TPST tersebut agar dapat berfungsi maksimal. Metode yang dipakai menggunakan perhitungan analisis struktur, sedangkan pemeriksaaan balok dan kolom dengan menggunakan perangkat lunak STAAD 2004. Hasil kajian anstruk tersebut didapat desain bangunan dan tata letak TPST yaitu 10 (sepuluh) bangunan utama dan pelengkapnya yang terdiri dari bangunan (1) Pos; (2) Kantor Timbangan; (3) Gudang Kompositing; (4) Terminal; (5) Gudang Residu; (6) Gudang Daur Ulang; (7) Kantor Karyawan; (8) Mushola; (9) Torn; (10) Genset, sedangkan sistem struktur secara keseluruhan menggunakan sistem rangka (open frame) balok-kolom dengan penutup atap menggunakan metal sheet. Dimensi yang diperoleh untuk kolom adalah 25x25 cm, sedangkan dimensi tipikal pembalokan 40x20 cm. Sistem pondasi menggunakan pondasi dangkal yaitu pondasi telapak dengan ukuran 150x150 cm. dengan kedalaman 75 cm yang dihubungkan dengan sloof. Dimensi sloof menggunakan dimensi 30x25.

Kata kunci_{: bangunan TPST, layout, analisis struktur}

1. Pendahuluan

Kota Palabuhanratu sebagai ibukota Pemerintahan Kabupaten Sukabumi dan salah satu kawasan strategis pariwisata Jawa Barat perlu mendapat perhatian khusus dari pemerintah terutama mengenai masalah pengelolaan persampahan. Data yang ada menunjukan setiap tahun volume sampah terus bertambah. Tahun 2013 jumlah timbulan sampah mencapai 74 ton/hari. Tingkat layanan persampahan saat ini baru mencapai 18%, masih jauh dari layanan ideal yaitu 80% untuk wilayah perkotaan. Perlu terobosan baru untuk menangani persoalan pengelolaan, peningkatan kebersihan dan layanan sampah di Kota Palabuhanratu, salah satunya dengan pembangunan TPST 3R Palabuhanratu yang sangat mendesak. Pengurangan sampah dari sumber (rumah tangga), pengelolaan sementara hingga pemrosesan akhir dibuat secara terpadu dan berkesinambungan. Berdasarkan PP No 81 Tahun 2012, Pemerintah Kabupaten wajib menyediakan fasilitas Tempat Pengolahan Sampah Terpadu (TPST) dalam rangka mendukung program Reduce, Reuse, Recycle (3R) yang menjadi amanat peraturan pemerintah tersebut.

Hasil penelitian yang ingin dicapai, yaitu: (1) mendapatkan hasil tata letak (layout) bangunan

TPST 3R Palabuhanratu yang sesuai dengan Permen PU No. 03/PRT/M/2013 tentang

Palabuhanratu meliputi analisis kolom dan balok. Pemeriksaaan balok dan kolom dengan menggunakan perangkat lunak STAAD (Structural Analysis And Design) tahun 2004.

2. Metode Penelitian

Diagram alir penelitian disampaikan padaGambar 1berikut ini.

Gambar 1Diagram alir penelitian

Secara garis besar, tahapan penelitian yang akan dilaksanakan terbagi 4 (empat) tahap sebagai berikut:

1) Kegiatan pertama adalah survei pendahuluan adalah melakukan observasi ke lokasi rencana dimana akan dibangun TPST 3R untuk mendapatkan pengamatan visual dan kondisi situasi lokasi rencana.

2) Kegiatan kedua adalah melakukan studi literatur meliputi pekerjaan persiapan, pengumpulan data sekunder baik dari perpustakaan maupun instansi terkait.

3) Kegiatan ketiga adalah melakukan survei lapangan meliputi pengumpulan data, pengukuran topografi, inventarisasi lapangan, dan pengumpulan data lingkungan yang diperlukan.

4) Kegiatan keempat adalah meliputi pengolahan data meliputi analisis topografi, analisis data penyelidikan tanah, dan analisis struktur serta penggambaran detail desain.

5) Kegiatan kelima adalah meliputi seminar dan pelaporan meliputi kegiatan seminar dan penyusunan laporan akhir penelitian.

