APLIKASI BUILDING INFORMATION MODELING (BIM) MENGGUNAKAN SOFTWARE TEKLA STRUCTURES 17 PADA
KONSTRUKSI GEDUNG KULIAH TIGA LANTAI FAHUTAN IPB, BOGOR
SKRIPSI
RANTI RAMADIAPRANI F44080032
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
APPLICATION OF BUILDING INFORMATION MODELING (BIM) BY USING TEKLA STRUCTURES 17 SOFTWARE IN THE CONSTRUCTION OF THREE FLOORS BUILDING OF FAHUTAN
IPB, BOGOR
Ranti Ramadiaprani and Machmud Arifin Raimadoya
Department of Civil and Environmental Engineering, Faculty of Agricultural Technology, Bogor Agricultural University, IPB Dramaga Campus, PO Box 220, Bogor, West Java,
Indonesia.
Phone 62 813 1702 5104, email: [email protected]
ABSTRACT
Building Information Modeling is the process of managing building data during the construction cycle. In this research Building Information Modeling (BIM) by using Tekla Structures software version 17 was applied on a three floors building of Fahutan IPB. This software has many good advantages in order to be considered as the best one solution in solving civil engineering problems. This research objective was to apply one BIM software to model the three floors building of Fahutan IPB in 3D and 4D, and to present the integrated information aspects of that building by using Tekla Structures software. In modeling the building, it required the as built drawing and schedule which was obtained from the Directorate of Facilities and Property of IPB. The building modeling process in this study was first started by drawing the structure such as foundations, columns, beams, slabs, reinforcement and followed by the implementation of schedule for each job structure. The result was four dimensions (4D) modeling that was poured in 3D modeling with contained scheduling features in one file of Tekla Structures. This research produced information that represented in Tekla Structures software such as building dimensions, volume of material, and output of project implementation schedule.
Keywords: Building Information Modeling, Tekla Structures, Schedule
Ranti Ramadiaprani. F44080032. Aplikasi Building Information Modeling (BIM) Menggunakan Software Tekla Structures 17 Pada Konstruksi Gedung Kuliah Tiga Lantai Fahutan IPB, Bogor.
Di bawah bimbingan Ir. Machmud Arifin Raimadoya, M, Sc. 2012
RINGKASAN
Perkembangan teknologi informasi sekarang memungkinkan kita membuat model “Virtual Building” di komputer untuk menyimulasikan gedung sebelum dibangun. Dengan teknologi “Virtual Building” dapat menggambar elemen gedung. Tiap-tiap objek tiga dimensi (3D) yang di gambar dapat merepresentasikan elemen gedung dengan perilaku sesuai elemen gedung sebenarnya. Prinsip dasar dari pemodelan Building Information Modeling (BIM) adalah menggunakan model bangunan 3D untuk menggambarkan semua gambar proyek yang diperlukan, termasuk tampak, potongan, gambar presentasi dan rendering serta gambar detail konstruksi, serta perhitungan kuantitas dan estimasi harga. Perubahan pada satu elemen model secara otomatis akan memperbarui semua gambar, perhitungan kuantitas dan estimasi harga.
Penelitian ini akan mengaplikasikan Building Information Modeling (BIM) menggunakan software Tekla Structures 17 pada pembangunan gedung kuliah tiga lantai Fahutan IPB, Bogor.
Dengan Tekla, penyelesaian dari suatu proyek akan lebih terintegrasi mulai dari proses pemodelan, desain, drawing dan detailing sehingga penyelesaian desain dan konstruksi suatu proyek menjadi lebih cepat.
Tujuan penelitian ini adalah mengaplikasikan salah satu software BIM untuk memodelkan bangunan gedung kuliah tiga lantai Fahutan IPB secara 3D dan 4D, serta merepresentasikan aspek- aspek informasi bangunan yang terintegrasi melalui BIM menggunakan software Tekla Structures.
Dalam pemodelan bangunan dibutuhkan as built drawing dan jadwal pelaksanaan yang didapatkan dari Direktorat Fasilitas dan Properti IPB. Pemodelan bangunan gedung dilakukan dengan menggambar pondasi, kolom, balok, plat lantai, atap dan tulangan. Hasil pemodelan berupa 4D yang akan dituangkan dalam bentuk gambar tiga dimensi dengan dilengkapi schedulling yang berada dalam satu file Tekla Structures. Penelitian ini menghasilkan informasi yang direpresentasikan menggunakan software Tekla Structures version 17 yaitu dimensi bangunan, volume material dan output schedule pelaksanaan proyek.
Tekla menyediakan alat untuk memodelkan komponen struktur beton dan untuk mendefinisikan properties dari komponen tersebut. Misalnya Concrete Column Properties untuk mendefinisikan data tentang kolom. Selain kolom juga tersedia fasilitas pengaturan properties untuk pad footing, balok, pelat dan wall. Tekla mempunyai banyak library yang bisa digunakan untuk mempermudah pengguna dalam proses pemodelan, misalnya database material, jenis dan bentuk profil dengan memasukkan angka pada parameter-parameternya.
Manfaat digunakanya Building Information Modeling dalam penelitian diantaranya: pertama, pemodelan 2D dapat dibuat lebih cepat dari model 3D yang telah dibuat sebelumnya. Kedua, dengan adanya BIM, informasi rinci setiap komponen bangunan terkandung dalam elemen yang dimodelkan dalam penelitian menggunakan Tekla BimSight. Ketiga, Building Information Modeling memungkinkan mendeteksi bentrokan antara berbagai anggota tim desain. Deteksi bentrokan dapat memperpendek waktu yang dibutuhkan untuk membangun desain. Pada penelitian ini pendeteksian bentrokan pada model bangunan menggunakan “Clash Check Manager” yang ada pada software Tekla Structures. Keempat, manajer konstruksi dapat menggunakan BIM untuk menghasilkan laporan, koordinat, rencana, jadwal dan perkiraan biaya. BIM berbasis jadwal diintegrasikan dengan model 4D.
Pada penelitian ini, penjadwalan dikerjakan pada Tekla Structures 17 yaitu di Task Manager.
APLIKASI BUILDING INFORMATION MODELING (BIM) MENGGUNAKAN SOFTWARE TEKLA STRUCTURES 17 PADA
KONSTRUKSI GEDUNG KULIAH TIGA LANTAI FAHUTAN IPB, BOGOR
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNIK
pada Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian,
Institut Pertanian Bogor
Oleh
RANTI RAMADIAPRANI F44080032
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012
Judul Skripsi : Aplikasi Building Information Modeling (BIM) Menggunakan Software Tekla Structures 17 Pada Konstruksi Gedung Kuliah Tiga Lantai Fahutan IPB, Bogor
Nama : Ranti Ramadiaprani
NIM : F44080032
Menyetujui, Pembimbing
(Ir. Machmud Arifin Raimadoya, M.Sc) NIP. 19510604 197703 1 002
Mengetahui,
Ketua Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
(Prof. Dr. Ir. Asep Sapei, MS) NIP. 19561025 1980031 003
Tanggal Lulus:
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul Aplikasi Building Information Modeling (BIM) Menggunakan Software Tekla Structures 17 Pada Konstruksi Gedung Kuliah Tiga Lantai Fahutan IPB, Bogor adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan dosen pembimbing akademik, dan belum diajukan dalam bentuk apapun pada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Bogor, Juli 2012
Yang membuat pernyataan
Ranti Ramadiaprani F44080032
© Hak cipta milik Ranti Ramadiaprani, tahun 2012 Hak cipta dilindungi
Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis
dari Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apapun, baik cetak, fotokopi, mikrofilm, dan sebagainya.
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Ranti Ramadiaprani. Penulis lahir di Jakarta, pada tanggal 1 April 1990.
Penulis merupakan anak pertama dari tiga bersaudara pasangan F.Sadikin dan Yeti. Penulis menyelesaikan pendidikan dasar di SD Islam Al-Azhar 13 Rawamangun tahun 2002, dan pada tahun 2005 menyelesaikan pendidikan menengah pertama di SMP Negeri 92 Jakarta. Pendidikan menengah atas diselesaikan penulis pada tahun 2008 di SMA Negeri 21 Jakarta, dan pada tahun yang sama diterima di Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui Jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI).
Selama menjadi mahasiswa, penulis mengikuti kepanitiaan kegiatan atau acara kelembagaan seperti Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil dan Lingkungan (Himatesil) IPB periode 2009/2010 dan 2010/2011. Pada bulan Juni – Agustus 2011, penulis melaksanakan praktek lapang di PT. Jasa Marga (Persero) Tbk dengan topik “Manajemen Proyek Jalan Pada Pekerjaan Penambahan Lajur A Jalan Tol Jagorawi Ruas TMII-Cibubur (KM 03+800-KM 13+800)”. Pada tahun berikutnya, penulis menyelesaikan tugas akhir dengan judul “Aplikasi Building Information Modeling (BIM) Menggunakan Software Tekla Structures 17 Pada Konstruksi Gedung Kuliah Tiga Lantai Fahutan IPB, Bogor” di bawah bimbingan Ir. Machmud Arifin Raimadoya, M.Sc.
iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur dipanjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan karunia-Nya skripsi yang berjudul “Aplikasi Building Information Modeling (BIM) Menggunakan Software Tekla Structures 17 Pada Konstruksi Gedung Kuliah Tiga Lantai Fahutan IPB, Bogor” dapat diselesaikan. Penulisan skripsi ini tidak dapat diselesaikan tanpa bantuan dan kerjasama dari berbagai pihak. Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Allah SWT, atas berkat, rahmat, hidayah dan petunjuk-Nya skripsi ini dapat selesai dengan tepat waktu.
