Aplikasi Building Information Modeling (BIM) dalam Perancangan Bangunan Beton Bertulang 4 Lantai.

(1)

APLIKASI BUILDING INFORMATION MODELING

(BIM) DALAM PERANCANGAN BANGUNAN BETON

BERTULANG 4 LANTAI

Christian NRP: 1321023

Pembimbing: Cindrawaty Lesmana, S.T., MSc. (Eng.), Ph.D.

ABSTRAK

Building Information Modeling (BIM) adalah teknologi dimana suatu model bangunan virtual dibuat secara digital menyimpan geometri dan data yang dibutuhkan dalam aktivitas membangun, fabrikasi, dan lainnya untuk merealisasi sebuah bangunan. BIM memfasilitasi proses desain dan konstruksi yang lebih terintegrasi untuk mendapatkan hasil yang lebih baik dan pengeluaran yang lebih terkendali. Di luar negeri, BIM sudah diimplementasikan mulai dari perancangan sampai dengan pembangunan, sedangkan di Indonesia, penggunaan BIM masih sangat minim. Tujuan penelitian dalam Tugas Akhir ini adalah merancang bangunan 4 lantai dengan menggunakan perangkat lunak Revit untuk pemodelan dan penggambaran serta Robot untuk analisis desain. Hasil dari penelitian menunjukkan penggunaan aplikasi berbasis BIM dalam merancang sebuah bangunan dapat mempermudah proses analisis desain. Pembuatan model arsitektur dapat sekaligus digunakan untuk pemodelan analisis struktur yang dapat digunakan yang dapat digunakan untuk menganalisis gaya dalam dan kebutuhan penulangan. Setelah melalui proses yang terintegrasi, model akhir yang dibuat memiliki semua informasi dari denah arsitektur, struktur, penulangan dengan output volume secara otomatis.

(2)

APPLICATION OF BUILDING INFORMATION

MODELING (BIM) IN DESIGNING 4 FLOORS

REINFORCED CONCRETE BUILDING

Christian NRP: 1321023

Supervisor: Cindrawaty Lesmana, S.T., MSc. (Eng.), Ph.D.

ABSTRACT

Building Information Modeling (BIM) is a technology where a virtual model of a building is constructed digitally which contains precise geometry and relevant data needed to support the construction, fabrication and other activities needed to realize the building. BIM facilitates a more integrated design and construction process to achieve better results with manageable cost. In some countries, BIM had been implemented starting from designing to construction, while in Indonesia the practice of BIM is still low. The purpose of the research is to design 4 floors of a low rise reinforced concrete building with Revit for drawing and Robot for structure analysis. The result of the research shows the application of BIM in designing a building can simplify the design process. Making an architecture model can also be used for structure analysis model to analyze internal force and the reinforcement requirement. The final model contains all the information from architecture, structure and reinforcement with volume output that has been calculated automatically.

(3)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ………i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

PERNYATAAN ORISINALITAS LAPORAN PENELITIAN ... iii

PERNYATAAN PUBLIKASI LAPORAN PENELITIAN ... iv

SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR ... v

SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR ... vi

KATA PENGANTAR ... vii

1.2 Tujuan Penelitian ... 4

1.3 Ruang Lingkup Penelitian ... 4

1.4 Sistematika Penulisan ... 4

BAB II TINJAUAN LITERATUR ... 6

2.1 Pengenalan Building Information Modeling (BIM) ... 6

2.2 Aplikasi Revit ... 9

2.3 Aplikasi Robot ... 10

2.4 Struktur Beton Bertulang ... 11

2.5 Pembebanan ... 13

BAB III METODE PENELITIAN... 21

3.1 Diagram Alir Penelitian ... 21

3.2 Data Bangunan ... 22

3.3 Pemodelan Gedung ... 27

BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN ... 50

4.1 Luaran Analisis Struktur ... 50

4.2 Analisis dan Desain Pelat ... 60

4.3 Analisis dan Desain Balok ... 66

4.4 Analisis dan Desain Kolom ... 78

4.5 Volume Pekerjaan ... 85

4.6 Aplikasi BIM dalam Perancangan Bangunan ... 88

BAB V SIMPULAN DAN SARAN ... 91

5.1 Simpulan ... 91

5.2 Saran ... 91

(4)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Era of Documentation ... 1

