PERENCANAAN KONSTRUKSI COAL SHELTER BENTANG PANJANG DARI RANGKA BAJA LENGKUNG TERSEGMENTASI
DENGAN CHORD PROFIL I DAN BRACE PROFIL PIPA
Martha Christina NIM 15008032
Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Teknologi Bandung
ABSTRAK
Bangunan coal shelter merupakan bangunan yang berfungsi sebagai tempat untuk menampung tumpukan (stockpile) batubara yang biasa dijumpai di daerah sekitar PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap). Bangunan ini diperlukan untuk melindungi masyarakat dan lingkungan sekitar dari debu yang dihasilkan batubara yang ringan dan mudah pecah. Coal shelter harus dapat menampung batubara dalam jumlah besar dan stacker-reclaimer beserta proses operasionalnya sehingga harus memiliki tinggi minimal 32,525 meter dan bentang tanpa kolom sebesar 197 meter. Dengan mempertimbangkan berbagai kebutuhan yang ada, struktur coal shelter didesain dengan bentuk sistem segmentasi menggunakan profil I sebagai chord dan profil pipa sebagai brace pada struktur atap rangka baja yang memiliki bentuk menyerupai kubah setengah lingkaran yang simetris. Perencanaan ini dilakukan untuk mendapatkan suatu desain konstruksi coal shelter bentang panjang untuk struktur bagian atas dan bawah.
Kata kunci : bored pile, brace, chord, coal shelter, desain, profil I, segmentasi, struktur lengkung bentang panjang
PENDAHULUAN
Untuk menjawab permasalahan dan kebutuhan yang ada, dirancang struktur coal shelter yang terbagi atas struktur atap, kolom, dan pondasi. Struktur atap menggunakan rangka baja tersegmentasi menggunakan profil I sebagai chord dan profil pipa sebagai brace, kolom menggunakan material beton bertulang, dan pondasi dalam menggunakan bored pile.
MATERI DAN METODE
Struktur atap menggunakan material baja BJ-41 dengan fy 250 MPa, kolom menggunakan material beton dengan fc’ 35 MPa dan tulangan baja dengan fy 250 MPa, sedangkan pondasi menggunakan material
beton dengan fc’ 18,2 MPa dan tulangan baja dengan fy 250 MPa.
Perencanaan struktur coal shelter ini dimulai dengan membuat dua model bentuk geometri struktur atap dengan kelengkungan dan tinggi yang berbeda. Model 1 memiliki jari-jari 187,25 m dan tinggi 28 m sedangkan model 2 memiliki jari-jari 171,99 m dan tinggi 31 meter. Model kemudian dianalisis dengan menggunakan SAP2000.
Dari hasil analisis SAP2000 tersebut, dipilih model struktur atap dengan rangka baja yang paling baik memenuhi tiga kriteria, yaitu stress ratio, berat sendiri, dan joint reaction di tumpuan.
Setelah didapatkan model yang paling baik digunakan beserta dimensi-dimensi profil setiap bagiannya, dilakukan perencanaan sambungan. Perencanaan bangunan coal shelter ini menggunakan sambungan las, baut, dan juga angkur. Sambungan las digunakan untuk menghubungkan chord dengan brace sedangkan sambungan baut digunakan untuk sambungan antar segmen chord dan chord dengan baja tumpuan.
Untuk menghubungkan rangka baja dengan kolom beton, digunakan angkur. Untuk sambungan las, perlu dilakukan pengecekan terhadap mode kegagalan yang mungkin terjadi, yaitu brace failure, chord web failure, dan chord shear failure.
Selanjutnya, dilakukan perencanaan kolom beton bertulang dengan menggunakan bantuan software pcaColumn. Kolom berbentuk persegi panjang dimana agar optimal dimensi penampang kolom berubah- ubah sepanjang tinggi kolom 4 meter.
Kolom dibagi atas 2 segmen tulangan.
Perencanaan pondasi bored pile dilakukan dengan bantuan software pcaColumn, Lpile, dan Group.
ANALISIS DAN KESIMPULAN Dari perbandingan ketiga kriteria yang dilakukan antara analisis model 1 dan model 2 untuk struktur atap, didapatkan bahwa model 2 merupakan model yang paling baik.
Model 2 memiliki berat struktur dan juga joint reaction yang lebih kecil dari model 1.
Seluruh sambungan yang menggunakan las aman terhadap mode kegagalan yan mungkin terjadi. Untuk antar segmen chord digunakan 6 buah baut mutu tinggi A-325 ϕ22, untuk chord dengan baja tumpuan digunakan 6 buah baut ϕ29. Untuk perencanaan angkur digunakan 6 buah angkur ϕ29 dengan base plate berdimensi 1100 x 700 x 60 mm.
Dimensi kolom bervariasi dari 1200x800 mm sampai 1400x800 mm. Digunakan tulangan ϕ36 sesuai dengan standar ASTM A615M, 24 tulangan untuk segmen atas dan 36 tulangan untuk segmen bawah.
Pondasi terdiri atas 6 tiang dengan total panjang pondasi 18 m dan diameter 0,8 m.
Jarak as ke as pile adalah sebesar 2,4 meter.
Pile cap berdimensi 4 x 4 x 1 meter.
Digunakan 17 tulangan ϕ32 untuk tiang dan 160 tulangan ϕ36 untuk pile cap.
Model dengan profil I lebih ringan dibanding model dengan profil pipa. Sistem dengan profil I cenderung lebih mudah dilaksanakan dalam hal penyambungan batang-batang. Di sisi lain, profil pipa cenderung lebih stabil dalam mengalami gaya tekan, tarik, dan momen ke segala arah dan memiliki nilai estetika yang lebih tinggi sehingga lebih mudah untuk dimanfaatkan secara arsitektural. Bentuknya yang tertutup juga mengurangi area yang harus dilindungi/
dipelihara dan menambah ketahanannya terhadap korosi.
REFERENSI
ASCE-SEI 7-10, Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures. American Society of Civil Engineers.
PPPURG 1987, Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung, Departemen Pekerjaan Umum Republik Indonesia.
Reese, Lymon C., Wang, Shin Tower, Isenhower, William M., Arrelaga, Jose A. 2006.
Computer Program GROUP Version 7.0.
Ensoft, Inc.
RSNI 03-1726-20xx, Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non-Gedung, Badan Standarisasi Nasional Indonesia.
SNI 03-1729-2002, Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung, Badan Standarisasi Nasional Indonesia.
Wardenier, J. (2001), Hollow Sections in Structural Applications, Delft University of Technology Netherlands.