2. Ir. Machmud Arifin Raimadoya, M.Sc, sebagai dosen pembimbing utama yang telah memberikan bimbingan serta telah banyak memberikan masukan dan saran selama pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi.
3. Dr. Ir. Erizal, MAgr dan Muhammad Fauzan, S.T, M.T sebagai dosen Teknik Sipil dan Lingkungan IPB yang yang telah memberikan banyak pengarahan dan koreksi selama pelaksanaan penelitian.
4. Dr. Ir. Meiske Widyarti, M.Eng sebagai dosen penguji yang sudah memberikan masukan dalam penyusunan skripsi ini
5. Ayah, Ibu, dan Adik-adik penulis di Jakarta yang telah memberikan semangat, doa dan dukungan kepada penulis.
6. Anton S atas seluruh bantuan, nasihat, motivasi dan kebersamaannya yang diberikan kepada penulis.
7. Rekan-rekan satu bimbingan (Febriana Saputri dan Rahmat Kurniawan) atas bantuan dan kerjasamanya selama melakukan penelitian.
8. Seluruh teman-teman SIL 45 khususnya dan teman-teman lain yang tidak bisa disebutkan satu per satu.
Disadari dalam pembuatan skripsi ini masih terdapat kekurangan, untuk itu disampaikan permohonan maaf yang sebesar-besarnya. Saran dan kritik sangat diharapkan sebagai masukan yang sangat berharga untuk perbaikan dalam penyusunan skripsi. Semoga penelitian ini dapat berguna dan memberi manfaat bagi yang membutuhkannya.
Bogor, Juli 2012
Penulis
iv
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR TABEL ... vi
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR LAMPIRAN ... ix
I. PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Tujuan ... 2
1.3 Sasaran ... 2
1.4 Ruang Lingkup ... 2
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 3
2.1 Bangunan Gedung ... 3
2.1.1 Bangunan Bawah ... 3
2.1.2 Bangunan Atas ... 5
2.2 Pemodelan ... 7
2.2.1 Pemodelan 2D (Dua Dimensi) ... 7
2.2.2 Pemodelan 3D (Tiga Dimensi) ... 7
2.2.3 Pemodelan 4D (Empat Dimensi) ... 8
2.3 Building Information Modeling (BIM) ... 8
2.3.1 Pengenalan Building Information Modeling ... 8
2.3.2 Kelebihan Building Information Modeling ... 9
2.3.2 Aplikasi Program Building Information Modeling ... 10
2.4 Tekla Structures ... 12
2.4.1 Pengenalan Tekla Structures ... 12
2.4.2 Kelebihan Tekla Structures ... 13
2.4.3 Elemen-Elemen Pada Tekla Structures ... 13
2.5 Manajemen Proyek ... 17
2.5.1 Pengertian Manajemen Proyek ... 17
2.5.2 Penjadwalan (Schedule) ... 18
III. METODOLOGI PENELITIAN ... 20
3.1 Waktu Dan Tempat Penelitian ... 20
3.2 Alat dan Bahan... 20
3.3 Metode Penelitian ... 20
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 23
4.1 Langkah-Langkah Pemodelan Bangunan Menggunakan Tekla Structures ... 23
4.1.1 Login Program ... 24
4.1.2 Pemodelan Fondasi ... 25
4.1.3 Pemodelan Kolom ... 33
4.1.4 Pemodelan Balok ... 36
4.1.5 Pemodelan Plat Lantai ... 41
4.1.6 Pemodelan Atap ... 44
4.1.7 Model Organizer ... 44
4.1.8 Scheduling Pada Tekla ... 45
v
4.2 Manfaat Building Information Modeling ... 46
V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 49
5.1 Kesimpulan ... 49
5.2 Saran ... 49
DAFTAR PUSTAKA ... 50
LAMPIRAN ... 52
vi
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Aplikasi program dari BIM (Reinhardt, 2009) ... 11 Tabel 2. Jenis software pendukung pada MEP (Reinhardt, 2009) ... 12
vii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Bagan bangunan atas dan bangunan bawah ... 3
Gambar 2. Fondasi batu kali ... 4
Gambar 3. Potongan tiang pancang poor/pile cap ... 4
Gambar 4. (1) Sloof pada fondasi batu kali; (2) Sloof pada fondasi beton ... 5
Gambar 5. Kolom praktis pada dinding bata ... 5
Gambar 6. Kolom-kolom konstruksi ... 6
Gambar 7. Beberapa contoh struktur atap baja ... 7
Gambar 8. Penggunaan BIM pada siklus pekerjaan pembangunan gedung (Hergunsel, 2011) ... 9
Gambar 9. Pengaruh penggunaan bim pada profitabilitas proyek (Becerik-Gerber, 2010) ... 9
Gambar 10. Kolaborasi antar pihak yang terlibat dalam proyek (Tekla.com) ... 12
Gambar 11. Area kerja Tekla Structures ... 13
Gambar 12. Bagian-bagian grid ... 14
Gambar 13. (a) Toolbar general ; (b) Toolbar dawing object ... 14
Gambar 14. Jenis material ... 15
Gambar 15. Bentuk profil... 15
Gambar 16. Bagian-bagian component catalog ... 15
Gambar 17. Proses pemotongan ... 16
Gambar 18. Mini toolbar... 17
Gambar 19. Langkah memindahkan objek ... 17
Gambar 20. Langkah mencerminkan sekaligus mengopi objek ... 17
Gambar 21. Lokasi gedung Fahutan IPB ... 20
Gambar 22. Diagram alir metode penelitian ... 21
Gambar 23. Login program Tekla Structures 17 ... 24
Gambar 24. Grid yang digunakan pada penelitian ... 25
Gambar 25. Komponen fondasi pada library ... 25
Gambar 26. (a),(b),(c),(d) Pemodelan fondasi tiang pancang tipe TP2 ... 27
Gambar 27. (a),(b),(c),(d) Pemodelan fondasi tiang pancang tipe TP4. ... 28
Gambar 28. Lokasi pemodelan fondasi tiang pancang ... 29
Gambar 29. Pemodelan fondasi tiang pancang ... 29
Gambar 30. Contoh detail penulangan pile cap fondasi TP4 ... 30
Gambar 31. Propertis fondasi batu kali 1 ... 30
Gambar 32. Propertis fondasi batu kali 2 ... 30
Gambar 33. Lokasi pemodelan fondasi batu kali ... 31
Gambar 34. Properties sloof ... 31
Gambar 35. (a) (b) Pendetailan tulangan sloof beton ... 32
Gambar 36. Pemodelan fondasi batu kali ... 33
Gambar 37. Properties kolom beton struktur ... 33
Gambar 38. Properties kolom praktis... 33
Gambar 39. Pemodelan konstruksi kolom ... 34
Gambar 40. Contoh pendetailan tulangan kolom struktur pada lantai 1. ... 35
Gambar 41. (a), (b), (c) Pendetailan tulangan kolom praktis ... 36
Gambar 42. Contoh properties balok struktur tipe 3B1 ... 36
Gambar 43. Contoh properties tie beam praktirs tipe TB1 ... 37
Gambar 44. Lokasi balok lantai dasar ... 37
viii
Gambar 45. Lokasi balok lantai dua ... 37
Gambar 46. Lokasi balok lantai tiga ... 38
Gambar 47. Lokasi ringbalk ... 38
Gambar 48. Pemodelan konstruksi balok ... 38
Gambar 49. Contoh pendetaialan tulangan balok struktur tipe 3B1 ... 39
Gambar 50. Contoh pendetailan tulangan tie beam praktis tipe TB1 ... 40
Gambar 51. Pemodelan detail tulangan balok tipe 3B1 ... 41
Gambar 52. Properties plat lantai tipe S1 ... 41
Gambar 53. Properties plat lantai tipe S1 ... 42
Gambar 54. Pemodelan plat lantai 1, 2 dan 3 ... 42
Gambar 55. Komponen slab pada library ... 42
Gambar 56. Pendetailan tulangan plat lantai tipe S1 ... 43
Gambar 57. Pendetailan tulangan plat lantai tipe S2 ... 43
Gambar 58. Contoh pemodelan detail tulangan plat lantai tipe S1 ... 44
Gambar 59. Komponen pondasi pada library ... 44
Gambar 60. Tampilan task manager ... 45
Gambar 61. Tampilan task manager, model organizer, dan objek model ... 46
Gambar 62. Perbandingan uang yang terbuang antara industri konstruksi dan industri manufaktur ... 46
Gambar 63. Indeks produktivitas tenaga kerja antara industri konstruksi dan non-pertanian... 47
Gambar 64. Parameter data kolom dengan Tekla BimSight ... 48
ix
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Spesifikasi data kolom ... 53
Lampiran 2. Spesifikasi data balok ... 54
Lampiran 3. Model organizer ... 55
Lampiran 4. Model 2D (Tampak Depan) ... 56
Lampiran 5. Model 2D (Tampak Samping Kanan) ... 57
Lampiran 6. Model 3D (Tekla BimSight) ... 58
Lampiran 7. Jadwal perencanaan dan pelaksanaan pada Tekla Structures ... 59
1
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Bangunan adalah suatu lingkungan buatan yang dibuat oleh manusia untuk berbagai kebutuhan hidup sehari-hari. Berkaitan dengan bangunan sebagai lingkungan buatan, teknologi dibutuhkan agar berbagai kegiatan pembangunan dapat berjalan secara efisien dan efektif. Dengan adanya teknologi, akan didapat produk yang lebih sesuai dengan kebutuhan pemakai bangunan dan lebih ekonomis dalam biaya.