Gambar 1.2 Era of Optimization ... 3

Gambar 1.3 Era of Connection ... 3

Gambar 2.1 Sumbu Pada Balok ... 10

Gambar 2.2 Sumbu Pada Pelat ... 10

Gambar 2.3 Tegangan-Regangan Balok ... 12

Gambar 2.4 Peta MCER (Ss) ... 16

Gambar 2.5 Peta MCER (S1) ... 16

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... 21

Gambar 3.2 Denah Arsitektur Lantai 1 ... 23

Gambar 3.6 Denah Struktur Lantai 2 dan 3 ... 25

Gambar 3.7 Denah Struktur Lantai 4 ... 25

Gambar 3.8 Denah Struktur Dak atap ... 26

Gambar 3.9 Tampilan Grid ... 27

Gambar 3.10 Tampilan Elevasi ... 28

Gambar 3.11 Definisikan Material ... 28

Gambar 3.12 Input Kolom ... 29

Gambar 3.13 Parameter Dimensi Kolom ... 29

Gambar 3.14 Pembuatan Kolom ... 30

Gambar 3.15 Input Balok ... 30

Gambar 3.16 Parameter Dimensi Balok ... 31

Gambar 3.17 Input Pelat Lantai ... 31

Gambar 3.18 Parameter Dimensi Pelat ... 31

Gambar 3.19 Pembuatan Pelat Lantai ... 32

Gambar 3.20 Input Tangga ... 32

Gambar 3.21 Pembuatan Tangga ... 33

Gambar 3.22 Input Wall ... 33

Gambar 3.23 Parameter Dimensi Dinding ... 33

Gambar 3.24 Pembuatan Dinding ... 34

Gambar 3.25 Pembuatan Pintu... 34

Gambar 3.26 Input Jendela ... 35

Gambar 3.27 Pembuatan Jendela ... 35

Gambar 3.28 Input Komponen ... 36

Gambar 3.29 Pembuatan Komponen ... 36

Gambar 3.30 Mendefinisikan Load Case ... 37

Gambar 3.31 Input Beban ... 38

Gambar 3.32 Jenis Beban ... 39

Gambar 3.33 Beban Merata ... 39

Gambar 3.34 Beban Garis ... 39

Gambar 3.35 Analytical Model Categories ... 40

(5)

