DESAIN TOWER BASE TRANSCEIVER STATION KAKI 4 DENGAN TINGGI 42 M MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK
TOWER BASE TRANSCEIVER STATION DESIGN OF 4 FEET WITH HEIGHT 42 M USING SOFTWARE
Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Program Studi Konsruksi Gedung Di Jurusan Teknik Sipil
Oleh : DESTYANTO PRIYO PRAKOSO SATRIYA ZHYLLULLAH
NIM. 091111008 NIM. 091111027
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012
DESAIN TOWER BASE TRANSCEIVER STATION
KAKI 4 DENGAN TINGGI 42 M
MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK Destyanto Priyo Prakoso, Satriya Zhyllullah, A. Zulpanani.ST.,MT
Politeknik Negeri Bandung,
[email protected]
ABSTRAK Meningkatnya kebutuhan teknologi informasi dan komunikasi contohnya penggunaan jaringan telepon seluler ataupun jaringan komunikasi lainnya menjadi penyebab pembangunan tower - tower BTS (Base Transceiver Station) di perkotaan dan perdesaan semakin meningkat. Untuk menunjang jaringan telekomunikasi yang baik diperlukan sebuah dukungan yang baik pula dari towernya. Studi tugas akhir ini merencanakan sebuah tower BTS 42 m dengan ingin mendapatkan output berupa desain tower yang aman baik dari rasio kapasitas, displacement, twist/sway, dan reaksi perletakannnya. Untuk mendapatkan dimensi struktur dari tower BTS yang aman,kami melakukkan analisis struktur tower menggunakan
program
software Microsoft Tower dan untuk
kontrol perhitungan batang tarik dan batang tekan pada struktur, kami menggunakan LRFD Design dan SNI 03-1729-2002. Beban pada struktur tower ini terdiri dari beban mati, beban angin , berat antenna dan berat perangkat lainnya yang ada pada struktur. Beban angin dihitung berdasarkan peraturan
standar yang biasa digunakan yaitu
TIA/EIA-222-F. Dari hasil analisis perhitungan yang dilakukan, diperoleh beberapa output dari struktur. Dalam hal ini didapat rasio kapasitas sebesar 0,8, displacement yang terbesar didapat yaitu 0,135, twist/sway adalah 0,313 dan berat struktur didapatkan sebesar 8064,1 Kg. Kata kunci : tower, BTS, SST, displacement, twist/sway
ABSTRACT
The increasing demand of information technology and communication for example the use of mobile phone networks and other communications causes development Base
transceiver Station tower’s
in cities and urban increases. For supporting a good
telecommunication network, it is required a good capability from the tower. This final project plans a BTS tower height of 42 m to obtain output of tower design with a safe capacity of ratios, good displacement, twist / sway, and reaction. To get the dimension of safe structure tower BTS, we analyze the tower structure used microsoft software program and to control the tower calculation in tension and stress forces using LRFD
design and SNI 03-1729-2002.Load on this tower stucture consisting of death load, wind
load ,weight of antenna and weight of other devices that exist in the structure. Wind Load calculated based on the standard commonly used the TIA / EIS-222-F. From calculation analyze get some output of the structure. In this case we got the capacity ratio is 0,8, the displacement is 0,135, the twist/sway is 0,313 and weight of the structure obtained 8064,1 kg.
Keywords : tower, BTS, SST, displacement, twist/sway
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah
memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
Laporan Tugas Akhir ini. Laporan Tugas Akhir ini dibuat untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Program Konstruksi Gedung,
Jurusan Teknik Sipil, Politeknik Negeri Bandung.
Adapun Judul Tugas Akhir yang kami susun adalah “Desain Tower Base
Transceiver Stasion Kaki 4 Dengan Tinggi 42 m Menggunakan Perangkat Lunak”. Kami menyadari dalam penulisan dan penyusunan Tugas Akhir ini mendapat beberapa halangan, namun semua dapat diatasi. Penyelesaian tugas akhir ini tidak terlepas dari peranan dan bantuan dari berbagai pihak, oleh karenanya itu penulis ucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Ir. Taufik Hamzah, MSA.,MBA selaku ketua Jurusan Teknik Sipil 2. Ibu Lilian Diasti DW, SST.,MT selaku ketua Program Studi Konstruksi Gedung 3. Bapak Ahmad Zulpanani. ST., MT sebagai pembimbing utama yang telah membimbing dan memberikan semangat kepada kami dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 4. Bapak Heri Kasyanto. ST.,M.Eng selaku koordinator tugas akhir yang terus memberi semangat kepada kami agar dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik dan tepat waktu. 5. Bapak Syahril, BSCE.,MT dan Ibu Rahmita Sari Rafdinal, SST.,M.Eng selaku dosen penguji. 6. Ibu Fisca Igustiany. SST., MT yang telah membantu mengenai perhitungan manual struktur baja pada tugas akhir ini. 7. Kedua orang tua yang selalu memberikan kasih saying dan perhatiannya. 8. Seluruh Staf Dosen Jurusan Teknik Sipil yang selama ini telah memberikan ilmu pengetahuan dan keterampilan.