3. Hasil Penelitian dan Pembahasan

Lokasi TPST sebaiknya jauh dari permukiman penduduk dan industri, dengan pertimbangan TPST akan mendapatkan daerah penyangga yang baik dan mampu melindungi fasilitas yang ada, tetapi tidak menutup kemungkinan lokasi dekat dengan permukiman atau industri, hanya saja dibutuhkan pengawasan terhadap pengoperasian TPST sehingga dapat diterima dilingkungan. TPST 3R yang direncanakan berada dilahan seluas 14.260 m2_{setara dengan 1,426 Ha (milik Pemkab Sukabumi) dan}

3.1 Tata Letak Bangunan 1. Analisis Layanan Sampah

TPST 3R ini akan melayani Kecamatan Palabuhanratu, dan enam desa lain yang berada di sekitar Desa Cidadap Kecamatan Simpenan, yakni 3 desa Kecamatan Simpenan (Cidadap, Loji, dan Cibuntu) serta 3 desa Kecamatan Bantar Gadung (Bojongsari, Bantar Gadung, Mangun Jaya).

Gambar 2 Peta lokasi lahan rencana

Total jumlah Penduduk Palabuhanratu (BPS,2013) sebanyak 175.000 jiwa, tingkat layanan direncanakan sebesar 60%. Sehingga jumlah penduduk terlayani adalah 105.000 jiwa atau setara dengan 21.000 rumah. Berdasarkan standar Direktorat PLP jumlah timbulan sampah yang terlayani adalah sebesar:

Jumlah Timbulan = Faktor Kota Sedang x jumlah penduduk (1)

Jumlah Timbulan = 0,7 kg/hari/jiwa x 105.000 jiwa Jumlah Timbulan = 73,5 ton/hari74 ton/hari

2. Perkiraan Jumlah dan Komposisi Sampah

Berdasarkan studi terdahulu Master Plan Kebersihan Palabuhanratu tahun 2013, komposisi sampah antara organik dan an-organik adalah 40% dan 60%, sehingga total komposisi sampah yang dihasilkan setiap harinya adalah padaTabel 1berikut ini.

Tabel 1Komposisi sampah Kota Palabuhanratu

No Jenis Sampah Prosentase Jumlah (ton/hari)

1 Organik 40 29,6

2 Kertas 5 3,7

3 Plastik 25 18,5

4 Mainan 5 3,7

5 Kaca 5 3,7

6 Besi dan logam 3 2,2

7 Kardus 10 7,4

8 Campuran 7 5,18

9 B3 1 0,74

Berdasarkan Tabel 1, diharapkan sampah yang dapat dimanfaatkan kembali adalah berupa kertas, plastik, mainan, kardus, besi dan logam, dengan asumsi yang dipakai kembali adalah sebesar 80% atau sebanyak 28,4 ton/hari. Sedangkan untuk sampah organik, diasumsikan sebanyak 60% dimanfaatkan untuk pembuatan kompos, sehingga sampah yang tereduksi sebesar 17,2 ton/hari. Total residu sampah yang tidak dimanfaatkan sebesar 29 ton/hari, melalui proses pemadatan diharapkan bisa menjadi 7-8 ton/hari atau sekitar 18 m3_.

3. Analisis Kebutuhan Luas Lahan TPST

Ukuran dan dimensi fasilitas pendukung kebutuhan lahan untuk kapasitas 20-30 ton/hari.

Tabel 2Kebutuhan lahan untuk kapasitas 20-30 ton/hari

No Kebutuhan lahan untuk kapasitas 20-30 ton/hari

1 Pos jaga 4 m²

2 Kantor pengelola 9 m²

3 Toilet 3 m²

4 Ruang Pemadat 70m²

5 Ruang Pemilahan 21 m²

6 Ruang Genset 20 m²

7 Gudang B3 7 m²

8 Bak Penampung Lindi 10 m²

9 Area Parkir 17,5 m²

10 Ramp Sampah Masuk 50 m²

11 Ramp Sampah Keluar 8,5 m²

12 Drainase 48 m²

13 Area Hijau 192 m²

Jumlah area yang

dibutuhkan

560 m²

Sumber: Diseminasi dan Sosialisasi Keteknikan Bidang PLP PU tahun 2013

Proyeksi penduduk = 175.000 jiwa x 0,7 x 60% = 74 ton/hari. Jumlah target yang akan dilayani pada TPST ini adalah sekitar 60% sehingga di dapat angka pembulatan 74 ton/hari (prediksi sampah yang akan dikelola). Jadi lahan yang akan di gunakan, dapat diasumsikan sebagai berikut:

Tabel 3Kebutuhan lahan untuk kapasitas 74 ton/hari

No Kebutuhan lahan untuk kapasitas 74 ton/hari

1 Pos jaga 4 m²

2 Kantor pengelola 9 m²

3 Toilet 3 m²

4 Ruang Pemadat 70m² x 4 = 280 m²

5 Ruang Pemilahan 21 m² x 4 = 84 m²

6 Ruang Genset 20 m²

7 Gudang B3 7 m²

8 Bak Penampung Lindi 10 m² x 4 = 40 m²

9 Area Parkir 17,5 m² x 4 = 70 m²

10 Ramp Sampah Masuk 50 m² x 4 = 200 m²

11 Ramp Sampah Keluar 8,5 m² x 4 = 34 m²

12 Drainase 48 m²

13 Area Hijau 192 m²

Jumlah area minimal yang

4. Pengambilan Titik Koordinat Lahan TPST

Data titik koordinat lahan TPST 3R disajikan pada Tabel 4. dibawah ini.

Tabel 4Titik Koordinat LahanTPST Desa Cidadap Kecamatan Simpenan

Titik S E Elevasi (m)

1 07⁰01’41,2" 106⁰34’51,8" 182

2 07⁰01’40,5" 106⁰34’53,0" 175

3 07⁰01’40,0" 106⁰34’54,2" 179

4 07⁰01’40,2" 106⁰34’54,6" 173

5 07⁰01’40,7" 106⁰34’54,9" 172

6 07⁰01’42,0" 106⁰34’55,4" 166

7 07⁰01’41,7" 106⁰34’55,4" 166

8 07⁰01’41,3" 106⁰34’55,5" 165

9 07⁰01’40,2" 106⁰34’55,8" 168

10 07⁰01’39,3" 106⁰34’56,1" 163

11 07⁰01’38,6" 106⁰34’55,7" 166

12 07⁰01’38,1" 106⁰34’55,2" 163

13 07⁰01’37,4" 106⁰34’54,5" 159

14 07⁰01’36,6" 106⁰34’53,1" 160

15 07⁰01’37,2" 106⁰34’52,6" 162

16 07⁰01’36,5" 106⁰34’51,5" 166

17 07⁰01’37,8" 106⁰34’51,1" 163

18 07⁰01’40,0" 106⁰34’51,6" 169

19 07⁰01’41,3" 106⁰34’51,6" 175

Gambar 4Foto situasi, 3D kontur lahan dan batas rencana lahan yang akan digunakan

5. Layout Rencana Bangunan TPST

KeteranganGambar 5: 1) Pos

2) Kantor Timbangan

3) Gudang Kompositing (EL.148.2) 4) Terminal (EL.148.2)

5) Gudang Residu (EL.148.2) 6) Gudang Daur Ulang (EL.148.2) 7) Kantor Karyawan (EL.151.2) 8) Musholah (EL.151.2) 9) Torn

10) Genset (EL.151.2)

Gambar 6Potongan memanjang TPST-3R Desa Cidadap Kec. Simpenan

3.2 Struktur Bangunan Terminal TPST

Bangunan ini merupakan bangunan terminal dari TPST 3R yang berfungsi untuk menampung sementara sampah yang tiba di lokasi. Bangunan ini hanya terdiri dari 1 (satu) lantai ukuran 42x12 meter dengan penutup atap menggunakan metal sheet serta rangka atap terbuat dari rangka baja ringan. Sistem stuktur secara keseluruhan menggunakan sistem rangka (open frame) balok-kolom. Dimensi yang direncanakan untuk kolom adalah 25x25 cm, sedangkan dimensi tipikal pembalokan menggunakan dimensi 40x20 cm. Sistem pondasi menggunakan pondasi dangkal yaitu pondasi telapak dengan ukuran 150x150 cm. dengan kedalaman 75 cm yang dihubungkan dengan sloof. Dimensi sloof menggunakan dimensi 30x25 cm.

Nilai-nilai yang digunakan dalam perhitungan struktur dengan menggunakan aplikasi STAAD 2004 adalah sebagai berikut:

 Fcmain = Kuat tekan beton, direncanakan K-225225 kg/cm2_.

 Fymain = Kuat tarik baja untuk tulangan utama, direncanakan menggunakan mutu baja U-30  3000 kg/cm2_.

