STUDI PERBANDINGAN STRUKTUR TOWER BTS TIPE MONOPOLE, SST … · studi perbandingan struktur tower bts tipe sst kaki 4, sst kaki 3, dan monopole dengan ketinggian 40 m yang paling

STUDI PERBANDINGAN STRUKTUR TOWER BTS TIPE SST KAKI 4, SST KAKI 3, DAN MONOPOLE DENGAN KETINGGIAN 40 M

YANG PALING EFISIEN

Sony Arjanggi3107 100 037

Oleh:

Dosen Pembimbing

Endah Wahyuni, ST, MSc, Ph.D.Ir. Soewardojo, MSc.

TOWER BTS (Base Transmission Station) adalahsuatu struktur tower baja yang menjulang ke udaradikarenakan fungsinya untuk menempatkanantenna pada ketinggian tertentu yang dianggapcukup untuk memancarkan sinyal.

1. Self - Supporting Tower (SST)

2. Guyed Tower

3. Monopole

Menara yang memiliki pola batang yang disusun dandisambung sehingga membentuk rangka yang berdirisendiri tanpa adanya sokongan lainnya.(sumargo dkk.2008)

SST 3 kaki SST 4 kaki

Menara yang disokong dengan kabel-kabel yangdiangkurkan pada landasan tanah, menara ini jugadisusun atas rangka batang sama halnya dengan self-supporting tower, akan tetapi menara jenis guyed towermemiliki jenis dimensi batang yang lebih kecil dari padajenis menara self-supporting tower.(sumargo dkk.2008)

Jenis menara yang hanya terdiri dari satu batang atau satu tiang yangdidirikan atau ditancapkan langsung pada tanah. Dari penampangnya menaratipe monopole ini dibagi menjadi dua jenis, yaitu :1.Cilcular-pole, jenis ini memiliki diameter penampang /panel yang seragamdari bawah sampai atas.2.Tapered-pole,jenis ini memiliki ukuran diameter penampang yangbervariasi yaitu diameter yang digunakan semakin keatas akan semakinkecil.(sumargo dkk. 2008)

Cilcular - Pole Tapered - Pole

SST kaki 3

SST kaki 4

Monopole

Pada studi kali ini akan dibandingkan dari ketiga tipe tower tersebut, mana yang paling efisien dilihat dari kriteria:

BobotYaitu bobot bahan pembuatan struktur atasyang terdiri dari berat profil siku dan pipa

BiayaYaitu biaya pelaksanaan pembangunan

struktur tower

Permasalahan utama :Tipe struktur tower manakah yang paling efisien digunakan untukmendesain tower BTS pada ketinggian 40m dilihat dari segi bobotdan biaya?

Permasalahan detail:* Untuk tipe SST, konfigurasi rangka yang seperti apa yang paling

efisien untuk ketinggian ±40m, apakah dengan panel tinggibracing 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-222-F, apa hubungannya dengan AISC ASD?

Tampak DepanFront view

Leg

Brac

ing

Horizontal

Leg

A A'B

B'

Potongan A-A'Plan view

Plan B

racing

Diagonal Plan Bracing

Potongan B-B'Hip view

Brac

ing

*TIA/EIA-222-F standard : Structural Standard forSteel Antenna Towers and Antenna SupportingStructures.

*ANSI/AISC 360-2010 : Specification for StructuralSteel Building

*Lokasi studi : Surabaya*Tinggi tower rencana : 40m*Spesifikasi material :*Mutu baja untuk profil : BJ 37*Mutu baja untuk kelengkapan tower : BJ 37*Ukuran profil minimum

Untuk profil siku min siku L 40x40x4Untuk profil pipa min pipa 1” CHS 34×3.2

*Kecepatan angin rencana adalah basic wind speed fastest mile minimum yang harus mampu ditahanstuktur tower. Nilainya menurut EIA-222-F yaitu 80,46 km/jam atau 22,35 m/dt

Pembebanan pada studi ini mengacu padaperaturan TIA/EIA-222-F standard, dimana beban-beban yang bekerja pada tower terdiri dari:

1. Beban mati

3. Beban hidup, menurut EIA-222-F poin13.2 adalah 250pound≈120 kg terusat

2. Beban angin, Besar beban angin menurut EIApoin 11.2.1 minimum sebesar 50 mph (22,4m/dt).

Untuk kombinasi pembebanan, menurut TIA/EIA-222-F poin 2.3.16 menyebutkan:

Combo 1= DL + WLUntuk kombinasi yang disebabkan oleh beban manusia, kombinasinya adalah:

Combo 2= DL + LLKeterangan:DL beban mati sturktur dan beban mati tambahanLL beban hidup pekerja dalam pembuatan towerWL 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 variasikonfigurasi bracing untuk SST kaki 3. Sedangkan untuk tipemonopole tidak ada variasi konfigurasinya karena terbatasnyavariasi 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 perpaneltinggi dengan jumlah panel sedikit (renggang).40m dibagi menjadi 12 panel

