PERENCANAAN KONSTRUKSI COAL SHELTER BENTANG PANJANG DARI PELENGKUNG RANGKA BAJA PROFIL PIPA
Andreas Renard Widarto NIM 15008013
Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Teknologi Bandung
ABSTRAK
Coal shelter atau lebih dikenal sebagai bangunan penutup timbunan batu bara merupakan bangunan yang biasa dijumpai di daerah sekitar PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap).
Bangunan tersebut berfungsi sebagai tempat penyimpanan batu bara sekaligus pelindung timbunan batu bara yang digunakan sebagai sumber energi dari PLTU tersebut. Sifat batu bara yang ringan dan mudah pecah mengakibatkan batu bara banyak menghasilkan debu yang sering dikeluhkan oleh masyarakat sekitar, dalam hal ini coal shelter juga berfungsi untuk mengurangi dampak debu dari material bahan bakar batu bara tersebut. Hal ini mengakibatkan keberadaan infrastruktur coal shelter sebagai sarana penunjang dari PLTU menjadi sangat penting. Coal shelter yang direncanakan pada PLTU Indramayu ini, harus mampu menampung batu bara dalam jumlah yang besar namun tetap optimal dan ekonomis dari segi perencanaan strukturnya dengan panjang struktru 260 meter . Pelengkung rangka baja dengan profil pipa merupakan salah satu alternatif yang dapat digunakan sebagai atap penutup batu bara. Adanya peralatan stacker reclaimer yang berfungsi untuk mengangkut dan memindahkan batu bara, menuntut coal shelter ini juga mampu memberikan ruang yang cukup untuk pergerakan alat tersebut, sehingga struktur coal shelter ini juga harus dirancang memiliki bentang tanpa kolom yang cukup panjang. Tugas akhir ini bertujuan untuk menghasilkan suatu desain konstruksi coal shelter bentang panjang yang optimal dari pelengkung rangka baja profil pipa.
Keywords : Coal shelter, Pelengkung rangka baja, Profil pipa, Struktur bentang panjang, Metode Elemen Hingga.
PENDAHULUAN
Struktur coal shelter yang dirancang harus cukup untuk melindungi stock pile batu bara dalam jumlah besar namun tetap dapat mengakomodasi kebutuhan sirkulasi udara yang cukup. Struktur coal shelter yang direncanakan didesain dari rangka baja dengan bentuk sistem pelengkungan yang berbentuk menyerupai kubah setengah lingkaran yang simetris. Untuk memberikan ruang bagi sirkulasi udara, maka struktur coal shelter tersebut dibuat lubang pada sisi depan dan belakangnya (open frame
structure). Untuk kebutuhan pergerakan stacker reclaimer, maka struktur coal shelter ini harus memiliki tinggi minimal sebesar 32,525 meter dan bentang tanpa kolom sebesar 192 meter, sehingga struktur ini dapat digolongkan sebagai struktur bentang panjang. Perencanaan struktur coal shelter ini diperhitungkan terhadap beban-beban yang bekerja meliputi: beban mati, beban hidup, beban angin dan beban gempa.
Struktur coal shelter ini direncanakan dengan menggunakan profil pipa baja dengan material baja BJ-41.sama.
PERENCANAAN DAN PERMODELAN Perencanaan struktur coal shelter ini dimulai dengan penentuan bentuk geometri kelengkungan struktur coal shelter yang paling optimal. Dimana dilakukan analisa dua dimensi (2D) untuk menentukan bentuk kelengkungan geometri struktur coal shelter yang paling optimal, dengan kriteria-kriteria yang harus dipenuhi meliputi ketinggian struktur, stress ratio, reaksi perletakan horizontal dan berat struktur. Bentuk geometri kelengkungan struktur yang paling optimal akan digunakan untuk proses desain lebih lanjut dengan analisa tiga dimensi (3D). Perencanaan dan permodelan ini dilakukan dengan menggunakan software SAP 2000.
Dari hasil perencanaan tersebut didapatkan bahwa bentuk kelengkungan geometri yang paling optimal untuk diaplikasikan untuk struktur coal shelter tersebut adalah struktur dengan geometri yang memiliki kelengkungan sempurna dengan jari-jari kelengkungan 136 meter, dengan tinggi bersih struktur 39,67 meter dan kemiringan elevasi 44,90. Struktur tersebut kemudian diaplikasikan terhadap panjang struktur 260 meter dengan jarak portal 6 meter dalam tinjuan analisa tiga dimensi (3D). Struktur tersebut disusun oleh kombinasi profil pipa baja dengan diameter terkecil 11/2 inchi dan terbesar 10 inchi.
ANALISIS DAN KESIMPULAN Hasil desain yang didapat merupakan struktur coal shelter yang paling optimal dalam menahan beban-beban yang bekerja pada struktur coal shelter tersebut. Terhadap hasil desain yang didapatkan kemudian dilakukan pengecekan kekuatan pada daerah sambungan dengan metode elemen hingga, punching load check, nominal load check dan punching shear check. Dari pengecekan daerah sambungan tersebut didapatkan hasil
bahwa semua syarat keamanan terpenuhi, sehingga daerah sambungan tersebut aman menahan beban-beban yang bekerja.
Sambungan pada struktur coal shelter ini direncanakan dengan menggunakan sambungan las yang dilas secara langsung pada tiap trust profil pipa baja (direct welded connection). Sambungan las harus didesain lebih kuat daripada trust pipa profil baja, untuk menghindari kegagalan (failure) pada sambungan las yang mungkin terjadi seperti brace failure (yielding dan local buckling), weld failure (kegagalan pada sambungan las) dan lamellar tearing.
Selanjutnya juga dilakukan analisa perencanaan sambungan dengan permodelan parameter analisis yang paling berpengaruh meliputi chord plastification model, chord punching shear model dan chord shear model. Dari analisa perhitungan ketiga model tersebut terbukti bahwa sambungan yang direncanakan aman untuk diaplikasikan.
REFERENSI
ASCE-SEI 7-10, Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures. American Society of Civil Engineers.
API RP 2A WSD. (2005), Reccomended Practice for Planning, Designing and Constructing Fixed Offshore Platforms-Working Stress Design, American Petroleum Institute, Washington, D.C.
PPPURG 1987, Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung, Departemen Pekerjaan Umum Republik Indonesia.
SNI 03-1729-2002, Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung, Badan Standarisasi Nasional Indonesia.
SNI 1726-2002, Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung, Badan Standarisasi Nasional Indonesia.
Wardenier, J. (2001), Hollow Sections in Structural Applications, Delft University of Technology Netherlands.