 Fysec = Kuat tarik baja untuk tulangan sengkang, menggunakan mutu baja U-242400 kg/cm2_.

 Maxmain = ukuran maksimum besi tulangan utama yg digunakan (batasan dimensi tulangan utama

maksimum yang didesain oleh STAAD) untuk perencanaan digunakan besi tulangan maksimum yang diperbolehkan adalah Ø16.

 Minmain = ukuran minimum besi tulangan utama yg digunakan (batasan dimensi tulangan utama

minimum yang didesain oleh STAAD) untuk perencanaan digunakan besi tulangan minimum yang diperbolehkan adalah Ø12.

 Minsec = ukuran minimum besi tulangan sengkang yg digunakan (batasan dimensi tulangan minimum sengkang yang didesain oleh STAAD) untuk perencanaan digunakan besi tulangan minimum sengkang yang diperbolehkan adalah Ø8.

 Clb, Cls, Clt = Jarak decking atau selimut beton pada bagian samping, atas dan bawah adalah diambil = 4 cm.

 Analisa Teknis: SK-SNI 1993 dan PBI 1971

Gambar 9Portal Struktur 3 Dimensi

a) Preliminiary Desain

Perencanaan awal dimensi balok dan kolom struktur Gedung Terminal TPST 3R, Desa Cidadap Kecamatan Simpenan Kabupaten Pelabuhan Ratu Provinsi Jawa Barat ini didasarkan pada ketentuan SKSNI T-15-1991-03.

1. Balok Induk

L terpanjang = 600 cm

h min=

L

16

1

(2)

h min =

600

16

1

= 37,50 cm ≈ 40 cm

b =

h

2

1

=

40

2

1

2. Kolom

Perencanaan Dimensi Kolom harus dibuat lebih kaku dari dimensi balok dan dibuat seragam dengan syarat:

bk.hk3_{> 343781025 cm}4_{.Jadi direncanakan kolom dengan dimensi 25x25cm}

b) Data Pembebanan Pada Portal

Dengan perhitungan beban-beban yang dipikul oleh balok diatasnya didapatkan qekmaksimum

untuk balok.

 Beban Mati (qD)

Berat sendiri balok = 0,20 m x 0,40 m x 2400 kg/m3_{= 192 kg/m}

Atap Baja Ringan + Genteng Metal = 824,30 m2_{x 59,52 kg/m}2_{= 49.062,336 kg}

= 49.062,336 kg : (2 sisi x 29 titik) = 845,923 kg Plafond = 11 kg/m2

Penggantung = 11 kg/m2

 Beban Hidup (qL)

Beban Orang = 100 kg/m2

 Beban Gempa (qE)

Zona Gempa = Zona ke 4 = 0,4 Faktor Modifikasi Respons (R) = 5,6 Tipe Tanah = Tanah Kelas 3 Periode Natural Struktur (CT) = 0.2 Zona Gempa = Zona ke 4 = 0.4

Beban Merata Atap Baja Ringan + Genteng Metal = 824,30 m2_{x 59,52 kg/m}2

= 49.062,336 kg

= 49.062,336 kg : 108 m1_{= 454,281 kg/m}1

c) Kontrol terhadap penulangan balok dan kolom

Pada preliminary desain kita rencanakan dimensi 20/40 cm, dan pembebanan diatasnya masuk dalam perhitungan sistem pembebanan portal, untuk selanjutnya kita pakai sebagai input pada program STAAD 2004, sehingga didapatkan gaya-gaya dalam yang terjadi akibat beban-beban tersebut.

Penulangan Lentur

Mut = - 2,595 kg-m = - 25950 Nmm Mul = 2,26 kg-m= 22600 Nmm B = 20 cm = 200 mm

H = 40 cm = 400 mm

Direncanakan menggunakan tulangan D12 mm, deking = 3 cm d = H – Deking - Ø Sengkang - ½ Ø Tulangan Utama

d = 400 – 40 – 8 – 12/2 = 346 mm

Pada tumpuan: Dipakai tulangan3D12 mm (As = 3,392 cm2₎

Tulangan Tekan (dari table momen berfaktor penampang persegi,=0,5) As’ =ρ. Asperlu= 0,5 . 3,252 cm2= 1,626 cm2

Kebutuhan Tulangan Tekan = 1,626 : (0,25 . 3,14 . 1,2 . 1,2) = 1,438 bh ≈ 2 bh Dipakai tulangan2D12 mm (As = 2,261 cm2₎

