STUDI PERBANDINGAN STRUKTUR TOWER BTS TIPE SST KAKI 4, SST KAKI 3, DAN MONOPOLE DENGAN KETINGGIAN 40 M YANG PALING EFISIEN
Oleh:
Sony Arjanggi 3107 100 037
Dosen Pembimbing
Endah Wahyuni, ST, MSc, Ph.D. Ir. Soewardojo, MSc.
TOWER BTS (Base Transmission Station) adalah suatu struktur tower baja yang menjulang ke udara dikarenakan fungsinya untuk menempatkan antenna pada ketinggian tertentu yang dianggap cukup untuk memancarkan sinyal.
1. 2. 3.
Self - Supporting Tower (SST) Guyed Tower Monopole
Menara yang memiliki pola batang yang disusun dan
disambung sehingga membentuk rangka yang berdiri sendiri tanpa adanya sokongan lainnya.(sumargo dkk. 2008)
SST 3 kaki
SST 4 kaki
Menara
yang disokong dengan kabel-kabel yang diangkurkan pada landasan tanah, menara ini juga disusun atas rangka batang sama halnya dengan selfsupporting tower, akan tetapi menara jenis guyed tower memiliki jenis dimensi batang yang lebih kecil dari pada jenis menara self-supporting tower.(sumargo dkk.2008)
Jenis
menara yang hanya terdiri dari satu batang atau satu tiang yang didirikan atau ditancapkan langsung pada tanah. Dari penampangnya menara tipe monopole ini dibagi menjadi dua jenis, yaitu : 1.Cilcular-pole, jenis ini memiliki diameter penampang /panel yang seragam dari bawah sampai atas. 2.Tapered-pole,jenis ini memiliki ukuran diameter penampang yang bervariasi yaitu diameter yang digunakan semakin keatas akan semakin kecil.(sumargo dkk. 2008)
Cilcular - Pole
Tapered - Pole
SST kaki 3
Monopole
SST kaki 4
Pada studi kali ini akan dibandingkan dari ketiga tipe tower tersebut, mana yang paling efisien dilihat dari kriteria:
Bobot Yaitu bobot bahan pembuatan struktur atas yang terdiri dari berat profil siku dan pipa Biaya Yaitu biaya pelaksanaan pembangunan struktur tower
Permasalahan utama : Tipe struktur tower manakah yang paling efisien digunakan untuk mendesain tower BTS pada ketinggian 40m dilihat dari segi bobot dan biaya? Permasalahan detail: * Untuk tipe SST, konfigurasi rangka yang seperti apa yang paling efisien untuk ketinggian ±40m, apakah dengan panel tinggi bracing renggang atau panel rendah bracing rapat? * Batasan ketinggian dan tipe bracing panel seperti apa yang efisien menurut penulis? * Bagaimana mendesain struktur tower dengan peratruan EIA-222F, apa hubungannya dengan AISC ASD?
B Horizontal
A'
Bra
cing
A
g in Br ac an Pl
Bra cin g
Leg
Leg
Diagonal Plan Bracing
Potongan A-A' Plan view B'
Tampak Depan Front view
Potongan B-B' Hip view
* TIA/EIA-222-F
standard : Structural Standard for Steel Antenna Towers and Antenna Supporting Structures.
* ANSI/AISC
360-2010 : Specification for Structural Steel Building
* Lokasi studi : Surabaya * Tinggi tower rencana : 40m * Spesifikasi material : * Mutu baja untuk profil * Mutu baja untuk kelengkapan tower * Ukuran profil minimum
: BJ 37 : BJ 37
Untuk profil siku min siku L 40x40x4 Untuk profil pipa min pipa 1” CHS 34×3.2 * Kecepatan angin rencana adalah basic wind speed fastest mile minimum yang harus mampu ditahan stuktur tower. Nilainya menurut EIA-222-F yaitu 80,46 km/jam atau 22,35 m/dt
Pembebanan pada studi ini mengacu pada peraturan TIA/EIA-222-F standard, dimana bebanbeban yang bekerja pada tower terdiri dari: 1. Beban mati 2. Beban angin, Besar beban angin menurut EIA poin 11.2.1 minimum sebesar 50 mph (22,4 m/dt).
3. Beban hidup, menurut EIA-222-F poin 13.2 adalah 250pound≈120 kg terusat
Untuk kombinasi pembebanan, menurut TIA/EIA-222-F poin 2.3.16 menyebutkan: Combo 1= DL + WL Untuk kombinasi yang disebabkan oleh beban manusia, kombinasinya adalah: Combo 2= DL + LL Keterangan: DL beban mati sturktur dan beban mati tambahan LL beban hidup pekerja dalam pembuatan tower WL adalah beban angin rencana struktur pada 8 arah mata angin (0o, 45o, 90o, 135o, 180o, 225o, 270o, 315o)
Ada 3 variasi konfigurasi bracing untuk SST kaki 4 dan 3 variasi konfigurasi bracing untuk SST kaki 3. Sedangkan untuk tipe monopole tidak ada variasi konfigurasinya karena terbatasnya variasi pada tower monopole. Dasar desain untuk konfigurasi sistem bracing tower: • Konfigurasi 1 (K*.1) didesain dengan konsep tinggi perpanel menengah dan jumlah panel menengah. 40m dibagi menjadi 14 panel • Konfigurasi 2 (K*.2) didesain dengan konsep tinggi perpanel tinggi dengan jumlah panel sedikit (renggang). 40m dibagi menjadi 12 panel • Konfigurasi 3 (K*.3) didesain dengan konsep tinggi perpanel rendah dengan jumlah panel banyak (rapat). 40m dibagi menjadi 16 panel
Gambar Konfigurasi
Config
K4.1
Sket Gambar
Berat (kg)
Sway(˚) Twist(˚) Displc <0.5 <0.5 <0.2
4077.80 0.4458
0.0057
0.1659
K4.2
4446.05
0.4102
0.0007
0.1572
K4.3
4161.17
0.4664
0.0057
0.1686
Dari tabel diketahui tower konfigurasi K4.1 memiliki bobot yang paling ringan dengan bobot 4077,80 kg. Oleh karena itu tower konfigurasi K4.1 yang akan digunakan sebagai wakil struktur tower tipe SST kaki 4
No
1
Gambar
Berat Sway(˚ Twist(˚ Displc (kg) ) <1 ) <1 <0.4
6377.2 0.9964 0.0521 0.3334
Dari tabel diketahui bobot struktur atas tower monopole adalah 6377,2 kg. Tower konfigurasi ini yang akan digunakan sebagai wakil struktur tower tipe monopole.