Perkembangan teknologi informasi sekarang memungkinkan kita membuat model “Virtual Building” di komputer untuk mensimulasikan gedung sebelum dibangun. Virtual building yaitu memasukan seluruh elemen bangunan ke dalam sebuah database lengkap, kemudian memanfaatkan database tersebut di dalam membuat gambar rancangan. Dengan teknologi “Virtual Building” dapat menggambar menggunakan elemen gedung secara tiga dimensi (3D) seperti kolom, plat, balok, dinding, atap, pintu, jendela, tangga, dan objek lainnya. Sistem komputerisasi yang digunakan pada dunia struktur berdasarkan pada prinsip Building Information Modeling (BIM). Dengan BIM dapat menciptakan kesatuan arsitektur, struktur, dan MEP (Mekanikal Elektrikal Plumbing). Pelaksanaan pertama BIM dalam konsep Virtual Building pada tahun 1987 oleh ArchiCAD Graphisoft.
Prinsip dasar dari pemodelan BIM adalah dapat menggunakan model bangunan 3D untuk mendapatkan semua gambar proyek yang diperlukan, termasuk tampak, potongan, gambar presentasi dan rendering serta gambar detail konstruksi, serta perhitungan kuantitas dan estimasi harga.
Perubahan pada satu elemen model secara otomatis akan memperbarui semua gambar, perhitungan kuantitas dan estimasi harga.
BIM saat ini semakin populer dan diyakini akan mempercepat proses perencanaan dan pengerjaan proyek. Penggunaanya terus meluas di dunia. Bahkan Thom Mayne, seorang arsitek yang tergabung dalam American Institute of Architect menyatakan bahwa perusahaan yang tidak menggunakan aplikasi BIM akan hilang peredarannya dalam sepuluh tahun kedepan. Pernyataan ini sangat menarik dan tentunya harus kita sikapi dengan bijak. Kita harus mulai membuka mata dan mempelajari perkembangan perencanaan struktur dengan berbasis BIM.
Dalam penelitian ini akan mengaplikasikan Building Information Modeling (BIM) menggunakan software Tekla Structures pada pembangunan gedung kuliah tiga lantai Fahutan IPB, Bogor. Hal menarik dari tugas akhir ini adalah digunakannya software Tekla Structures version 17. Di Indonesia penggunaan software ini masih kurang populer dibanding SAP 2000 maupun Autocad, tetapi sesungguhnya program ini mempunyai banyak kelebihan yang layak untuk dipertimbangkan sebagai salah satu solusi dalam pemecahan permasalahan rekayasa sipil.
Tekla dapat membantu penyelesaian suatu proyek, sehingga penyelesaian dari suatu proyek akan lebih terintegrasi mulai dari proses pemodelan, desain, drawing dan detailing. Tekla juga dapat melakukan perhitungan volume material (Bill of Material) serta mengeluarkan output schedule pelaksanaan proyek. Kemampuan yang dimiliki software ini membuat banyak perusahaan rekayasa bangunan di berbagai negara tertarik untuk menggunakannya. Walaupun investasi yang harus dikeluarkan untuk pembelian lisensi relatif mahal, namun penggunaanya terus meluas karena software ini terbukti memberikan keuntungan jangka panjang berupa peningkatan produktivitas dalam proses desain dan konstruksi.
2
1.2 Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Memodelkan struktur fondasi, kolom, balok, plat lantai serta atap pada bangunan gedung kuliah tiga lantai Fahutan IPB secara 3D dan 4D.
2. Merepresentasikan aspek-aspek informasi bangunan yang terintegrasi melalui BIM menggunakan software Tekla Structures 17.
1.3 Sasaran
Sasaran dari penelitian ini adalah :
1. Dihasilkannya model struktur fondasi, kolom, balok, plat lantai serta atap pada bangunan gedung kuliah tiga lantai Fahutan IPB secara 3D dan 4D.
2. Dihasilkan aspek-aspek informasi bangunan yang terintegrasi melalui BIM menggunakan software Tekla Structures 17.
1.4 Ruang Lingkup
Ruang lingkup dari penelitian ini adalah :
1. Memodelkan bangunan gedung hanya dalam segi struktur saja.
2. Tidak dilakukan analisis bangunan gedung.
3. Manajemen proyek yang ditinjau hanya dari segi waktu.
3
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Bangunan Gedung
Menurut UU nomor 28 tahun 2002, bangunan gedung adalah wujud fisik hasil pekerjaan konstruksi yang menyatu dengan tempat kedudukannya, sebagian atau seluruhnya berada di atas dan/atau di dalam tanah dan/atau air, yang berfungsi sebagai tempat manusia melakukan kegiatannya, baik untuk hunian atau tempat tinggal, kegiatan keagamaan, kegiatan usaha, kegiatan sosial, budaya, maupun kegiatan khusus.
Ditinjau dari susunannya, bangunan gedung dapat dibedakan menjadi 2, yaitu bangunan bawah dan bangunan atas. Bangunan bawah yaitu bagian bangunan yang terletak di bawah permukaan tanah, seperti fondasi dan sloof. Bangunan bawah merupakan konstruksi yang dibuat untuk menahan seluruh bangunan. Bangunan atas yaitu bagian bangunan yang terletaak di atas permukaan tanah, seperti kolom, balok, slab dan atap.
Gambar 1. Bagan bangunan atas dan bangunan bawah
2.1.1 Bangunan Bawah
A. Fondasi
Fondasi adalah bagian bangunan yang terletak paling bawah, berfungsi sebagai penahan seluruh beban bangunan. Gaya/beban diteruskan ke tanah yang menahan beban tersebut. Jenis-jenis fondasi sebagai penahan bangunan, diantaranya:
1. Fondasi Dangkal
Fondasi langsung atau fondasi dangkal (shallow foundation), digunakan bila lapisan tanah padat dengan daya dukung cukup besar, letaknya tidak dalam. Dasar fondasi dangkal selain harus terletak di atas tanah padat, juga harus terletak di bawah lapisan-lapisan tanah yang masih di pengaruhi oleh iklim, antara lain gerusan erosi, susut muai atau retak-retak pada tanah liat di musim kemarau. Karena itu, kedalaman dasar fondasi minimal 0,80 m sampai 1 m di bawah permukaan tanah (Gunawan Rudi, 1994).
Fondasi langsung dapat dibuat dari pasangan batu kali atau batu bata, beton/beton bertulang, tetapi yang terbanyak digunakan ialah batu kali, karena pasangan batu kali murah, awet dan daya dukungnya besar. Fondasi batu kali dibuat dari susunan batu kali belah yang dieratkan dengan adukan pasir yang dicampur dengan semen. Batu kali dapat dibuat menjadi fondasi setempat atau fondasi titik.
Selain itu, fondasi batu kali dapat dibuat menerus jika tanah menerima beban yang rata.
4 Gambar 2. Fondasi batu kali
2. Fondasi Dalam
Fondasi tiang disebut fondasi dalam (deep foundation), digunakan bila lapisan tanah dengan daya dukung yang cukup kuat, terletak jauh di bawah permukaan tanah. Fondasi tiang dapat dibuat dari tiang-tiang kayu, baja, beton bertulang atau beton pratekan. Ukuran panjang tiang tidak boleh lebih dari 45 kali diameternya, dan beban tiang-tiang tidak boleh melebihi daya dukungnya. Bila digunakan tiang-tiang pancang, maka kepala dan ujung tiang harus dijaga jangan sampai rusak oleh pekerjaan pemancangan. Bila digunakan tiang-tiang dari beton bertulang atau beton pratekan yang tidak dicor ditempat, maka tiang-tiang ini harus cukup kuat pula untuk diangkut dan dikerjakan (Gunawan Rudi, 1994).
Fondasi tiang pancang dibuat untuk menahan beban yang berat pada suatu bangunan bertingkat rendah, sedang atau tinggi. Fondasi ini dapat dibuat dari batang kayu, baja berbentuk H atau beton berbentuk segitiga, segiempat maupun bulat dengan panjang antara 4 sampai 12 m (dapat disambung sesuai pilihan). Mengingat besarnya bangunan, tiang-tiang (kolom bangunan) dapat dibuat satu, dua, tiga atau lebih fondasi tiang pancang yang masing-masing diikat dengan poor (pile cap).
