BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1.
Tinjauan Tentang Konstruksi Baja
1. Sejarah perkembangan Secara historis, keberadaan menara telekomunikasi sudah ada di Amerika Utara sejak akhir abad ke-19 yang dibangun oleh Prancis di berbagai pelabuhan Amerika dan digunakan untuk layanan telegrap. Sebagai contoh, penemuan layanan telegrap oleh Samuel Morse pada 1844 telah menggunakan tower yang tingginya berkisar 30 kaki dan dibangun di sepanjang jalan yang menghubungkan seluruh negara bagian Amerika. Selanjutnya, penemuan sistem komunikasi tanpa kabel oleh Guglielmo Marconi pada 1899 telah mewarnai penggunaan tower telepon dan telegrap di kota-kota besar Amerika. Awal abad ke-20, pembangunan menara semakin masif berkat penemuan teknologi telepon dan telegrap tanpa kabel untuk layanan komunikasi berbasis frekuensi radio. Namun fenomena ini ditentang masyarakat dengan alasan keberadaan tower-tower yang semakin tinggi dan menjamur tersebut berdampak mengurangi keindahan lingkungan dan menimbulkan gangguan (interferensi) pada siaran radio dan televisi. Sejak itu, pertumbuhan dan ketinggian tower mulai berkurang yang pada
gilirannya
memicu
regulator
untuk
menetapkan
kebijakan
penggunaan tower telekomunikasi secara bersama dengan penampilan yang lebih estetis.
4
2. Perbandingan bentuk penampang serta jenis tower Tower adalah menara yang terbuat dari rangkaian besi atau pipa baik segi empat atau segi tiga, atau hanya berupa pipa panjang (tongkat), yang bertujuan untuk menempatkan antena dan radio pemancar maupun penerima gelombang telekomunikasi dan informasi. Tower BTS (Base Transceiver System) sebagai sarana komunikasi dan informatika, berbeda dengan tower SUTET (Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi) Listrik PLN dalam hal konstruksi, maupun resiko yang ditanggung penduduk di bawahnya. Tower BTS komunikasi dan informatika memiliki derajat keamanan tinggi terhadap manusia dan mahluk hidup di bawahnya, karena memiliki radiasi yang sangat kecil sehingga sangat aman bagi masyarakat di bawah maupun disekitarnya. Tipe Tower jenis ini pada umumnya ada 3 macam: a) Tower dengan 4 kaki. b) Tower segitiga yang dikokohkan dengan tali pancang/spanner. c) Pipa besi yang dikuatkan dengan tali spanner. Tower dengan 4 kaki sangat jarang dijumpai roboh, karena memiliki
kekuatan
tiang
pancang
serta
sudah
dipertimbangkan
konstruksinya. Tipe ini mahal biayanya (650 juta hingga 1 milyar rupiah), namun kuat dan mampu menampung banyak antenna dan radio. Tipe tower ini banyak dipakai oleh perusahaan-perusahaan bisnis komunikasi dan informatika seperti. (Indosat, Telkom dll). Tower Segitiga disarankan untuk memakai besi dengan diameter 2 cm ke atas. Beberapa kejadian robohnya tower jenis ini karena memakai besi dengan diameter di bawah 2 cm. Ketinggian maksimal tower jenis ini
5
yang direkomendasi adalah 60 meter. Ketinggian rata-rata adalah 40 meter. Tower jenis ini disusun atas beberapa stage (potongan). 1 stage ada yang 4 meter namun ada yang 5 meter. Makin pendek stage maka makin kokoh, namun biaya pembuatannya makin tinggi, karena setiap stage membutuhkan tali pancang/spanner. Jarak patok spanner dengan tower minimal 8 meter. Makin panjang makin baik, karena ikatannya makin kokoh, sehingga tali penguat tersebut tidak makin meruncing di tower bagian atas. Tower jenis ketiga lebih cenderung untuk dipakai secara personal. Tinggi tower pipa ini sangat disarankan tidak melebihi 20 meter (lebih dari itu akan melengkung). Teknis penguatannya dengan spanner. Kekuatan pipa sangat bertumpu pada spanner. Tower ini bisa dibangun pada areal yang dekat dengan pusat transmisi/ NOC = Network Operation Systems (maksimal 2 km), dan tidak memiliki angin kencang, serta benar-benar diproyeksikan dalam rangka emergency biaya. 2.2.