• Konfigurasi 3 (K*.3) didesain dengan konsep tinggi perpanelrendah dengan jumlah panel banyak (rapat).40m dibagi menjadi 16 panel

GambarKonfigurasi

Config Sket Gambar Berat (kg)

Sway(˚) <0.5

Twist(˚) <0.5

Displc <0.2

K4.1 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 towerkonfigurasi K4.1 memiliki bobotyang paling ringan dengan bobot4077,80 kg. Oleh karena itutower konfigurasi K4.1 yang akandigunakan sebagai wakilstruktur tower tipe SST kaki 4

Dari tabel diketahui bobotstruktur atas tower monopoleadalah 6377,2 kg. Towerkonfigurasi ini yang akandigunakan sebagai wakilstruktur tower tipe monopole.

No GambarBerat (kg)

Sway(˚) <1

Twist(˚) <1

Displc <0.4

1 6377.2 0.9964 0.0521 0.3334

Dari tabel diketahui tower konfigurasi K3.3 memilikibobot yang paling ringandengan bobot 3266,83 kg. Oleh karena itu tower konfigurasi K3.3 yang akandigunakan sebagai wakilstruktur tower tipe SST kaki 3

Config Sket Gambar Berat (kg)

Sway(˚) <0.5

Twist(˚) <0.5

Displc <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

Dari tabel didapatkan bahwa tipe struktur SST kaki 3 memiliki bobot struktur atas yang paling ringan. Apabiladibandingkan dengan tipe struktur lainnya:SST kaki 4 25% lebih berat dari SST kaki 3Monopole 95% lebih berat dari SST kaki 3

Tipe Tower

Berat (kg)

Prosentase perbandingan

SST kaki 4 4077.8 125SST kaki 3 3266.8 100Monopole 6377.2 195

Sumber data untuk biaya pelaksanaan pembangunandidapat dari survey wawancara dengan sebuahperusahaan kontraktor pelaksana pembangunan toweryang berlokasi di Sidoarjo.

Biaya pelaksanaan dalam pembangunanstruktur 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 perkg dari struktur atas. Biaya ini dipengaruhi oleh tingkatkesukaran pelaksanaan pembangunan dan sewa alatbantu saat pelaksanaan pembangunan. Biaya erectionuntuk tower SST adalah Rp 1.700/kg. Biaya erectionuntuk tower monopole adalah Rp 2.000/kg.

Analisis biaya mobilitas material dihitung dengan hargasatuan per kg dari struktur atas. Biaya ini salah satunyadipengaruhi dari tingkat kesukaran mobilitas materialdan mobilitas alat bantu yang digunakan. Biayamobilitas untuk tower SST adalah Rp 1.000/kg. Biayamobilitas untuk tower monopole adalah Rp 1.500/kg.

Tipe Tower

Total berat (kg)

Biaya durasi & pekerja

(Rp)

Biaya erection

(Rp)

Biaya mobilisasi

(Rp)

Total Biaya (Rp)

SST kaki 4 4077.8 1,440,000 6,932,260 4,077,800 12,450,060 SST kaki 3 3266.8 1,440,000 5,553,560 3,266,800 10,260,360 Monopole 6377.2 2,160,000 12,754,400 9,565,800 24,480,200

Harga satuan baja struktural adalah Rp 20.900/kg

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

Prosentase perbandingan

Tipe Tower

Total Biaya (Rp)

Struktur Atas Biaya Pelaksanaan

(Rp)Biaya (Rp)Berat (kg)

Dari tabel didapatkan bahwa total biaya tipe strukturSST kaki 3 adalah yang paling murah. Apabiladibandingkan dengan tipe struktur lainnya:

SST kaki 4 24% lebih mahal dari SST kaki 3Monopole 101% lebih mahal dari SST kaki 3

Struktur tower yang paling efisiendigunakan pada ketinggian 40m adalahstruktur tower SST kaki 3, hal inidikarenakan oleh 2 hal diantarnya:

1. Struktur SST kaki 3 memiliki beratstruktur atas yang paling ringan, halini dikarenakan jumlah face dan legyang digunakan lebih sedikitdibandingkan SST kaki 4 dan profilnyalebih ringan dibanding monopole.Prosentase perbandingannya adalahSST kaki 4 lebih berat 25% danMonopole lebih berat 95% dibandingSST kaki 3.

2. Biaya pelaksanaan pembanguna tower SSTkaki 3 paling murah dikarenakan volumepekerjaan yang paling kecil, durasipengerjaan yang singkat dibandingmonopole, tidak perlunya menggunakanalat berat mobile crane ketikapelaksanaan, dan mobilitas material yangmudah ke lokasi pembangunan.Prosentase perbandingannya adalah SSTkaki 4 lebih mahal 24% dan Monopolelebih mahal 101% dibanding SST kaki 3.

Terima kasih