9. Rekan-rekan Jurusan Teknik Sipil, khususnya angkatan 2009 kelas KG 3A dan angkatan 2009 pada umumnya yang selalu memberikan bantuan dan
dorongan kepada kami.
Semua pihak yang telah membantu selama pembuatan tugas akhir ini. 10.
Semoga amal baiknya mendapat imbalan yang berlipat ganda dari Allah
SWT.
Kami berharap semoga Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat,
khususnya bagi penulis dan umumnya bagi pembaca. Semoga Tugas Akhir ini bisa dijadikan bahan pembelajaran ataupun acuan bagi semua pihak yang ingin
mengetahui tentang Desain Konstruksi Tower Baja. Kami menyadari bahwa laporan yang dibuat ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu kritik dan saran menjadi hal yang sangat diharapkan oleh kami.
Bandung, Juli 2012
Tim Penyusun
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL
LEMBAR PENGESAHAN LEMBAR PERSEMBAHAN
ABSTRAK ...................................................................................................... ix
KATA PENGANTAR .................................................................................... xi DAFTAR ISI ................................................................................................... xiii DAFTAR TABEL........................................................................................... xvi DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xvii DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xix DAFTAR ISTILAH ....................................................................................... xxi DAFTAR NOTASI ......................................................................................... xxii
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................ 1 1.1 Latar Belakang ............................................................................ 1 1.2 Tujuan ......................................................................................... 2 1.3 Ruang Lingkup ........................................................................... 2 1.4 Sistematika Penulisan ................................................................. 3 BAB II STUDI PUSTAKA ........................................................................... 4 2.1 Jenis Tower BTS ......................................................................... 4 2.1.1 Self Supporting Tower Kaki 4 ............................................. 4 2.1.2 Self Supporting Tower Kaki 3 ............................................. 5
2.1.3 Monopole ............................................................................. 6
2.1.4 Guyed Tower ........................................................................ 6
2.1.5 Tower Kamuflase ................................................................. 7
2.2 Jenis Antenna .............................................................................. 8 2.2.1 Antenna Microwave ............................................................. 8
2.2.2 Antenna Grid ....................................................................... 9
2.2.3 Antenna Sectoral.................................................................. 9
2.3 Microsoft Tower ......................................................................... 10
2.4 LRFD Desain .............................................................................. 13 2.4.1 Faktor Beban ........................................................................ 14 2.4.2 Kelebihan LRFD .................................................................. 15 2.4.3 Batang Tarik ........................................................................ 15 2.4.4 Batang Tekan ....................................................................... 17 2.4.5 Pelat Buhul........................................................................... 18 2.4.6 Pelat Landasan ..................................................................... 18 2.4.7 Baut ...................................................................................... 20 2.4.8 Las........................................................................................ 22
BAB III METODOLOGI PELAKSANAAN .............................................. 28 3.1 Metode dan Rencana Penyelesaian Masalah .............................. 28 3.2 Penggambaran Bentuk Tower ..................................................... 30 3.3 Penentuan Profil .......................................................................... 31 3.4 Input Beban ................................................................................. 33 3.5 Pengecekan Hasil Input dan Toleransi Desain............................ 38 3.6 Perhitungan Jumlah Baut ............................................................ 39 3.7 Perhitungan Batang Tarik dan Tekan ......................................... 39 3.8 Perhitungan Jumlah Angkur dan Pelat Landasan ....................... 39 3.9 Perhitungan Panjang Pengelasan ................................................ 40
BAB IV ANALISA STRUKTUR .................................................................. 41 4.1 Analisa Tower SST 42 m ............................................................ 41
4.1.1 Geometri Tower SST 42 m .................................................... 41
4.1.2 Beban-Beban Pada Tower...................................................... 45
4.2 Output Ms.Tower ........................................................................ 47