Beban-beban pada struktur
Di Indonesia, peraturan perencanaan untuk bangunan gedung memberikan berbagai spesifikasi beban rencana minimum yang harus digunakan di dalam perencanaan bangunan sehingga keselamatan publik dapat dijamin pada suatu tingkat keamanan tertentu. Ada tiga jenis beban dalam keadaan statik yang bekerja pada struktur yaitu beban mati, beban hidup dan beban kejut. Sedangkan dampak lingkungan akan memberikan beban berupa angin, hujan, gempa bumi,perubahan temperatur, penurunan pondasi, kesalahan pemasangan, toleransi konstruksi, tekanan tanah serta tekanan hidrostatik yang dikonversikan menjadi beban-beban statik ekivalen yang bekerja pada struktur sebagai beban hidup, beban ini sering disebut sebagai beban sementara. 6
1. Beban mati Beban mati adalah beban yang tidak dapat berpindah-pindah sepanjang masa dan melekat pada struktur yang mendukungnya. Beban ini sering disebut sebagai beban beban permanen atau beban sendiri. Beban tetap pada menara adalah antena sektor, parabola pemancar, kabel, bordes, tangga, peralatan pendukung penangkal petir dan lampu peringatan untuk kepentingan aviasi. Beberapa nilai berat parabola pemancar adalah 250kg, 425kg, 545kg, dan 650kg dengan diameter bervariasi antara 1,2meter, 1,8meter, 2,4meter, 3meter. Untuk bordes (platform) adalah 150kg dan 200kg sedangkan untuk antena sektor adalah 30kg dan 96,5kg.
2. Beban hidup Beban-beban gavitasi yang berubah pada waktu-waktu tertentu baik besarnya ataupun tempatnya disebut sebagai beban hidup. Dalam pembangunan struktur tower untuk beban hidup diperhitungkan dari berat pekerja dan peralatannya, biasanya diambil angka 100kg tiap kaki menara.
3. Beban angin Beban angin adalah semua beban yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara. Beban angin berbentuk tekanan (pressure) pada permukaan bangunan bagian luarnya. Tekanan ini dapat berupa tekanan tekan, tekanan hisap, sesuai dengan arah angin yang bertiup. Pada beban angin yang perlu diketahui adalah kecepatannya. Kecepatan angin bergantung pada keterbukaan area dan ketinggian dari permukaan bumi. a. Menurut PPURG, SKBI-1.3.53.1987,UDC: 624.042: tekanan angin menurut pedoman perencanaan pembebanan untuk rumah dan gedung W=
atau W> 40
Dimana: W= tekanan angin rencana (
sejauh 2km dari garis pantai. ).
b. Menurut standard EIA/TIA, beban angin pada struktur menara.
