Laporan Desain Menara Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi ( SUTET ) Listrik Menggunakan SAP2000

(1)

LAPORAN TUGAS BESAR STRUKTUR BAJA I

Desain Menara Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi ( SUTET ) Listrik Dengan Menggunakan Aplikasi SAP2000

Diajukan untuk memenuhi syarat kelulusan mata kuliah Struktur Baja I

Dosen:

Dr. Mohammad Ihsan, ST., MT., M.Sc

Disusun Oleh:

Intan Prasti 1182004008

Khalisa Mumtasyfana 1182004006

Muhammad Al Faruq 1182004044

Vidia Pratiwi 1182004028

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS BAKRIE JAKARTA

2021

(2)

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena dengan rahmat, karunia, serta taufik dan hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan laporan Struktur Baja I. Dalam kesempatan ini, kami mengucapkan terima kasih kepada Bapak Dr. Mohammad Ihsan, ST,. MT., M.Sc. selaku Dosen Teknik Sipil Universitas Bakrie yang telah memberikan bimbingan selama pembuatan desain dan penulisan laporan.

Kami juga menyadari sepenuhnya bahwa di dalam laporan Struktur Baja I masih memiliki banyak kekurangan dan jauh dari kata sempurna. Oleh sebab itu, kami berharap adanya kritik, saran dan usulan demi terciptanya Laporan Struktur Baja I yang telah kami buat menjadi lebih baik lagi.

Semoga makalah sederhana ini dapat dipahami bagi siapapun yang membacanya. Sekiranya laporan yang telah disusun ini dapat berguna bagi kami sendiri maupun orang yang membacanya. Sebelumnya kami mohon maaf apabila terdapat kesalahan kata-kata yang kurang berkenan.

Jakarta, 07 Januari 2021

Penulis

(3)

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI...2

BAB I PENDAHULUAN...3

1.1. Latar Belakang...3

1.2. Tujuan...3

1.3. Rumusan Masalah...3

1.4. Sistematika Penyusunan...4

BAB II DASAR PERENCANAAN STRUKTUR...5

2.1 Data Bangunan...5

2.2 Sistem Struktur...5

2.3 Peraturan dan Standart Perencanaan Struktur...5

2.4 Standard Bahan...6

2.5 Analisa Pembebanan...6

2.6 Dimensi...7

BAB III PERMODELAN STRUKTUR...8

3.1 Acuan Peraturan dan Software...8

3.2 Permodelan Struktur...8

BAB IV ANALISA...15

4.1 Peraturan/Standard...15

4.2 Software...15

4.3 Pembebanan...15

4.4 Analisa Hasil SAP2000 Analisa Struktur...15

4.5 Model Analysis...18

BAB V PENUTUP...19

5.1 Kesimpulan...19

5.2 Saran...19

DAFTAR PUSTAKA...20

(4)

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Menara Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi atau yang biasa kita ketahui namanya ialah SUTET gunanya untuk menyalurkan daya listrik dalam jumlah sangat besar yang mencapai ribuan MegaWatt dalam kondisi bertegangan yang sangat tinggi.

Sebagian besar struktur pada tower transmisi ialah menggunakan material baja untuk strukturnya. Sifat baja yang memiliki kuat Tarik tinggi sangat memungkinkan untuk memikul gaya aksial Tarik yang bereaksi pada tower akibat pembebanan, namun material baja memiliki berat volume yang cukup besar, sehingga pabrikasi elemen struktur pembentukan kontruksi tower dibuat dengan ukuran penampang yang relatif kecil atau langsing.

Struktur pada tower tergolong struktur rangka batang ( truss ). Struktur ini gabungan batang – batang yang membentuk struktur berbentuk segitiga dan terhubung satu sama lain. Serta dibebani pada joint – joint nya. Maka dari itu di Indonesia tower ini banyak digunakan karena mudah dirakit terutama pada daerah yang jauh dari jalan ataupun pegunungan selain itu pembangunan tower ini relatif lebih murah.