Gambar 3.37 Load Boundary Condition ... 41

Gambar 3.38 Boundary Condition Setting ... 41

Gambar 3.39 Perletakan Jepit ... 42

Gambar 3.40 Analisis Gravitasi ... 42

Gambar 3.41 Analisis Statik ... 43

Gambar 3.42 Link Autodesk Robot ... 43

Gambar 3.43 Send Options ... 44

Gambar 3.44 Model dalam Robot ... 44

Gambar 3.45 Input Parameter Gempa ... 45

Gambar 3.46 Mass Conversion ... 45

Gambar 3.47 Kombinasi Pembebanan ... 46

Gambar 3.48 Menampilkan Hasil Analisis... 47

Gambar 3.49 Menampilkan Hasil Desain ... 47

Gambar 3.50 Open Data Tulangan ... 48

Gambar 3.51 Schedules/Quantities ... 48

Gambar 3.52 Daftar Schedules ... 49

Gambar 4.1 Langkah Analisis ... 50

Gambar 4.2 Reaksi Perletakan via Situs ... 52

Gambar 4.3 Reaksi Perletakan via Revit ... 53

Gambar 4.4 Reaksi Perletakan via Robot ... 53

Gambar 4.5 Diagram Momen via Situs ... 54

Gambar 4.6 Diagram Momen via Revit ... 55

Gambar 4.7 Diagram Momen via Robot ... 55

Gambar 4.8 Lendutan via Situs ... 57

Gambar 4.9 Lendutan via Revit ... 57

Gambar 4.10 Lendutan via Robot ... 58

Gambar 4.11 Lendutan Balok ... 59

Gambar 4.12 Prosedur Desain Pelat ... 60

Gambar 4.13 Momen Pelat Arah X ... 61

Gambar 4.14 Momen Pelat Arah 2-2 ... 61

Gambar 4.15 Pengaturan Desain Pelat 1 ... 62

Gambar 4.19 Output Tulangan Pelat ... 63

Gambar 4.20 Pengaturan Tulangan Pelat ... 65

Gambar 4.21 Boundary Pelat ... 65

Gambar 4.22 Tulangan Pelat Tergambar ... 66

Gambar 4.23 Prosedur Desain Balok ... 66

Gambar 4.24 Pengaturan Tulangan Balok 1 ... 67

Gambar 4.29 Gaya Dalam Ultimate dan Kapasitas ... 70

Gambar 4.30 Kebutuhan Tulangan Lentur ... 70

Gambar 4.31 Kebutuhan Tulangan Geser ... 71

Gambar 4.32 Kebutuhan Tulangan ... 71

Gambar 4.33 Pengaturan Sengkang ... 73

(6)

Gambar 4.35 Penulangan Utama ... 74

Gambar 4.36 Penambahan Tulangan Atas... 75

Gambar 4.37 Penambahan Tulangan Bawah ... 75

Gambar 4.38 Tulangan Balok Tergambar ... 76

Gambar 4.39 Prosedur Desain Kolom ... 78

Gambar 4.40 Pengaturan Kolom 1 ... 79

Gambar 4.43 P-M-M Ratio Kolom Program ... 80

Gambar 4.44 Tulangan Desain Program ... 81

Gambar 4.45 Tulangan Utama Kolom ... 83

Gambar 4.46 Tulangan Geser Kolom ... 83

Gambar 4.47 Penambahan Tulangan Geser Kolom ... 83

Gambar 4.48 P-M-M Ratio Kolom Desain ... 84

Gambar 4.49 Tulangan Kolom Tergambar ... 85

Gambar 4.50 Volume Dinding ... 86

Gambar 4.51 Volume Pelat ... 86

Gambar 4.52 Volume Balok ... 87

(7)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Contoh Aplikasi BIM ... 7

Tabel 2.2 Beban Hidup Terdistribusi Merata Minimum, Lo ... 13

Tabel 2.3 Kategori Risiko Bangunan ... 14

Tabel 2.4 Faktor Keutamaan Gempa ... 15

Tabel 2.5 Koefisien Situs Fa ... 16

Tabel 2.6 Koefisien Situs Fv ... 17

Tabel 2.7 Nilai Parameter Periode Pendekatan Ct dan x ... 19

Tabel 2.8 Kombinasi Pembebanan Berdasarkan SNI 1726:2012 ... 20

Tabel 4.1 Perbedaan Reaksi Perletakan ... 54

Tabel 4.2 Perbedaan Gaya Dalam Balok ... 56

Tabel 4.3 Perhitungan Gaya Aksial Kolom ... 56

Tabel 4.4 Perbandingan Gaya Aksial Kolom ... 56

Tabel 4.5 Perbedaan Lendutan ... 58

Tabel 4.6 Analisis Modal ... 59

Tabel 4.7 Simpangan Antar Lantai (Story Drift) ... 60

Tabel 4.8 Penulangan Balok B1A... 77

Tabel 4.9 Penulangan Balok B1B ... 77

Tabel 4.10 Penulangan Balok B2 ... 78

(8)

DAFTAR NOTASI

Pn Kapasitas gaya aksial Mn Momen nominal penampang Ag Luas penampang beton As Luas tulangan