4.2.1 Kapasitas Rasio ...................................................................... 48 4.2.2 Displacement .......................................................................... 49
4.2.3 Twist/Sway.............................................................................. 51
4.2.4 Mode Shape Gempa ............................................................... 52
4.3 Perhitungan Manual .................................................................... 53
4.3.1 Analisa Sambungan Baut ....................................................... 53 4.3.2 Kontrol Batang Tekan dan Batang Tarik ............................... 59 4.3.3 Perhitungan Dimensi Pelat Landasan..................................... 65 4.3.4 Perhitungan Angkur ............................................................... 67 4.3.5 Pengelasan Kaki Tower.......................................................... 69 4.4 Kebutuhan Bahan Tower SST 42m ............................................ 71
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................ 73 5.1 Kesimpulan .................................................................................. 73 5.2 Saran ............................................................................................ 75 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 76 LAMPIRAN 1 LAMPIRAN 2 LAMPIRAN 3
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Contoh Data Antenna .................................................................. 10
Tabel 2.2
Ukuran Minimumn Las Sudut ..................................................... 25
Tabel 3.1
Koefisien ζ ................................................................................... 39
Tabel 4.1
Panel dan Ukuran Profil .............................................................. 42
Tabel 4.2
Jenis Antenna,Kabel dan Tangga ................................................ 46
Tabel 4.3
Nilai Respon Spektra .................................................................. 47
Tabel 4.4
Output Kapasitas Rasio ............................................................... 48
Tabel 4.5
Output Displacement ................................................................... 49
Tabel 4.6
Output Twist/Sway ....................................................................... 51
Tabel 4.7
Output Gempa ............................................................................. 52
Tabel 4.8
Hasil Perhitungan Kebutuhan Baut Panel 19 .............................. 54
Tabel 4.9
Hasil Perhitungan Kebutuhan Baut Panel 11 .............................. 56
Tabel 4.10
Hasil Perhitungan Kebutuhan Baut Panel 2 ................................ 58
Tabel 4.11
Hasil Perhitungan Kebutuhan Baut Plan 20 ................................ 59
Tabel 4.12
Reaksi Terbesar Pada Tower ....................................................... 67
Tabel 4.13
Kebutuhan Profil ......................................................................... 71
Tabel 4.14
Kebutuhan Baut ........................................................................... 72
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Tower SST 4 Kaki ...................................................................... 4
Gambar 2.2
Tower SST 3 Kaki ....................................................................... 5
Gambar 2.3
Tower Monopole ......................................................................... 6
Gambar 2.4
Guyed Tower ............................................................................... 7
Gambar 2.5
Tower Kamuflase ........................................................................ 7
Gambar 2.6
Microwave ................................................................................... 8
Gambar 2.7
Antenna Grid ............................................................................... 9
Gambar 2.8
Antenna Sectoral ......................................................................... 9
Gambar 2.9
Ms.Tower V6 ............................................................................... 11
Gambar 2.10 Geometri Tower pada Ms.Tower ................................................ 12 Gambar 2.11 Pelat Landasan ............................................................................. 19 Gambar 2.12 Transisi Ketebalan Las Tumpul .................................................. 24 Gambar 2.13 Ukuran Las Sudut ........................................................................ 25
Gambar 3.1
Bagan Alir ................................................................................... 29
Gambar 3.2
Face Panel ................................................................................... 30
Gambar 3.3
Plan Bracing................................................................................ 30
Gambar 3.4
Input Face Panel dan Plan .......................................................... 31
Gambar 3.5
Nama-Nama Bagian Tower ......................................................... 32
Gambar 3.6
Library File Profil ....................................................................... 32
Gambar 3.7
Input Tower Loading File ........................................................... 34
Gambar 3.8
Library File Antena ..................................................................... 35
Gambar 3.9
Wilayah Gempa Indonesia .......................................................... 36