Kemudian dihubungkan dengan sloof ke titik kolom yang lain (Tangoro Dwi et al, 2005).
Gambar 3. Potongan tiang pancang poor/pile cap B. Sloof
Beban bangunan dapat disalurkan ke tanah dengan perantara fondasi. Untuk memperkuat daya dukung fondasi, maka diperluakan, bagian yang dapat meyebarkan beban tersebut ke seluruh fondasi yang menerus. Bagian tersebut disebut sloof. Sloof dapat dibuat dari beton atau dari bata yang dipasang tegak berjejer (disebut bata rolag, hanya dapat menahan beban yang ringan). Sloof, selain
5 dapat menahan beban langsung dari atas juga dapat berfungsi sebagai pengikat antara pile cap (Tangoro Dwi et al, 2005).
(a) (b)
Gambar 4. (1) Sloof pada fondasi batu kali; (2) Sloof pada fondasi beton
2.1.2 Bangunan Atas
A. Kolom
Kolom adalah suatu unsur penguat vertikal pada bangunan. Kolom dapat dibedakan berdasarkan fungsinya:
- Kolom penguat atau sering disebut sebagai kolom praktis, yaitu suatu kolom yang dibuat dari beton dengan campuran antara semen : pasir : koral = 1 : 3 : 5 dengan tulangan baja praktis (tidak memerlukan perhitungan struktur). Berukuran 13 x 13 cm2, dipasang sebagai penguat pada pasangan dinding bata dengan luas tidak lebih dari 9 – 11 m2, di tempat sudut pertemuan, persilangan dan pengakhiran.
- Kolom struktur, yaitu kolom yang dibuat berdasarkan suatu perhitungan oleh ahli struktur .
Gambar 5. Kolom praktis pada dinding bata
Bangunan yang tidak bertingkat maupun yang bertingkat mempunyai beban, baik beban mati maupun beban hidup. Beban tersebut disalurkan oleh kolom konstruksi/kolom struktur untuk diteruskan ke fondasi. Kolom struktur menerima beban dari atas berupa beban balok, kolom, dinding dan lantai yang ada diatasnya. Kolom yang membawa beban dari bagian atas akan bertemu dengan balok-balok lantai dan bersama-sama disalurkan ke kolom di bawahnya. Besar dan tingginya kolom ditentukan oleh jarak bentangan pada bangunan diatasnya. Tinggi ruangan juga akan menentukan besar tekukannya dan ini akan menentukan jumlah tulang dan pemasangan beugel (tulang yang melintang).
Kolom struktur dapat dibuat dari beberapa bahan, disesuaikan dengan bahan struktur bangunannya, seperti kolom beton untuk struktur bangunan beton, kolom baja untu skturktur bangunan baja, dan kolom kayu untuk kolom struktur bangunan kayu. Khusus untuk struktur
6 bangunan baja dan kayu, dalam hubungannya dengan fondasi, sloof, kolom dan balok, memerlukan sistem sambungan baja dan sambungan kayu (Tangoro Dwi et al, 2005).
Gambar 6. Kolom-kolom konstruksi B. Ring Balk
Ring balk atau biasa disebut dengan balok ring adalah konstruksi balok yang berfungsi untuk mengikat kolom satu dengan lainnya pada bagian ujung atas tiap-tiap kolom. Ring balk juga berfungsi untuk mengikat dan menjaga kestabilan pasangan dinding pada bagian atasnya. Pada kondisi tertentu, ring balk juga berfungsi sebagai penumpu rangka atap, misalnya pada bangunan yang menggunakan rangka atap baja ringan dimana konstruksi truss atau rangka baja ringan hampir semuanya menumpu pada ringbalk (Prihatno Bowo, 2010). Pemasangan ring balk maksimum 4 meter dari sloof, idealnya 3 meter, dimensi ring balk yang biasa digunakan adalah lebar 15 cm tinggi 15 cm dengan tulangan pokok (besi beton) 4 - 8 mm.
C. Slab
Slab/plat lantai adalah alas dari suatu ruangan atau bangunan. Fungsi utama plat lantai adalah sebagai dasar ruangan, yang dapat menahan semua beban diatasnya. Lantai bangunan yang paling sederhana adalah tanah. Lantai tingkat dapat dibuat dari bahan yang sesuai dengan struktur bangunannya. Bahan-bahan tersebut diantaranya:
1. Bahan utama
- Struktur bangunan dari beton : bahan lantai dari beton.
- Struktur bangunan dari baja: bahan lantai dari baja dan beton.
- Struktur bangunan dari kayu: bahan lantai dari kayu.
2. Bahan finishing
Bahan penyelesaian akhir pada umumnya berupa petak-petak yang disebut ubin, marmer, keramik, karpet, parket dan lain-lain
D. Atap
Atap adalah unsur bangunan yang terletak di bagian paling atas suatu bangunan. Fungsi utama atap adalah sebagai penahan/pelindung dari panas matahari, air hujan dan hembusan angin. Fungsi lainnya adalah untuk keindahan dan penyesuaian lingkungan. Bahan-bahan yang digunakan untuk membuat atap adalah
- bahan alam/organik, seperti daun yang dianyam, ranting, kayu, dan batu alam.
- bahan buatan, seperti genteng tanah liat, genteng keramik, dan beton.
- bahan buatan dari pabrik, seperti seng, asbes, plastik, tegola, baja, aluminium, dan lain-lain.
7 Struktur atap baja mempunyai sudut kemiringin yang besarnya lebih dari 100, tepatnya minimal 15% kemiringan untuk dapat mengalirkan air hujan (ditentukan juga oleh bahan penutupnya).
Konstruksi atap baja menggunakan bahan utama baja, yaitu baja I (portal) dan baja L (siku) dengan menggunakan alat sambung berupa las dan mur baut. Konstruksi ini banyak digunakan pada bangunan bentang pendek maupun bentang lebar dengan menggunakan baja I (portal) dan baja L (siku). Sistem konstruksi bahan baja L (siku), akan terjadi baja yang bekerja sebagai penekan dan bekerja sebagai penarik. Untuk memberikan kekuatan konstruksi baja pada baja yang bekerja sebagai penarik dan penekan, digunakan baja L (siku) rangkap. Untuk baja yang netral hanya dipasang baja tunggal.
Gambar 7. Beberapa contoh struktur atap baja
2.2 Pemodelan
Pemodelan adalah rencana, representasi atau deskripsi yang menjelaskan suatu objek, sistem, konsep yang seringkali berupa penyederhanaan atau idealisasi. Model yang akan dibuat dapat digolongkan menjadi: pemodelan dua dimensi (2D), pemodelan tiga dimensi (3D) dan pemodelan empat dimensi (4D).
2.2.1 Pemodelan 2D (Dua Dimensi)
Pemodelan dua dimensi merupakan bentuk dari benda yang memiliki panjang dan lebar.
Penggambarannya hanya pada titik koordinat sumbu x dan sumbu y. Program aplikasi diantaranya Corel Draw, Adobe Photoshop, dan lain sebagainya.
2.2.2 Pemodelan 3D (Tiga Dimensi)
Melihat objek secara tiga dimensi berarti melihat objek dalam bentuk sesungguhnya.
Penggambaran 3D akan lebih membantu memperjelas maksud dari rancangan objek karena bentuk sesungguhnya dari objek yang akan diciptakan divisualisasikan secara nyata. Pemodelan 3D adalah prosedur pengembangan model tiga dimensi menggunakan perangkat lunak khusus. Prosedur ini dilakukan sebagai proses untuk menciptakan sebuah model yang mewakili objek sebenarnya secara tiga dimensi. Objek yang dibuatkan modelnya bisa berupa objek hidup ataupun benda mati.
Penggambaran 3D merupakan pengembangan lebih lanjut dari penggambaran 2D. Sebuah model tiga dimensi dibuat dengan menggunakan sejumlah titik dalam ruang 3D, yang dihubungkan dengan berbagai data geometris seperti garis, bidang datar, dan permukaan melengkung yang menghasilkan bentuk tiga dimensi utuh menyerupai objek yang dijadikan model. Program aplikasi 3D diantaranya Corel 3D, Autocad, 3D Studio Max, ArchiCad dan sebagainya.
8
2.2.3 Pemodelan 4D (Empat Dimensi)
Pemodelan 4D memberikan cara yang lebih cepat dan lebih efektif menyampaikan informasi antar pihak proyek yang berkepentingan. Salah satu informasi yang disampaikan adalah scheduling (jadwal pelaksanaan) konstruksi, sehingga informasi bagaimana bangunan akan dibangun hari demi hari dapat terlihat. Program aplikasi 4D diantaranya Tekla Structures dan Autodesk Revit.
2.3 Building Information Modeling (BIM) 2.3.1 Pengenalan Building Information Modeling
BIM atau yang biasa disebut Intregrated Project Delivery (IPD) adalah suatu permodelan untuk desain, pelaksanaan dan penyampaian desain bangunan dengan kolaborasi, penyatuan dan pengorganisasian tim yang produktif dari suatu sistem pengendalian pelaksanaan proyek.