1.2. Tujuan

Berikut adalah beberapa tujuan penyusunan laporan ini:

1. Sebagai salah satu syarat kelulusan mata kuliah Struktur Baja II.

2. Mahasiswa mampu mengolah, menganalisa, dan merencanakan suatu jembatan rangka baja sesuai dengan ilmu yang telah diajarkan.

3. Dapat mengaplikasikan software SAP2000.

4. Dapat mengaplikasikan software Tekla Structure.

5. Melakukan perhitungan dan mengambil keputusan yang tepat sesuai dengan pedoman perencanaan dan menyelesaikan perhitungan dalam perencanaan sehingga mendapat hasil yang aman dan ekonomis

1.3. Rumusan Masalah

Batasan Masalah yang dibahas pada laporan ini ialah, sebagai berikut.

1. Bagaimana mendesain Menara SUTET ?

(5)

2. Material dan struktur apa saja yang digunakan Menara SUTET pada proses perancangannya ?

3. Bagaimana proses perhitungannya ?

4. Bagaimana analisa akhir dari mendesain Menara SUTET ?

1.4. Sistematika Penyusunan

Alur dari penyusunan laporan ini bertujuan untuk memudahkan pembaca dalam memahami isi dan maksud isi laporan ini. Berikut sistematika penyusunannya :

 BAB I : Pendahuluan

Isi pada bagian ini, menjelaskan latar belakang, tujuan, rumusan masalah, dan sistematika penyusunan.

 BAB II : Dasar Perencanaan Struktur

Isi pada bagian ini, menjelaskan detail bangunan yang di desain.

 BAB III : Permodelan Struktur

Isi pada bagian ini, menjelaskan langkah-langkah setiap proses pengerjaan pada software SAP 2000.

 BAB IV : Analisa

Isi pada bagian ini, menjelaskan analisa hasil dari mendesain bangunan menggunakan software SAP 2000.

 BAB V : Penutup

Isi pada bagian ini, terdapat kesimpulan serta saran.

(6)

BAB II

DASAR PERENCANAAN STRUKTUR

2.1 Data Bangunan

Nama Proyek : Menara Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) Listik Baja.

Lokasi : Semarang, Jawa Tengah

Fungsi Bangunan : Menghantarkan listrik ke tempat yang jauh

2.2 Sistem Struktur

Secara Global Struktur Bangunan:

 Struktur atas : Rangka baja konstruksi

 Struktur bawah : Digunakan pondasi , borepile dan Tie beam Perhitungan Strukturnya Meliputi:

1. Struktur rangka 2. Analisa tegangan 3. Lendutan

4. Performa

2.3 Peraturan dan Standart Perencanaan Struktur

Perencanaan struktur dan pondasi bangunan ini dalam segala hal mengikut semua peraturan dan ke lentuan yang beraku di Indonesia, khususnya yang ditetappkan dalam peraturan-peraturan berikut:

1. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung, SNI 03-2847- 2002

2. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung, SNI 03-1726- 2002

3. Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Ruman dan Gedung, SKBI-1.3.53.1987 Standar :

1) Amenican Concrete Institute, Building Code Requirements for Reinforced Concrete, 5th edition, ACI 319-89

2) American Society for Testing and Maten als, ASTM Stan dard in Building Code, Vol. 1 & 2, 1986

(7)

3) Peraturan dan ketentuan lain yang relevan.