Config
Dari tabel diketahui tower konfigurasi K3.3 memiliki bobot yang paling ringan dengan bobot 3266,83 kg. Oleh karena itu tower konfigurasi K3.3 yang akan digunakan sebagai wakil struktur tower tipe SST kaki 3
Sket Gambar
Berat (kg)
Sway(˚) Twist(˚) Displc <0.5 <0.5 <0.2
K3.1
3281.80 0.4967
0.0264
0.1775
K3.2
3518.06 0.4927
0.0309
0.1722
K3.3
3266.83 0.4887
0.0264
0.1787
Tipe Tower SST kaki 4 SST kaki 3 Monopole
Berat (kg) 4077.8 3266.8 6377.2
Prosentase perbandingan 125 100 195
Dari tabel didapatkan bahwa tipe struktur SST kaki 3 memiliki bobot struktur atas yang paling ringan. Apabila dibandingkan dengan tipe struktur lainnya: SST kaki 4 25% lebih berat dari SST kaki 3 Monopole 95% lebih berat dari SST kaki 3
Sumber data untuk biaya pelaksanaan pembangunan didapat dari survey wawancara dengan sebuah perusahaan kontraktor pelaksana pembangunan tower yang berlokasi di Sidoarjo.
Biaya pelaksanaan dalam pembangunan struktur tower dipengaruhi oleh 3 aspek. • Pertama durasi pelaksanaan pembangunan. • Kedua jumlah pekerja saat pelaksanaan pembangunan. • Ketiga biaya pada saat erection. • Keempat biaya mobilitas material.
Analisis biaya erection dihitung dengan harga satuan per kg dari struktur atas. Biaya ini dipengaruhi oleh tingkat kesukaran pelaksanaan pembangunan dan sewa alat bantu saat pelaksanaan pembangunan. Biaya erection untuk tower SST adalah Rp 1.700/kg. Biaya erection untuk tower monopole adalah Rp 2.000/kg. Analisis biaya mobilitas material dihitung dengan harga satuan per kg dari struktur atas. Biaya ini salah satunya dipengaruhi dari tingkat kesukaran mobilitas material dan mobilitas alat bantu yang digunakan. Biaya mobilitas untuk tower SST adalah Rp 1.000/kg. Biaya mobilitas untuk tower monopole adalah Rp 1.500/kg.
Tipe Tower
Total berat (kg)
Biaya durasi & pekerja (Rp)
SST kaki 4
4077.8
1,440,000
SST kaki 3
3266.8
Monopole
6377.2
Biaya erection (Rp)
Biaya mobilisasi (Rp)
Total Biaya (Rp)
6,932,260
4,077,800
12,450,060
1,440,000
5,553,560
3,266,800
10,260,360
2,160,000
12,754,400
9,565,800
24,480,200
Harga satuan baja struktural adalah Rp 20.900/kg Biaya Total Biaya Prosentase Pelaksanaan Berat (kg) Biaya (Rp) (Rp) perbandingan (Rp) SST kaki 4 4077.8 85,226,020 12,450,060 97,676,080 124 SST kaki 3 3266.8 68,276,120 10,260,360 78,536,480 100 Monopole 6377.2 133,283,480 24,480,200 157,763,680 201 Tipe Tower
Struktur Atas
Dari tabel didapatkan bahwa total biaya tipe struktur SST kaki 3 adalah yang paling murah. Apabila dibandingkan dengan tipe struktur lainnya: SST kaki 4 24% lebih mahal dari SST kaki 3 Monopole 101% lebih mahal dari SST kaki 3
Struktur tower yang paling efisien digunakan pada ketinggian 40m adalah struktur tower SST kaki 3, hal ini dikarenakan oleh 2 hal diantarnya: 1. Struktur SST kaki 3 memiliki berat struktur atas yang paling ringan, hal ini dikarenakan jumlah face dan leg yang digunakan lebih sedikit dibandingkan SST kaki 4 dan profilnya lebih ringan dibanding monopole. Prosentase perbandingannya adalah SST kaki 4 lebih berat 25% dan Monopole lebih berat 95% dibanding SST kaki 3.
2. Biaya pelaksanaan pembanguna tower SST kaki 3 paling murah dikarenakan volume pekerjaan yang paling kecil, durasi pengerjaan yang singkat dibanding monopole, tidak perlunya menggunakan alat berat mobile crane ketika pelaksanaan, dan mobilitas material yang mudah ke lokasi pembangunan. Prosentase perbandingannya adalah SST kaki 4 lebih mahal 24% dan Monopole lebih mahal 101% dibanding SST kaki 3.
Terima kasih