Pembangunan di masa sekarang ini mengharapkan kontribusi dari semua anggota tim yang dilandasi dengan prinsip kepercayaan, proses yang transparan, kolaborasi yang efektif, keterbukaan penyebaran informasi, kesuksesan tim yang menuju kesuksesan proyek, penyebaran risiko dan penghargaan, penentuan keputusan berdasarkan nilai dan pekerjaan yang kapabilitas dan dukungan teknologi. Hasil akhirnya adalah kesempatan untuk mendesain, membangun dan pengoperasian seefisien mungkin.
Tujuan dari diciptakannya suatu sistem Intregrated Project Delivery adalah untuk mengurangi kesalahan, kerusakan dan biaya saat keseluruhan pelaksanaan desain, konstruksi dan proses pelaksanaan (Rizki Aniendhita, 2010).
Menurut Roginski Daniel (2011), BIM merupakan proses inovatif dan efisien pengembangan informasi bangunan yang menggunakan model bangunan digital dan teknologi informasi.
Menurut Eastman et al (2008), menjelaskan BIM sebagai salah satu perkembangan paling menjanjikan dalam arsitektur, industri teknik dan konstruksi. Dengan teknologi BIM, sebuah model virtual akurat bangunan akan dibangun secara digital. Ketika selesai, model yang dihasilkan mengandung geometri yang tepat dan data relevan yang diperlukan untuk mendukung kegiatan konstruksi, fabrikasi dan pengadaan yang diperlukan untuk mewujudkan bangunan.
Proses akhir dari pemodelan tiga dimensi bangunan memiliki kualitas tinggi yang dihasilkan dari BIM. Jika kontraktor hanya menggunakan pemodelan untuk lebih mengkomunikasikan konsep BIM dalam model 3D dan tidak menggunakan informasi lebih lanjut, maka disebut sebagai BIM
“Hollywood”. Kontraktor dapat menggunakan konsep ini untuk memenangkan pekerjaan (Hergunsel Mehmet, 2011).
Terkadang BIM digunakan secara internal hanya dalam satu organisasi proyek dan tidak dibagi kepada seluruh organisasi proyek. Hal ini disebut “lonely”. Sebagai contoh, sebuah perusahaan arsitektur dapat memutuskan untuk merancang BIM dan menggunakannya untuk visualisasi dan analisis energi. Perusahaan arsitek memiliki kolaborasi internal. Namun, arsitek dapat memutuskan untuk menyediakan gambar-gambar dalam dua dimensi dan membatasi akses BIM. Hal ini akan menghambat manajer konstruksi (MK), kecuali MK menciptakan model baru.
Manajer konstruksi dapat menggunakan BIM dalam menentukan jumlah pekerjaan untuk mempersiapkan estimasi biaya. Selanjutnya MK dapat memberikan rendering gambar tiga dimensi.
Jadwal BIM yang terintegrasi dikenal dengan BIM 4D (empat dimensi), dapat digunakan untuk pemodelan, analisis, keamanan dan untuk menyiapkan rencana logistik. Sehingga, MK dapat menggunakan BIM untuk mengkoordinasikan pekerjaan dengan subkontraktor, memperbarui jadwal dan biaya, serta dapat merubah as built drawing kepada owner.
9 Telah banyak penggunaan BIM dalam proyek konstruksi, seperti pada tahap perencanaan (preconstruction), tahap desain, tahap konstruksi dan tahap pasca kontruksi. Penggunaan BIM secara primer dan skunder pada proyek konstruksi disajikan pada Gambar 8.
Gambar 8. Penggunaan BIM pada siklus pekerjaan pembangunan gedung (Hergunsel, 2011)
2.3.2 Kelebihan Building Information Modeling
Keuntungan menggunakan BIM pada konstruksi adalah kualitas tinggi dan dokumentasi akurat dari proses konstruksi, perbaikan manajemen konstruksi, meningkatkan interaksi antara arsitek, insinyur dan kontraktor, memungkinkan pra-fabrikasi dari berbagai komponen konstruksi untuk meminimalkan siklus hidup desain (Ezine Articles, 2012).
Penggunaan BIM dapat memberikan keuntungan yang besar. Disajikan dalam Gambar 9, 41%
responden menyatakan bahwa penggunaan BIM meningkatkan profitabilitas proyek. Pengguna BIM lain mungkin tidak merasakan perubahan profitabilitas proyek dan berpikir bahwa keuntunngan BIM kecil. Secara keseluruhan, pengeluaran biaya awal penggunaan BIM cukup mahal karena dibutuhkan teknologi pendukungnya Namun, penggunaan BIM dapat memberikan keuntungan yang meningkat, menurunkan biaya dan dapat melakukan penjadwalan proyek konstruksi.
Gambar 9. Pengaruh penggunaan bim pada profitabilitas proyek (Becerik-Gerber, 2010)
10 BIM adalah representasi evolusi digital dari model 2D menjadi model 3D dan bahkan menjadi model 4D (penjadwalan) dan model 5D (estimasi biaya) dengan menggunakan database yang tersedia selama siklus bangunan. Model 3D merupakan perwakilan dari lebar, panjang dan tinggi suatu benda.
Model 4D, menambahkan dimensi keempat yaitu jadwal proyek dengan model 3D. Sebuah model 4D BIM menghubungkan elemen 3D dengan timeline pengiriman proyek untuk memberikan sebuah simulasi virtual dari proyek di lingkungan 4D. Model 5D, menghubungkan data biaya dengan daftar kuantitas yang dihasilkan dari model 3D, sehingga memberikan estimasi biaya yang lebih akurat.
Salah satu tujuan utama dari teknologi BIM adalah untuk mendukung semua proses dimulai dari tahap pra-konstruksi berlanjut sampai tahap pemeliharan pada siklus hidup seluruh bangunan.
Kelebihan penggunaan BIM dari setiap tahap pembangunan proyek adalah:
1. Tahap Pra-Konstruksi
Dalam tahap pra-konstruksi owner mencoba untuk menentukan/mengestimasi ukuran proyek sesuai dengan anggaran proyek yang tersedia. Estimasi proyek pada tahap ini masih terbilang sangat kasar. Dengan menggunakan BIM, perkiraan model bangunan dapat dihubungkan dengan database dan biaya harga proyek yang akan dihitung langsung. Dalam tahap awal, hanya menggunakan skema model dan berfungsi untuk mengevaluasi fungsi bangunan. Hal ini dapat mendefinisikan arah pengembangan proyek tepat di tahap awal yang dapat meningkatkan kualitas keseluruhan bangunan.
2. Tahap Desain
Pada tahap desain merupakan kolaborasi tim konstruksi dengan insinyur, arsitek dan owner.
Pada tahap ini BIM harus segera dilaksanakan. Jika arsitek hanya menyediakan gambar 2D, maka manajer konstruksi harus mengubah gambar 2D menjadi gambar 3D. Upaya koordinasi manajer konstruksi dan kontraktor bertujuan untuk mengurangi kesalahan desain dan untuk lebih memahami pekerjaan yang akan dilakukan.
3. Tahap Konstruksi dan Fabrikasi
Pada tahap ini menggunakan model 4D yang bertujuan untuk mensimulasikan proses konstruksi, memvisualisasikan bagaimana bangunan akan dibangun hari demi hari dan untuk menemukan potensi masalah yang dihadapi sehingga dapat dilakukan perbaikan. Teknologi BIM memungkinkan mengidentifikasikan bentrokan sebelum konstruksi berlangsung, sehingga dapat mempercepat proses konstruksi, mengurangi risiko penaikan biaya proyek akibat bentrokan dan diperlukan solusi untuk memperbaiki kesalahan. Selama konstruksi mungkin akan muncul perubahan desain, sehingga memperbaharui perkiraan biaya dan jadwal pelaksanaan. Teknologi BIM dapat memfasilitasi proses fabrikasi. Elemen 3D dari model dapat dikirim ke pabrik-pabrik elemen proses produksi secara otomatis.
4. Tahap Pemeliharaan
Model BIM penuh dengan informasi yang dapat berguna untuk membangun proses operasi.
Hal ini dapat mendukung monitoring sistem kontrol proyek.
2.3.2 Aplikasi Program Building Information Modeling
Ada banyak program pendukung dari penggunaan Building Information Modeling. Tabel 1.
berikut akan disebutkan aplikasi program dari BIM dan fungsi utama masing-masing. Daftar ini mencakup MEP, struktural, arsitektur. Beberapa program ini mampu melakukan penjadwalan pekerjaan dan estimasi biaya.