2.4 Standard Bahan

Dapat dijelaskan pula bahwa struktur bangun an adalah struktur beton bertulang biasa (konvensional). Mutu bahan material struktur yang digunakan dalam perencanaan meliputi :

a) Mutu Beton

Kolom, balok, pelat, pondasi plat setemp at : K-250 (1c' = 210 kg/cm²) b) Mutu Baja Tulangan

Baja tulangan polos (BJTP- 24) untuk O S 12mm, fy = 2400 kglcm² Baja tulangan ulir ( BJTD-40) untuk O 2 13 mm, fy = 4000 kglcm² c) Atap asumsi q = 10 kg/m²

E = 2.100.000 kg/cm² d) Alat sambung : baut dan las

e) Baja Profil digunakan mutu baja st 37 :



¯ σ =1600 kg/cm

²



¯ σ y =2400 kg/cm

²



τ = 960 kg/cm

²

2.5 Analisa Pembebanan Beban - Beban

 Beban mati (berat sendiri profil)

 Beban hidup

 Beban angin

 Beban hujan

 Beban gempa

(8)

2.6 Dimensi

Dimensi yang digunakan pada desain tower adalah sebagai berikut :

Tinggi : 10 meter Panjang : 10 meter

Lebar : 22 meter

Gambar 2.1 Design Electrical Tower

(9)

BAB III

PERMODELAN STRUKTUR 3.1 Acuan Peraturan dan Software

Pada perancangan desain Struktur Baja pada Tower BTS digunakan SNI 1729:2015 Spesifikasi untuk Bangunan Gedung Baja Struktural. Dalam pembuatan laporan ini digunakan satu program software analisa struktur untuk membantu perancangan yaitu SAP2000.

3.2 Permodelan Struktur

Berikut adalah prosedur dalam permodelan struktur dengan menggunakan aplikasi Software Analisa Struktur ini :

1. Desain Struktur Rangka

a) Untuk membuat model struktur pada Software Analisa Struktur, klik File >

New model.

Gambar 3.1. Kotak dialog New Model

(10)

b) Kemudian, pilih 3D Trusses, Lalu tentukan model 3D Trusses.

c) Tahap selanjutnya adalah masukkan data Dimension Truss yang diinginkan.

Gambar 3.2 Dimensios Truss

(11)

2. Define Material Properties

a) Klik Define > Materials > Add Material

Gambar 3.3. Add Material Property

b) Penggunaan material pada Software Analisa Struktur ini sesuai dengan profil baja yang digunakan untuk mendukung kekuatan struktur Material utama yang digunakan (sesuai Software Analisa Struktur).

c) Material yang digunakan adalah Material Baja 0 (MAT0) dengan ketentuan sebagai berikut :

(12)

Gambar 3.4. Material Property Data

3. Define Frame Sections

a) Klik Define > Section Properties>Frame Sections>Add New Property>Pilih Angle.

Gambar 3.5. Add Frame Section Property

(13)

b) Tentukan Material Frame Section serta dimensi dari frame section.

Gambar 3.6. Angle Section

4. Desain Frame Sections

a) Menggambar Frame pada Grid yang telah tersedia, gunakan menu Draw Grid/

Frame dan tools lainnya untuk memudahkan menggambar frame diagonal dan horizontal pada desain Electrical Tower.

Gambar 3.7. Draw Gird/Frame

(14)

5. Define Load Patterns

a) Klik Define > Load Patterns, Lalu tentukan Nama beban, Tipe beban dan lainnya.

Gambar 3.8. Define Load Pattens

6. Desain Pembebanan

a) Klik Joint dari desain Electrical Tower yang akan diberi beban.

Gambar 3.9. Assign Joint Loads

(15)

b) Memasukkan beban P sebesar 1 ton pada joint tower di ujung penampang, dengan cara Assign > Joint Loads > Forces > Load Pattern (Dead) > force global Z sebesar -1 ton untuk beban arah Z min atau arah bawah.

Gambar 3.7 Assign Joint Forces (Live)

(16)

BAB IV ANALISA 4.1 Peraturan/Standard

Peraturan atau Standard yang digunakan dalam penyusunan laporan ini adalah SNI 1729:2015 Spesifikasi untuk Bangunan Gedung Baja Struktural.

4.2 Software

Software atau aplikasi yang digunakan dalam penyusunan laporan ini adalah Software Analisa Struktur (SAP2000).

4.3 Pembebanan

4.4 Analisa Hasil SAP2000 Analisa Struktur

a) Analisis pada struktur dengan klik Analyze > Run Analysis.