Pada Lapangan: Dipakai tulangan3D12 mm (As = 3,392 cm2₎

Tulangan Tekan (dari table momen berfaktor penampang persegi=0,2) As’ =ρ.Asperlu= 0,2 . 3,252 cm2= 0,6504 cm2< As min

As’ = As min = 0,0047 . 20 . 34,6 = 3,252 cm2

Kebutuhan Tulangan Tarik = 3,252 : (0,25 . 3,14 . 1,2 . 1,2) = 2,878 bh ≈ 3 bh Dipakai tulangan3D12 mm (As = 3,392 cm2₎

Penulangan Geser

Penulangan Geser pada Tepi ¼ Bentang Balok:

Vc=

- 103,983 =45316,017 N

Vsmin =

Check kebutuhan tulangan geser



Vc



Vs





Vu



_



Vc



fc

*

bw

*

d



_

dipakai tulangan geser dengan memperhitungkan jarak sengkang

s =

dipasang sengkangØ8 – 200 mm

Penulangan Geser pada Tengah Bentang: Vuk = 2725,200 kg = 27252 N

- 103,983 = 45316,017 N

Vsmin =

Check kebutuhan tulangan geser

Vc

62,3898 < 27252 < 124,7796

dipakai tulangan geser minimum

s =

Gambar 12Penulangan Lentur dan Geser Portal Memanjang

Perhitungan Kolom 25x25

Beban kombinasi berfaktor

Mu kolom = 908,972 kgm = 9089,72 Nm Pu = 301,619 kg = 3016,19 N

Tulangan kolom yang dipakai: 3,76875 : (1/4.. 1,22_{) = 3,33 Buah}

Dipakai tulangan kolom4 D 12 (As = 4.52 cm2₎

4. Kesimpulan

Hasil kajian didapat desain bangunan dan tata letak TPST yaitu 10 (sepuluh) bangunan utama dan pelengkapnya yang terdiri dari bangunan (1) Pos; (2) Kantor Timbangan; (3) Gudang Kompositing; (4) Terminal; (5) Gudang Residu; (6) Gudang Daur Ulang; (7) Kantor Karyawan; (8) Mushola; (9) Torn; (10) Genset, sedangkan sistem stuktur secara keseluruhan menggunakan sistem rangka (open frame) balok-kolom dengan penutup atap menggunakan metal sheet. Dimensi yang diperoleh untuk kolom adalah 25x25 cm, sedangkan dimensi tipikal pembalokan 40x20 cm. Sistem pondasi menggunakan pondasi dangkal yaitu pondasi telapak dengan ukuran 150x150 cm. dengan kedalaman 75 cm yang dihubungkan dengansloof. Dimensisloofmenggunakan dimensi 30x25.

Referensi

[1] M. Firdaus Alkaff,STAAD 2004 untuk Orang Awam,Palembang: Maxikom, 2005

[2] Badan Standardisasi Nasional,SNI 19-3964-1995 Metoda Pengambilan dan Pengukuran Contoh

Timbulan dan Komposisi Sampah Perkotaan, LPMB Bandung, 1995

[3] Badan Standardisasi Nasional,SNI 3242:2008 Pengelolaan Sampah di Permukiman, Kementerian Pekerjaan Umum, 2008

[4] Badan Standardisasi Nasional, SNI 2847:2013 Persyaratan Beton Struktural Untuk Bangunan

Gedung, Kementerian Pekerjaan Umum, 2013

[5] Direktorat Jenderal Cipta Karya, Pedoman Teknis Rumah dan Bangunan Gedung Tahan Gempa,

Kementerian Pekerjaan Umum, 2006

[6] Direktorat Jenderal Cipta Karya,Materi Bidang Sampah I, Kementerian Pekerjaan Umum, 2012 [7] Direktorat Jenderal Cipta Karya, Materi Bidang Sampah II, Kementerian Pekerjaan Umum, 2013 [8] W.C. Vis dan Gideon H.K., Dasar-dasar Perencanaan Beton Bertulang, edisi kedua, Jakarta:

Erlangga, 1993.

[9] W.C. Vis dan Gideon H.K., Grafik dan Tabel Perhitungan Beton Bertulang, Jakarta: Erlangga, 1993.

[10] Iden Wildensyah,Rangka Atap Baja Ringan untuk Semua, Bandung: Alfabeta, 2010