11 Tabel 1. Aplikasi program dari BIM (Reinhardt, 2009)
Product Name Manufacturer Primary Function
Cadpipe HVAC AEC Design Group 3D HVAC Modeling
Revit Architecture Autodesk 3D Architectural Modeling and Parametric Design
AutoCAD Architecture Autodesk 3D Architectural Modeling and Parametric Design
Revit Structure Autodesk 3D Architectural Modeling and
Parametric Design
Revit MEP Autodesk 3D Detailed MEP Modeling
AutoCAD MEP Autodesk 3D MEP Modeling
AutoCAD Civil 3D Autodesk Site Development
Cadpipe Commercial Pipe AEC Design Group 3D Pipe Modeling
Dprofiler Back Technology 3D Conceptual Modeling with Real-
Time Cost Estimating Bentley BIM Suite
(MicroStation, Bentley Architecture, Structural, Mechanical, Electrical, Generative Design)
Bentley Systems
3D Architecture, Structural, Mechanical, Electrical, and Generative Components Modeling\
Fastrak CSC (UK) 3D Structural Modeling
SDS/2 Design Data 3D Detailed Structural Modeling
Fabrication for AutoCAD MEP
East Cost CAD/CAM 3D Detailed MEP Modeling
Digital Project Gehry Technologies
CATIA based BIM System for
Architectural, Design, Engineering, and Construction Modeling
Digital Project MEP
Systems Rounting Gehry Technologies MEP Design
ArchiCAD Graphisoft 3D Architectural Modeling
MEP Modeler Graphisoft 3D MEP Modeling
HydraCAD Hydratec 3D Fire Sprinkler Design and Modeling
AutoSPRINK VR M.E.P CAD 3D Fire Sprinkler Design and Modeling
FireCad Mc4 Software Fire Piping Network Design and
Modeling
CAD-Duct Micro Application 3D Detailed MEP Modeling
Vectorworks Designer Nemetschek 3D Architectural Modeling Duct Designer 3D, Pipe
Designer 3D
QuickPen International 3D Detailed MEP Modeling
RISA RISA Technologies Full suite of 2D and 3D Structural
Design Application
Tekla Structure Tekla 3D Detailed Structural Modeling
Affinity Trelligence 3D Model Application for Early Concept
Design
Vico Ofice Vico Software 5D Modeling which can be used to
Generate cost and Schedule Data
Power Civil Bentley Systems Site Development
Site Design, Site Planning Eagle Point Site Development
Dari berbagai jenis program program aplikasi BIM yang digunakan untuk menggambar struktural dan MEP, program Tekla Structures, Bentley dan Autodesk Revit merupakan aplikasi BIM secara 4D (empat dimensi) yang dapat melakukan pemodelan dan manajemen konstruksi. Pada Tabel 2. terdapat jenis-jenis software yang digunakan pada bidang MEP.
12 Tabel 2. Jenis software pendukung pada MEP (Reinhardt, 2009)
Product Name Manufacturer Primary
Cadpipe Commercial Pipe AEC Design Group 3D Pipe Modeling
Revit MEP Autodesk 3D Detailed MEP Modeling
SDS/2 Design Data 3D Detailed Structural
Modeling
Fabrication for AutoCAD MEP East Coast CAD/CAM 3D Detailed MEP Modeling
CAD-Duct Micro Application Packages 3D Detailed MEP Modeling
Duct Designer 3D, Pipe Designer 3D
QuickPen Internationa
3D Detailed MEP Modeling
Tekla Structures Tekla 3D Detailed Structural
Modeling
2.4 Tekla Structures
2.4.1 Pengenalan Tekla Structures
Tekla Corporation didirikan di Finlandia pada tahun 1966 dan memiliki kantor pusat di Espoo, Finlandia, sedangkan kantor cabang dari Tekla Corporation berada di Swedia, Denmark, Jerman dan Amerika Serikat. Tekla memiliki penjualan bersih sebesar hampir 58 juta euro pada tahun 2010.
Perusahaan ini mempekerjakan lebih dari 500 orang dan memiliki pelanggan di sekitar 100 negara (Tekla, 2012). Tekla corporation memiliki empat jenis software berdasarkan fungsi pekerjaan yang dihadapi, diantaranya Tekla Stuctures untuk pekerjaan struktur, Tekla XCity untuk arsitektur, Tekla XPipe untuk perpipaan, dan Tekla XPower untuk bagian elektrikal.
Tekla Structures awalnya dikenal sebagai Tekla X-Steel di pertengahan tahun 1990 (Jiang Xinan, 2011). Tekla X-steel hanya terfokus pada perencanaan bangunan baja. Versi ini berkembang sampai versi 9. Untuk versi selanjutnya Tekla Corporation sebagai pengembang program ini memperluas kemampuan Tekla Structures dengan menambah fitur untuk pemodelan, analisis, desain dan detailing struktur beton bertulang,
Tekla adalah aplikasi Building Information Modelling yang dikembangkan oleh Tekla Corporation untuk keperluan perhitungan dan rekayasa struktur termasuk juga fitur-fitur komprehensif yang bisa digunakan bagi para detailer, fabricator, manufaktur dan constructor. Modul untuk keperluan manajemen konstruksi juga sudah ditambahkan pada software ini. (Khemlani, 2008).
Software ini merupakan program bantu yang sangat canggih dan mampu mempersingkat proses delivery desain, pendetailan, proses manufaktur atau fabrikasi dan manjemen konstruksi.
Gambar 10. Kolaborasi antar pihak yang terlibat dalam proyek (Tekla.com)
13 Dari Gambar 10 kita dapat melihat bahwa Tekla merupakan program bantu dengan kemampuan yang komplit. Tekla dapat membantu penyelesaian suatu proyek mulai dari proses perencanaan (pemodelan, analisa struktur, pendetailan), hingga proses pelaksanaan (fabrikasi, dan manajemen kontruksi). Dengan kemampuan yang lengkap tersebut menjadikan penyelesaian proyek akan menjadi lebih cepat. Tidak mengherankan jika ribuan lisensi software ini sudah digunakan oleh perseorangan dan perusahaan di seluruh dunia demi mendapatkan produk rekayasa engineering yang berkualitas dan cepat untuk memuaskan pelanggannya (Yanuarini Erlina, 2011).
2.4.2 Kelebihan Tekla Structures
Software ini dapat digunakan untuk menganalisa permasalahan- permasalahan model struktur.
Tekla Structure adalah software pemodelan multi-material dan multi-proses. Kita dapat menentukan dan menganalisa dalam suatu model 3D yang serupa, memperbaiki secara akurat semua pekerjaan struktur. Semua perubahan secara otomatis update sewaktu-waktu dilakukan revisi. Pemodelan dengan waktu singkat dan kemampuan mengoperasikan memberikan hasil manajemen proyek yang efisien. Dan yang paling hebatnya, Tekla Structures sungguh mudah digunakan dan dikuasai.
(Yanuarini Erlina, 2011).
Menurut Jian Xinan (2011) Tekla Corporation mengembangkan Server Multiuser, sehingga dapat mendukung maksimum 40 pengguna beroperasi secaara bersamaan. Format yang didukung oleh Tekla Structures adalah IFC, DWG, CIS/2, DSTV, SNDF, DGN dan DXF, sehingga Tekla Structures dapat digabungkan dengan aplikasi-aplikasi yang sudah ada. Software ini terhubung dengan berbagai jenis sistem melewati Tekla Open API. IFC, CIS/2, DSTV dan SDNF merupakan contoh format biasa yang didukung oleh Tekla Structures, sedangkan DWG, DGN dan DXF merupakan contoh dari format yang sudah jadi hak milik yang didukung oleh Tekla Structures.
2.4.3 Elemen-Elemen Pada Tekla Structures
A. Area Kerja Tekla Structures
Area kerja Tekla Structures adalah tempat penentuan area kerja agar sesuai dengan situasi tertentu, misalnya hanya terfokus pada daerah tertentu dari model. Menentukan area kerja membuatnya lebih cepat dan lebih mudah untuk bekerja dengan model. Objek yang berada di luar area kerja masih ada, tetapi tidak terlihat.
Gambar 11. Area kerja Tekla Structures B. Grid
Grid adalah pemodelan bantuan model tiga dimensi dari bidang horisontal dan vertikal.
Tujuanya untuk mempermudah proses pembuatan model dan sebagai titik as tulangan. Pengaturan
14 grid dilakukan dengan menentukan jumlah, jenis dan ukuran dari koordinat x, y dan z. Pembuatan grid dalam tekla dapat dibuat lebih dari satu grid, misalnya grid skala besar untuk seluruh struktur dan grid yang lebih kecil untuk beberapa bagian rinci.
Bagian-bagian grid pada Tekla Structures ada tiga bagian, diantaranya:
1. Grid Origin, Titik dimana nilai nol dari masing-masing sumbu koordinat berpotongan.
2. Grid Line Extentions, Menentukan sejauh mana garis grid memperpanjang di setiap arah.
3. Grid Labels, Nama dari garis grid.
Gambar 12. Bagian-bagian grid C. Toolbar
Toolbar adalah kumpulan objek elemen-elemen konstruksi siap pakai yang dibutuhkan dalam membuat gambar rancangan secara cepat. Toolbar berisi tombol yang memberikan akses mudah ke beberapa perintah yang sering paling sering digunakan. Sebagai contoh, toolbar “General” seperti yang disajikan pada Gambar. 13 (a), berisi perintah-perintah dasar untuk membuat, membuka dan menyimpan model, mencetak, menyalin dan memindahkan model. Contoh lain adalah toolbar
“Drawing Object” seperti yang disajikan pada Gambar 13 (b), berisi perintah untuk melakukan dimensioning.