Av Luas tulangan geser d Tinggi efektif penampang DL Beban mati

SDL Beban mati tambahan LL Beban hidup

Ec Modulus elastisitas beton Es Modulus elastisitas baja f’c Kuat tekan beton

fy Kuat leleh tulangan

SDS Parameter percepatan spektrum respons desain pada periode pendek SD1 Parameter respons spektra percepatan desain pada periode 1 detik

SMS Parameter spektrum respons percepatan pada periode pendek

SM1 Parameter spektrum respons percepatan pada periode 1 detik

SS Parameter respons spektral percepatan gempa MCER terpetakan pada periode pendek, T=0,2 detik

(9)

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran L.1 Denah Arsitektur Lampiran L.2 Denah Struktur

(10)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Pembangunan infrastruktur (gedung, jalan, dan lainnya) dalam setiap daerah dalam rangka meningkatkan dan memenuhi kebutuhan masyarakat menyebabkan pesatnya sektor pembangunan dari tahun ke tahun. Laporan Global Construction 2025 memproyeksikan sektor konstruksi Indonesia akan naik lima

peringkat dari posisi sepuluh menuju posisi kelima sebagai pasar konstruksi terbesar dunia dalam kurun waktu 2012-2025 (Berkah, 2015).

Seiring berkembangnya sektor Architecture, Engineering and Construction (AEC Industry), banyak perangkat lunak yang dikembangkan untuk

memenuhi kebutuhan pasar dengan mengurangi human error akibat pengolahan data secara manual. Perangkat lunak AutoCAD keluaran dari Autodesk merupakan program yang termasuk dalam kategori Computer Aided Drawing (CAD) dan sudah mulai dipakai sejak 1981. Pada Gambar 1.1 dapat dilihat bahwa penggunaan CAD sudah digunakan di seluruh dunia pada tahun 1986 pada

berbagai macam industri karena kemudahannya dalam menggambar.

Gambar 1.1 Era of Documentation Sumber: Autodesk, 2016b

(11)

mulai dikenal pada tahun 2002 ketika Autodesk merilis tulisan berjudul “Building Information Modeling” (van Nederveen and Tolman, 1992). Dengan teknologi

BIM, suatu model virtual yang akurat dapat dibangun secara digital. Model yang dibuat dalam komputer menyimpan geometri dan data yang dibutuhkan dalam aktivitas membangun, fabrikasi, dan lainnya untuk merealisasi sebuah bangunan (Eastman, Teicholz, Sacks, and Liston, 2011). BIM memfasilitasi proses desain dan konstruksi terintegrasi untuk mendapatkan hasil yang lebih baik, pengeluaran serta durasi proyek yang berkurang dan terkendali. Autodesk juga merilis perangkat lunak berbasis BIM yang disebut Revit. Revit ini mengintegrasi interdisiplin ilmu arsitektur, struktur, dan Mechanical, Electrical, Plumbing (MEP).

Di luar negeri, praktik BIM sudah diimplementasikan pada pembangunan. Gambar 1.2 menunjukkan penggunaan BIM di Amerika Utara naik dari 28% ke 71% pada tahun 2007 dan 2012 (Autodesk, 2016b). Amerika dan Britania Raya juga menghimbau pemakaian BIM dalam proyek-proyek baru. Penggunaan perangkat lunak berbasis BIM dapat merubah cara arsitektur, konsultan dan

kontraktor mengerjakan suatu proyek. Pada Gambar 1.3 memperlihatkan perkiraan beberapa tahun ke depan penggunaan BIM akan semakin dipakai dan memegang peran penting dalam AEC Industry. Di Indonesia, penggunaan BIM masih sangat minim. Profesional dan ahli enggan untuk beralih ke BIM dengan berbagai alasan, antara lain: ada yang merasa dirugikan karena harus meluangkan waktu untuk belajar BIM, produktivitas berkurang selama masa transisi ke BIM.