Gambar 3.10 Respons Spektrum Gempa Rencana Wilayah Gempa ................. 37 Gambar 4.1
Face Tower SST 42m .................................................................. 41
Gambar 4.2
PlanTower SST 42 m .................................................................. 41
Gambar 4.3
Grafik Respone Spectrum ............................................................ 47
Gambar 4.4
Kapasitas Rasio pada Tower ....................................................... 49
Gambar 4.5
Displacement Shape .................................................................... 50
Gambar 4.6
Pergerakan Tower Akibat Gempa ............................................... 52
Gambar 4.7
Dimensi Base Plate ..................................................................... 67
Gambar 4.8
Dimensi Panjang Angkur ............................................................ 69
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1
1.1 Form Kesediaan Dosen Pembimbing 1.2 Form Asistensi Tugas Akhir 1.3 Lembar Revisi
LAMPIRAN 2 2.1 Ouput Ms. Tower : Rasio 2.2 Ouput Ms. Tower : Ancillary Rotations 2.3 Ouput Ms. Tower : Displacement 2.4 Ouput Ms. Tower : Periode 2.5 Ouput Ms. Tower : Reaction
LAMPIRAN 3 3.1 Plan Tower BTS SST 42 m 3.2 Tower BTS SST 42 m : Segment 01 3.3 Tower BTS SST 42 m : Segment 02 3.4 Tower BTS SST 42 m : Segment 03 3.5 Tower BTS SST 42 m : Segment 04 3.6 Tower BTS SST 42 m : Segment 05 3.7 Tower BTS SST 42 m : Segment 06
3.8 Tower BTS SST 42 m : Segment 07 3.9 Tower BTS SST 42 m : Segment 08 3.10 Tower BTS SST 42 m : Section 1
3.11 Tower BTS SST 42 m : Section 2 3.12 Tower BTS SST 42 m : Section 3
3.13 Tower BTS SST 42 m : Section 4, Section 5
3.14 Tower BTS SST 42 m : Section 6, Section 7, Section 8 3.15 Tower BTS SST 42 m : Section 9, Section 10, Section 11 3.16 Tower BTS SST 42 m : Section 12, Section 13, Section 14 3.17 Tower BTS SST 42 m : Section 15, Section 16, Section 17 3.18 Tower BTS SST 42 m : Section 18, Section 19, Section 20 3.19 Tower BTS SST 42 m : Section Template
DAFTAR ISTILAH
Ancillaries
= file yang berisikan data-data perangkat tower di
Library
BOQ
= Bill of Quantity
BSC
= Base Station Controller
BTS
= Base Transceiver Station
Buckling
= tekuk
Collapse
= perancangan keruntuhan
Displacement
= perpindahan
Greenfield
= tower yang berdiri langsung di atas permukaan tanah
Grid/Sectoral
= jenis antenna yang berbentuk persegi panjang
Guyed Tower
= tower yang disokong dengan kabel-kabel yang
Ms. Tower
diangkurkan pada landasan tanah Limit state
= kondisi batas
Microwave
= jenis antenna yang berbentuk bulat
Monopole
= nama lain dari Pole ,tower yang berbentuk lingkaran dengan satu kaki
Pole
= tower yang berbentuk lingkaran dengan satu kaki
Rectangular
= tower yang berbentuk segi empat dengan empat kaki
Rooftop
= tower yang berdiri diatas sebuah gedung atau tidak berdiri diatas permukaan tanah
Serviceability
= batas layan
SST
= Self Supporting Tower
Strength limit
= kondisi kekuatan batas
Triangle
= tower yang berbentuk segitiga dengan tiga kaki
UDP
= dengan metode penggambaran panel agar sesuai dengan bentuk yang di inginkan
DAFTAR NOTASI
Ab = luas bruto penampang baut pada daerah tak berulir
= luas penampang efektif
= luas penampang bruto, mm2
= luas netto
D = adalah beban mati yang diakibatkan oleh berat kostruksi permanen,
termasuk dinding, lantai, atap, plafon, partisi tetap, tangga, dan peralatan layan tetap. db = diameter baut pada daerah tak berulir E
=
adalah beban gempa yang ditentukan menurut SNI 03-1726-2002 atau penggantinya.
E =
modulus elastisitas, Mpa
= tekuk inelastik =
kuat tarik, Mpa
=
kuat leleh, Mpa
fub = kuat tarik baut (MPa) H = adalah beban hujan, tidak termasuk yang diakibatkan genangan air. = panjang efektif L = adalah beban hidup dari pengguna gedung dan beban bergerak didalamnya, termasuk kejut, tetapi tidak termasuk beban lingkungan seperti angin, air hujan, dll. =
panjang unsur struktur, mm
=
adalah beban hidup atap yang ditimbulkan selama perawatan oleh pekerja, peralatan, dan material, atau selama penggunaan biasa oleh
orang dan benda bergerak.
m =
jumlah bidang geser
Q = beban layan i = jari-jari girasi, mm
Rnw = tahanan nominal per satuan panjang las
Ru = terfaktor persatuan panjang las tp
= tebal pelat
U = adalah menyatakan beban ultimate W = adalah beban angin. y =
0,9 adalah faktor tahanan saat leleh
= parameter kelangsingan = Φ =
faktor keamanan faktor tahanan
DAFTAR PUSTAKA
Badan Standarisasi Nasional, “Tata Cara Perencanaan Struktur Baja Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-1729-2002”, Bandung, 2000
Badan Standarisasi Nasional, “Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa
Untuk Bangunan Gedung, SNI 03-1726-2003”, Bandung, 2003
King_kong.2011”Jenis-Jenis BTS” 21 November http://kongalwin.blogspot.com/2011/11/jenis-jenis-towerbts.html.22Februari2012 Rezakahar.2010.”Mengenal 2 buah macam antenna menara BTS”18 Juli http://rezakahar.wordpress.com/teknik-telekomunikasi/telecomnunicationfor-dummies/mengenal -2-buah-macam-antenna-di-towermenarabts/18Juli.22Februari2012 Seno, Haryo Adjie Nogo.2007”Aspek Keamanan Menara BTS”07 Januari. http://www.kuliselular.com/2008/05/aspek-keamanan-menarabts.html.21Februari2012 Setiawan, Agus.”Perencanaan Struktur Baja Dengan Metoda LRFD”,Erlangga, Jakarta, 2008. Trianda, Dedy.2011”Buku Panduan Desain Tower menggunakan Ms Tower6”
[email protected]