(a) (b) Gambar 13. (a) Toolbar general ; (b) Toolbar dawing object D. Properties
Properties adalah salah satu aplikasi tekla yang berisi koleksi karakteristik dari setiap item objek. Properties terdiri dari nama, profil, material dan sebagainya. Material yang dapat digunakan adalah beton dan baja yang disajikan dalam Gambar. 14 yaitu jenis dari masing-masing material besi dan baja. Dalam tekla, bentuk profil dari suatu objek sangat bervariasi dan ukuran dari masing-masing profil dapat diatur sesuai kebutuhan. Bentuk profil disajikan pada Gambar 15.
15
Gambar 14. Jenis material
Gambar 15. Bentuk profil E. Component Catalog
Digunakan untuk mempermudah pengguna dalam proses pemodelan, misalnya database material, jenis dan bentuk profil, komponen-komponen balok pun dapat dimodelkan dengan memasukkan angka pada parameter-parameternya.
Gambar 16. Bagian-bagian component catalog
16 Dari Gambar 16. menunjukan bagian-bagian dari Component Catalog dengan penjelasan dibawah ini yaitu:
1. Untuk mencari komponen yang dibutuhkan.
2. Untuk mencari komponen yang dibutuhkan berdasarkan folder yang telah tersedia.
3. Untuk mencari komponen yang dibutuhkan berdasarkan rincian yang telah tersedia.
4. Untuk mencari komponen yang dibutuhkan berdasarkan thumbnail.
5. Menampilkan/menyembunyikan deskripsi komponen.
6. Membuat komponen menggunakan alat komponen yang terakhir digunakan.
7. Klik dua kali nama untuk mengatur properti dan membuat komponen.
8. Mendeskripsikan komponen.
9. Komponen custom memiliki simbol kuning.
10. Komponen sistem memiliki simbol biru.
11. Untuk mengurutkan kolom.
F. Model Organizer
Model organizer digunakan untuk mengelola pemodelan dan melihat perbedaan bagian serta jenis objek dalam model. Sehingga model organizer dapat mengklasifikasikan informasi yang sesuai dengan kebutuhan. Keunggulan dari model organizer adalah dapat membagi model besar menjadi bagian-bagian kecil yang dikategorikan berdasarkan jenis objek.
G. Task Manager
Task manager digunakan untuk menggabungkan data time schedule pelaksanaan ke dalam struktur 3D dan untuk mengontrol jadwal pelaksanaan seluruh proyek. Dengan task manager pemodelan dilakukan dengan 4D dan menghasilkan output schedule pelaksanaan proyek. Fungsi task manager adalah membuat, menyimpan dan mengelola tugas-tugas yang dijadwalkan pada proyek, selanjutnya dihubungkan ke objek model. Pengerjaan task manager dapat dilakukan dengan pembuatan tugas-tugas secara langsung dari software Tekla Structures dan dengan mengimpor jadwal pelaksanaan dari program manajemen proyek eksternal seperti Microsoft Office Project atau Primavera P6.
2.4.4 Mode Pengeditan Gambar Pada Tekla Structures
A. Split
Digunakan untuk memotong objek menjadi dua bagian pada suatu titik. Dapat memotong garis, polyline, lingkaran dan busur. Memotong objek dengan split lebih praktis dan cepat daripada membuat objek baru yang ukuranya disesuaikan kembali. Cara memotong objek dengan split adalah dengan mengklik objek yang akan dipotong, lalu klik edit split dan pilih titik pada objek untuk menunjukan lokasi yang akan dipotong. Hasil akhir pemotongan dengan split disajikan pada Gambar 17.
Gambar 17. Proses pemotongan
17 B. Mini Toolbar
Mini toolbar digunakan untuk mengedit/memodifikasi sifat-sifat objek yang paling umum, seperti nama objek, merotasi objek, mengedit tinggi, tebal objek dan mengedit class (warna) objek.
Mini Toolbar muncul di sebelah pointer mouse ketika mengklik suatu objek dalam suatu model.
Gambar 18. Mini toolbar C. Memindahkan Objek
Tool paling dasar dalam memodifikasi objek adalah dengan memindahkan objek dari satu tempat ke tempat lain. Cara memindahkan objek yaitu dengan mengklik objek yang akan dipindahkan, klik kananpilih “move” tempatkan lokasi objek pada lokasi yang diinginkan.
Gambar 19. Langkah memindahkan objek D. Mencerminkan Objek
Prinsip mencerminkan objek adalah membuat objek gambar kebalikan pada posisi berlawanan.
Cara mencerminkan objek ada 2, yaitu mencerminkan objek langsung dan mencerminkan sekaligus mengopi. Langkah yang dilakukan untuk mencerminkan objek adalah mengklik objek yang akan dicerminkan, klik kanan pilih “move special/copy special” letakan koordinat yang digunakan sebagai garis cerminan klik move/copy.
Gambar 20. Langkah mencerminkan sekaligus mengopi objek
2.5 Manajemen Proyek
2.5.1 Pengertian Manajemen Proyek
Manajemen adalah proses merencanakan, mengorganisir, memimpin dan mengendalikan kegiatan anggota serta sumber daya yang lain untuk mencapai sasaran organisasi yang telah
18 ditentukan. Yang dimaksud dengan proses adalah mengerjakan sesuatu dengan pendekatan tenaga, keahlian, peralatan, dana dan informasi (Soeharto, 1999).
Proyek bermakna sebuah pekerjaan besar yang kemungkinannya tidak akan terulang dalam jangka waktu yang singkat. Suatu kesalahan akan sangat mahal, sehingga sangat diinginkan melaksanakan tahap demi tahap tanpa adanya kesalahan. Manajemen proyek adalah cara mengontrol, mengorganisir dan mengelola sumber daya maupun penghasilan yang penting untuk menyelesaikan proyek. Manajemen proyek merupakan seni mengontrol selama proyek, dari sejak dimulai sampai selesai.
Manajemen proyek terbagi menjadi bagian-bagian ilmu yaitu project scope management, project time management, project cost managment, project quality management, project human resources management, project communications management, project risk management, project procurement management dan project integration management (Project Management Institute, 1996).
Manajemen waktu proyek (project time management) adalah proses merencanakan, menyusun dan mengendalikan jadwal kegiatan proyek. Manajemen waktu termasuk ke dalam proses yang akan diperlukan untuk memastikan waktu penyelesaian suatu proyek. Sistem manajemen waktu berpusat pada berjalan atau tidaknya perencanaan dan penjadwalan proyek. Dimana dalam perencanaan dan penjadwalan tersebut telah disediakan pedoman yang spesifik untuk menyelesaikan aktivitas proyek dengan lebih cepat dan efisien (Clough dan Scars, 1991).
2.5.2 Penjadwalan (Schedule)
Jadwal waktu kegiatan merupakan urutan kerja proyek yang berisi jenis pekerjaan yang dilaksanakan dari waktu dimulai dan diakhiri suatu pekerjaan Dengan adanya jadwal waktu maka dapat diketahui dengan jelas rencana kerja yang akan dilaksanakan. Tujuan dari pembuatan jadwal antara lain:
a. Sebagai pedoman bagi pelaksanaan untuk memudahkan melakukan pekerjaan agar berjalan dengan lancar dan efektif.
b. Untuk memperkirakan alokasi sumber daya yang hasrus disediakan, agar proyek berjalan lancar dan efektif.
c. Untuk mengontrol kemajuan pekerjaan, sehingga jika ada keterlambatan dapat segera diketahui untuk diambil tindakan penanggulangan.
d. Agar terget lamanya waktu yang ditentukan pemilik dapat terpenuhi.
Schedule dibagi menjadi dua bagian utama, yaitu Master Schedule dan Detailed Schedule.
Master Schedule berisikan kegiatan-kegiatan utama dari suatu proyek yang dibuat untuk level excecutive management, sedangkan Detailed Scheduled merupakan bagian dari Master Scheduled yang berisikan detail dari kegiatan-kegiatan utama yang dibantu untuk membantu para pelaksana dalam pengerjaan di lapangan. Macam-macam dari schedule dapat dibagi menjadi dua yaitu Bagan Balok dan Jaringan Keja (CPM). Dimana keduanya mempunyai kelebihan dan kekurangan seperti dijelaskan di bawah ini:
1. Bagian Balok (Bar/Gantt Chart)
Metode bagan balok diperkenalkan oleh H.L Gantt, dengan tujuan mengidentifikasi unsur dan urutan dalam merencanakan urutan suatu kegiatan yang terdiri dari waktu mulai, waktu penyelesaian dan pada saat pelaporan. Bagan balok mudah dibuat dan dipahami sehingga berguna sebagai alat komunikasi dalam penyelenggaraan proyek.
Penggunaan metode bagan balok ssangat terbatas karena mempunyai kelemahan-kelemahan seperti tidak menunjukan secara spesifik hubungan ketergantungan antara satu kegiatan dengan yang
19 lain sehingga sulit untuk mengetahui dampak yang diakibatkan oleh keterlambatan satu kegiatan terhadap jadwal keseluruhan proyek, sukar mengadakan perbaikan atau pembaharuan (updating) karena umumnya harus dilakukan dengan membuat bagan balok baru, selain itu juga tidak cocok untuk proyek yang berukuran sedang dan besar atau yang bersifat kompleks disebabkan kurangnya kemampuan penyajian secara sistematis karena menyusun sedemekian besar jumlah kegiatan yang mencapai puluhan ribu dan memiliki keterkaitan antara satu kegiatan dengan lainnya (Ardani, 2009).