(12)

Gambar 1.2 Era of Optimization Sumber: Autodesk, 2016b

Gambar 1.3 Era of Connection Sumber : Autodesk, 2016b

Belajar BIM itu memerlukan waktu dan produktivitas menjadi berkurang dalam masa transisi ke BIM (Autodesk, 2016a). Anggapan ini juga sering menjadi alasan para praktisi mengapa enggan beralih ke BIM. Sebuah riset dari sebuah perusahaan di Savanna, GA yang membandingkan penggunaan BIM dan CAD pada proyek yang sama membuktikan BIM menghemat jam kerja dan meningkatkan produktivitas sampai 37%. Peningkatan produktivitas yang diperoleh pada jangka panjang lebih berharga dibandingkan dengan waktu yang diluangkan untuk belajar pada tahap awal (Autodesk, 2016a).

Sebenarnya, penggunaan BIM memberi banyak manfaat. Mengapa

(13)

ditawarkan oleh BIM dan tantangannya agar dapat diterapkan pada praktik di Indonesia.

1.2Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian adalah merancang bangunan 4 lantai dengan menggunakan perangkat lunak BIM.

1.3Ruang Lingkup Penelitian

Ruang lingkup penelitian adalah:

1. Pemodelan gedung dengan bantuan perangkat lunak Revit 2016;

2. Analisis struktur dihitung dengan bantuan perangkat lunak terintegrasi dengan Revit;

3. Peninjauan dilakukan pada segi arsitektur (denah, potongan, tampak) dan struktur (analisis gaya dalam, penulangan, shop drawing), dan perhitungan volume yang terintegrasi;

4. Meninjau bagian upper structure dan struktur utama gedung;

5. Peraturan yang digunakan untuk menganalisis beban gempa adalah SNI 1726:2012, peraturan pembebanan mengacu pada SNI 1727:2013, peraturan beton bertulang mengacu pada SNI 2847:2013.

1.4Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan adalah:

BAB I: Pendahuluan, latar belakang, tujuan penelitian, ruang lingkup penelitian, dan sistematika penulisan.

BAB II: Tinjauan Literatur, berisi tentang teori yang dipakai untuk analisis dan pembahasan pada studi kasus ini.

BAB III: Metode Penelitian, berisikan diagram alir penelitian, data, dan denah bangunan

(14)

(15)

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

5.1Simpulan

Penelitian mengenai perancangan bangunan beton bertulang 4 lantai

menggunakan aplikasi Revit yang menerapkan Building Information Modeling (BIM) telah dilakukan. Pemodelan dilakukan dalam Revit dan analisis struktur

dilakukan dalam Robot. Bangunan yang dimodelkan dalam Revit memiliki semua informasi yang dibutuhkan dalam perancangan (arsitektur, struktur, dan volume) dan informasi tersebut dapat ditampilkan sesuai kebutuhan. Dari proses penggambaran, analisis, dan perhitungan volume, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:

1. BIM menjadikan proses perancangan sebuah bangunan dalam menggambar, menganalisis, dan menghitung volume yang lebih terintegrasi.

2. Gambar denah, potongan, tampak depan bangunan dapat ditampilkan dalam satu kali proses penggambaran.

3. Pemodelan pelat, balok, dan kolom dapat dibaca aplikasi struktur (Robot) tanpa melakukan pemodelan ulang.

4. Data tulangan yang telah dianalisis dapat disalurkan untuk disimpan pada model.

5. Pemodelan menggunakan BIM dapat mempermudah pengambilan gambar dari sudut pandang manapun tergantung dari yang dibutuhkan.

6. Perhitungan volume sudah otomatis.

7. BIM mempermudah dan mempercepat proses merancang bangunan beton bertulang 4 lantai.

8. BIM dapat bermanfaat untuk proyek skala kecil.

5.2Saran

(16)

(17)

APLIKASI BUILDING INFORMATION MODELING

(BIM) DALAM PERANCANGAN BANGUNAN BETON

BERTULANG 4 LANTAI

Diajukan sebagai syarat untuk menempuh ujian sarjana di Program Studi S-1 Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Kristen Maranatha Bandung

Disusun oleh:

CHRISTIAN

NRP: 1321023

Pembimbing:

CINDRAWATY LESMANA, S.T., MSc. (Eng.), Ph.D.