7
Metode perhitungan beban angin pada struktur menara adalah sebagai berikut: F = qz . GH . CF . AE dan tidak boleh melebihi 2qz . GH . AE Dimana: F
= gaya angin horizontal
qz
= tekanan angin dasar...(PMI 1970)
GH
= gust response factor = 0.65 + 0.60/(h/10)~(1.00
CF
= koefisien kekuatan stuktur = 3.4
- 4.7 e + 34 (penampang segitiga konfigurasi
menara) AE
= luas proyeksi efektif dari komponen structural pada satu nuka (luas bagian yang terkena angin), = DF . AF + DR .AR .RR
AG
= luas kotor dari satu sisi menara (luas total profil),
AF
= luasan terproyeksi dari komponen struktur datar pada satu muka dari penampang,
AR
= luas terproyeksi dari komponen structural pada satu muka dari satu penampang,
V
= kecepatan dasar angin, m/s
Z
= ketinggian diatas tanah sampai titik tengah dari penampang yang ditinjau, m
h
= tinggi total struktur, m
Kz
= koefisien keterbukaan struktur
E
= rasio kepadatan (AF/AG)
RR
= faktor reduksi untuk komponen stuktural bundar = 0.51
DR
+ 0.57
= faktor arah angin untuk komponen datar = 1.00→penampang segitiga dan arah angin normal = 0.8→penampang segitiga dan arah angin
8
4. Kombinasi beban Berikut adalah kombinasi beban dari section A4 AISC specification, 1999: 1) 1,4DL 2) 1,2DL + 1,6LL 3) 1,2DL + 1,6WL + 0,5LL 4) 0,9DL + 1,6WL
Dimana: DL = beban mati LL = beban hidup WL = beban angin 2.3.
Pemilihan profil baja Mutu baja yang digunakan BJ.37, besarnya tegangan untuk macam-macam jenis baja terdapat pada tabel TABEL 2.1: MUTU BAJA MENURUT PPBBI-1983 Macam baja
Tegangan leleh
Tegangan dasar
BJ
Kg/cm2
Mpa
Kg/cm2
Mpa
34
2100
210
1400
140
39
2400
240
1600
160
41
2500
250
1666
166,6
44
2800
280
1867
186,7
50
2900
290
1933
193,3
42
3600
360
2400
240
Mpa
= mega pascal satuan – sistem internasional
1 Mpa = 10 Kg/cm2 Konstanta yang dipakai untuk baja bangunan sebagai berikut : 9
Modulus elastis baja (E) 1. Menurut PPBBI 1993 = E = 2,1.105 Mpa 2. Menurut AISC = E = 2,03.105 Mpa Modulus gelincir = G = 0,81.106 Mpa Angka perbandingan Poisson = μ = 0.3 Koefisien pemuian linier = 12.106 per C 2.4.
Desain struktur Pemilihan profil diketemukan gaya batang yang menentukan besar gaya tarik atau gaya tekan dari SAP 2000.
1. Batang tekan Batang tekan harus direncanakan sedemikian rupa sehingga terjamin stabilitasnya (tidak ada bahaya tekuk), Syarat : ∝ < 200 , σ < σ d
2. Batang tarik
Batang tarik merupakan elemen yang paling sederhana perencanaannya dibandingkan dengan batang tekan. Sebab pada umumnya akibat beban sentris tegangan merata pada penampang (σ) =N/A, ∝ < 240 , σ < σ d
3. Perhitungan sambungan
Untuk menentukan sambungan terlebih dahulu harus direncanakan sesuai dengan beban yang bekerja pada batang yang disambung. Dalam merencanakan momen yang bekerja pada batang harus dipikul oleh sambungan, Sambungan dengan baut hitam. Dalam konstruksi baja biasanya dipergunakan yang disebut bautbaut hitam. Dalam penelitian ini kami menggunakan baut hitam sebagai alat penyambung. Diameter baut (d) = a mm Tebal pelat (t)
= b mm
Jika t < 0.785 d, maka tumpu menentukan
10
kekuatan satu baut = t . d . 0,5 . 2 . σ d Tegangan ijin geser ( τ d ) = ( 0,6 . σ d ) Kekuatan 1 baut untuk geser tampang tunggal = (1/4 . Kekuatan 1 baut untuk geser tampang ganda 2.5.
= ( 2.1/4.
. d2 ) . ( τ d) .d2 ) . ( τ d )
Toleransi disain Dalam pembangunan tower baja diijinkan kesalahan pemasangan profil
dengan catatan: 1.
Akibat goyangan dan puntir kesalahan harus ≤ 0,50
2.
Akibat geser = H/2000 ( H= Tinggi tower )
11