Gambar 4.1. Run Analysis

(17)

b) Melakukan pengecekan pada tiap member struktur, dengan cara Klik Design >

Steel Frame Design > Start Design/Check of Structure.

Gambar 4.2. Start Design/Check of Structur

c) Analisa Gaya Dalam dan Lendutan

Dengan bantuan Software Analisa Struktur, didapatkan gaya-gaya dalam yang terjadi pada setiap elemen struktur baja tower tersebut. Berikut adalah data-data gaya dalam maksimum pada tiap-tiap elemen struktur :

(18)

Gambar 4.3. Axial Force Diagram

 Horizontal Lower Structure

 Kaki Tower

 Bracing Lower Structure

 Horizontal Upper Structure

 Vertical Upper Structure

 Bracing Upper Structure

 Cross-arm

 Lendutan pada Potongan XY

 Lendutan pada Potongan YZ

(19)

4.5 Model Analysis

Gambar 4.14 Modal Analysis, Mode 1

Gambar 4.16 Modal Analysis, Mode 2

(20)

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan

Setelah melakukan perancangan dan analisis untuk Menara Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi ( SUTET ) Listrik Baja yang disesuaikan dengan menggunakan syarat SNI 1729-2015 Spesifikasi untuk Bangunan Gedung Baja dan SNI 1727-2013 tata cara pembebanan rumah dan gedung sebagai acuannya, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Warna pada desain SAP memberikan keterangan sebagai berikut : a) Kuning : 4 Batang (Kuat dan tidak boros)

b) Hijau : 4 Batang (Kuat dan sedikit boros) c) Biru : 212 Batang (Kuat dan boros) d) Merah : - (Kuat dan tidak boros) e) Orange : - (Over Stress)

2. Pembebanan yang digunakan untuk perancangan dan analisis menara SUTET adalah beban mati

3. Warna dalam perancangan dan analisis menara SUTET bervariasi berupa warna Biru, Hijau, dan Kuning.

4. Profile Baja yang digunakan pada Menara SUTET adalah sebagai berikut:

N

o Nama Labe

l Gambar Profil

Baja

1 Feet 46-1 45.45.5

(21)

2 Strut 39-1 40.40.3

3 Bar

Horizontal 93-1 25.25.3

4 Bar

Diagonal

122-

1 45.45.4

5 Feet 1 55-1 40.40.3

6 Strut

Diagonal

183-

1 25.25.3

(22)

7 Strut Vertikal

189-

1 25.25.3

8 Strut

Diagonal

194-

1 40.40.3

9 Strut

Diagonal 53-1 40.40.5

10 Bar

Horizontal P

180-

1 40.40.5

11 Bar2 101-

1 25.25.3

(23)

5.2 Saran

Setelah dilakukan Desain dan Perhitungan pada Percobaan SAP 2000 dan Analisa diatas, didapatkan beberapa saran sebagai berikut :

1. Selalu memantau tentang peraturan standar dan spesifikasi baik dari segi bahan maupun bangunan.

2. Menggunakan profil baja sesuai ketentuan yang ada

3. Menggunakan buku yang sudah menjadi standarisasi perencanaan bangunan di Indonesia, seperti LRFD dan SNI 2012 untuk baja.

4. Sebelum melakukan perencanaan ada baiknya juga memahami dulu Tata Cara Perencanaan Pembebanan untuk Gedung, dan memiliki banyak referensi guna mendukung dalam proses perencanaan.

5. Memperluas pengetahuan tentang aplikasi aplikasi design supaya lebih mudah dan cepat untuk mengerjakan tugas

(24)

DAFTAR PUSTAKA

Gunawan, Rudy. 2003. Tabel Profil Konstruksi Baja. Penerbit Kanisius, Yogyakarta.

Ndu Ufi, Benyamin. Tabel Profil Baja.

Setiawan, Agus. 2008. Perencanaan Struktur Baja Dengan Metode LRFD. Penerbit Erlangga, Jakarta.