PROGRAM STUDI S-1 TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA

BANDUNG

(18)

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas segala rahmat yang telah dilimpahkan oleh-Nya, sehingga dapat menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir. Tugas Akhir merupakan pembahasan laporan penelitian dengan judul APLIKASI BUILDING INFORMATION MODELING (BIM)

DALAM PERANCANGAN BANGUNAN BETON BERTULANG 4 LANTAI. Tugas Akhir diajukan sebagai syarat untuk menempuh ujian sarjana di

Program Studi S-1 Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha, Bandung.

Dalam proses penulisan Tugas Akhir penulis menemui hambatan dan menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna serta masih bersifat sederhana. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada semua

pihak yang telah membantu dalam penyusunan Tugas Akhir, khususnya kepada: 1. Orang tua yang selalu memberikan doa dan dukungan dalam proses pengerjaan

Tugas Akhir ini;

2. Cindrawaty Lesmana, S.T., MSc. (Eng,), Ph.D. selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan dan pengarahan dalam penyusunan Tugas Akhir;

3. Dr. Anang Kristianto, S.T., M.T. selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan masukan dan saran dalam penyusunan Tugas Akhir;

4. Ir. Daud R. Wiyono, M.Sc. selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan masukan dan saran dalam penyusunan Tugas Akhir;

5. Ir. Hendaryanto W., MBA. selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan masukan dan saran dalam penyusunan Tugas Akhir;

6. Tan Lie Ing, S.T., M.T. selaku Koordinator Tugas Akhir yang telah banyak memberikan masukan dan saran dalam penyusunan Tugas Akhir;

7. Seluruh dosen Program Studi S-1 Teknik Sipil, Universitas Kristen Maranatha yang telah mendidik dari awal perkuliahan;

(19)

9. Teman-teman di Program Studi S-1 Teknik Sipil Universitas Kristen Maranatha angkatan 2013 atas dukungan selama penyusunan Tugas Akhir; 10.Semua pihak yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir

ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu;

Akhir kata, penulis berharap Tugas Akhir ini dapat memberikan sumbangan nyata untuk kemajuan Teknik Sipil pada khususnya, dan bagi pihak yang memerlukan.

Bandung, 10 Januari 2017 Penyusun

(20)

DAFTAR PUSTAKA

[1] Autodesk, I., 2016a, Bust the Myths Around BIM for Small Firms, Retrieved from

http://www.autodesk.com/campaigns/bim-for-small-firms-new/why-bim/bim-myths-infographic.

[2] Autodesk, I., 2016b, Entering the Era of Connection, Retrieved from http://eraofconnection.co.uk/download/autodesk-era-of-connection.jpg

[3] Berkah, E., 2015, Sektor Konstruksi: Pengembangan SDM Jadi Tantangan Terberat, Retrieved from http://industri.bisnis.com/

read/20150325/257/415842/sektor-konstruksi-pengembangan-sdm-jadi-tantangan-terberat.

[4] Dupohusodo, I., 1999, Struktur Beton Bertulang, Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama.

[5] Eastman, C., Teicholz, P., Sacks, R., and Liston, K. , 2011, BIM Handbook: A Guide to Building Information Modeling for Owners, Managers, Designers,

Engineers and Contractors; Wiley.

[8] SNI-1727:2013, 2013, Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktur lain, Jakarta: Badan Standardisasi Nasional.

[9] SNI-1727:2013, 2013, Beban minimum untuk perancangan bangunan gedung dan struktur lain, Jakarta: Badan Standardisasi Nasional.

[10] SNI-2847:2013, 2013, Persyaratan beton struktural untuk bangunan gedung, Jakarta: Badan Standardisasi Nasional.

[11] Sudarmoko, 1996, Perencanaan dan Analisis Kolom Beton Bertulang,

Yogyakarta.

[12] van Nederveen, G. A., and Tolman, F. P., 1992, Modelling multiple views