2. Jaringan Kerja (CPM)
CPM merupakan penyempurnaan dari metode bagan balok yang akan menjawab pertanyaan- pertanyaan seperti berapa lama kurun waktu penyelesaian proyek tercepat, kegiatan mana yang bersifat kritis dan non kritis, dan lain-lain. CPM diperkenalkan pertama kali oleh ahli matematika dari perusahaan DU-Pont bekerja sama dengan Rand Corporation dibantu oleh team engineer. Pada metode CPM dikenal adanya jalur kritis, yaitu jalur yang memiliki rangkaian komponen-komponen kegiatan dengan total jumlah waktu terlama dan menunjukan kurun waktu penyelesaian proyek tercepat (Ardani, 2009).
20
III. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu Dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan mulai Februari sampai Juni 2012. Pengambilan data penelitian dilakukan pada bulan Maret 2012 di Direktorat Fasilitas dan Properti Institut Pertanian Bogor. Dalam penelitian ini digunakan objek pemodelan berupa bangunan gedung kuliah tiga lantai Wing Fahutan, Institut Pertanian Bogor. Lokasi pembangunan gedung berada di kota Bogor, khususnya di daerah Dramaga.
Pemodelan dilaksanakan di wilayah kampus Institut Pertanian Bogor Dramaga dan Baranangsiang pada bulan April sampai Juni 2012.
Gambar 21. Lokasi gedung Fahutan IPB
3.2 Alat dan Bahan
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
1. Data sekunder pembangunan gedung kuliah tiga lantai fahutan IPB yang didapat dari owner yaitu Institut Pertanian Bogor (IPB)
2. Seperangkat komputer 3. Software Tekla Structures 4. Software AutoCad 2007 5. Software Tekla BimSight
3.3 Metode Penelitian
Metode yang dilakukan pada penelitian ini dapat dilihat pada diagram alir berikut:
21 Gambar 22. Diagram alir metode penelitian
Dari Gambar 22, metode yang dilakukan dapat dijelaskan sebagai berikut:
1. Tahap Persiapan
Tahap persiapan merupakan rangkaian sebelum memulai pengumpulan dan pengolahan data.
Dalam tahap awal ini disusun hal-hal penting yang harus segera dilakukan dengan tujuan untuk mengefektifkan waktu dan pekerjaan.
Kegiatan tahap persiapan meliputi:
a. Studi pustaka terhadap materi BIM untuk menentukan jenis software yang akan digunakan pada penelitian
b. Studi pustaka terhadap software yang telah dipilih yaitu Tekla Structures 17
c. Melakukan “Workshop Tekla in Education” di Institut Teknologi Bandung (ITB) pada tanggal 7 Februari 2012
d. Menentukan lokasi proyek yang akan diteliti e. Menentukan kebutuhan data yang diperlukan
f. Pengadaan persyaratan administrasi untuk pencarian data g. Perencanaan jadwal kegiatan pembuatan desain
Persiapan diatas harus dilakukan dengan baik untuk menghindari pekerjaan yang berulang sehingga tahap pengumpulan data menjadi optimal dan efisien
Penyajian Hasil Persiapan
Pengumpulan Data
Pemodelan
Modeling Drawing
Shop Drawing
Membuat Time Schedule Menggambar
Struktur Bangunan : 1. Fondasi
2. Kolom 3. Balok 4. Plat Lantai 5. Atap
Menggambar Detail Tulangan : 1. Fondasi 2. Kolom 3. Balok 4. Plat Lantai
3D (Tiga Dimensi) 4D (Empat Dimensi)
22 2. Tahap Pengumpulan Data
Pengumpulan data merupakan langkah kedua setelah tahap persiapan dalam pemodelan gedung kuliah tiga lantai Fahutan IPB. Dalam pengumpulan data peranan instansi yang terkait sangat diperlukan sebagai pendukung dalam memperoleh data-data yang diperlukan.
Data didapatkan dari Direktorat Fasilitas dan Properti Institut Pertanian Bogor. Data-data yang akan digunakan dalam penelitian ini antara lain:
a. Data as built drawing gedung kuliah tiga lantai Fahutan IPB Guna: Untuk pedoman pemodelan struktur bangunan b. Data time schedule/jadwal pelaksanaan proyek
Guna: Sebagai pedoman pencapaian progress pekerjaan setiap waktu tertentu c. Data metode pelaksanaan proyek
Guna: - Untuk mengetahui jenis struktur yang digunakan pada bangunan gedung - Untuk mengetahui metode pelaksanaan pada bangunan tersebut
3. Tahap Pemodelan
Pemodelan merupakan langkah ketiga setelah pengumpulan data. Pemodelan dapat dilakukan jika data as built drawing sudah didapatkan. Pemodelan strruktur gedung menggunakan Software Tekla Structures 17. Pada dasarnya pengerjaan pada Tekla Structures meliputi 2 hal yaitu Modeling dan Drawing. Modeling adalah proses pembuatan suatu project di dalam tiga dimensi dan empat dimensi, sedangkan drawing adalah proses persiapan gambar dari 3D (tiga dimensi) menjadi 2D (dua dimensi) yang siap di print out.
Hal-hal yang dilakukan pada modeling antara lain:
- Menggambar struktur bangunan. Struktur bangunan meliputi fondasi, kolom, balok, plat lantai, atap.
- Menggambar detail tulangan. Pendetailan tulangan meliputi struktur fondasi, kolom, balok dan plat lantai
- Membuat Time Schedule dari masing-masing pekerjaan struktur bangunan 4. Penyajian Hasil
Jika ketiga kegiatan diatas telah dilakukan dengan baik, maka hasil penelitian dapat disampaikan. Hasil pemodelan bangunan akan disajikan dalam Tekla BIMsight.
23
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian ini menggunakan proyek konstruksi pada gedung kuliah tiga lantai Fahutan IPB tahun 2010. Pada proyek ini ada tiga perusahaan yang terlibat pada proyek, yaitu Direktorat Fasilitas dan Properti Institut Pertanian Bogor sebagai owner, PT. Fadjar Adhi Karya sebagai kontraktor pelaksana dan CV. Karya Lestari sebagai konsultan pengawas. Dalam pemodelan bangunan, diperlukan gambar as built dari suatu proyek konstruksi. Gambar as built didapatkan dari Direktorat Fasilitas dan Properti Institut Pertanian Bogor yang berperan sebagai owner.
Building Information Modeling sangat penting dalam perkembangan teknologi informasi pada bidang struktur. Untuk mengaplikasikan BIM, harus didukung dengan software (perangkat lunak).
Software utama yang digunakan pada peneltian ini adalah Tekla Structures version 17. Sedangkan software pendukung yang digunakan adalah Tekla BimSight dan Autocad 2007. Tekla BimSight digunakan sebagai presentasi hasil dari pemodelan
.
Tekla dapat digunakan untuk menyimpan dan memanfaatkan semua analisa 4D, serta untuk mendeteksi jumlah dan penempatan tulangan secara cepat dan akurat. Pada dasarnya pengerjaan pada Tekla Structures meliputi 2 hal yaitu Modeling dan Drawing. Modeling adalah proses pembuatan suatu project di dalam tiga dimensi, sedangkan drawing adalah proses persiapan gambar dari 3D (tiga dimensi) menjadi 2D (dua dimensi) yang siap di print out. Pemodelan pada penelitian ini dilakukan secara 3D dan 4D. Pemodelan secara 3D pada bangunan gedung kuliah tiga lantai Fahutan dilakukan dengan menggambar pondasi, kolom,balok, slab atap dan tulangan. Pemodelan secara 4D terjadi dengan menambahkan schedulling dari gambar 3D yang telah dibuat.
Fungsi pemodelan yaitu melihat model (semua material dan profil), membuat dan memodifikasi grid, membuat penjelasan gambar, penambahan beban untuk model, membuat rebar concreat, membuat assemblies dari concrete parts, membuat level dari assembly hierarchy, membuat detail (steel and concrete) connection, melihat infornasi model 4D (jadwal simulasi), memilih dan mengelola jadwal tahap pembangunan.
4.1 Langkah-Langkah Pemodelan Bangunan Menggunakan Tekla Structures
Metode pelaksanaan pekerjaan proyek Pembangunan Gedung Kuliah Tiga Lantai Fahutan IPB antara lain:
1. Pekerjaan Persiapan 2. Pekerjaan Struktur 3. Pekerjaan Arsitektur
4. Pekerjaan Mekanikal dan Elektrikal
Untuk point 1,2, dan 4 tidak akan penulis bahas karena tidak berhubungan dengan pokok bahasan penulisan penelitian ini. Sedangkan untuk point 3, masih terbagi lagi menjadi beberapa tahapan, diantaranya adalah sebagai berikut:
1. Pengurugan tanah pasir urug darat 2. Pekerjaan pondasi
3. Pekerjaan kolom 4. Pekerjaan balok 5. Pekerjaan plat lantai 6. Pekerjaan atap
