ANALISA PERHITUNGAN KEKUATAN TIANG PAPAN REKLAME DI SEMARANG

Transkripsi

1 ANALISA PERHITUNGAN KEKUATAN TIANG PAPAN REKLAME DI SEMARANG *Achmad Ridwan Hakiki, Ahmad Khoirul Adib, Amar Makruf, Fadely Paddiyatu, Norman Iskandar, dan *Rifky Ismail Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Diponegoro * dan Abstrak Reklame adalah media propaganda yang berfungsi menawarkan barang dagangan atau jasa yang dikenal oleh masyarakat umum. Pada musim penghujan, tidak sedikit kejadian papan reklame yang roboh akibat terjangan angin. Oleh karena itu perlu dilakukan perhitungan yang matang dan pengawasan pada setiap papan reklame, khususnya pada papan reklame dengan satu tiang penyangga, untuk mengurangi resiko robohnya papan reklame. Berdasarkan penelusuran diketahui bahwa Perda Kota Semarang No. 7 tahun 2003 tidak mengatur tentang kekuatan teknis dari papan reklame melainkan hanya membatasi ketinggian minimum papan reklame di jalan raya. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan perhitungan untuk memprediksi kekuatan papan reklame dengan mempertimbangkan: dimensi papan reklame, dimensi tiang penyangga, ketinggian dan kecepatan angin. Studi kasus kecepatan angin diambil di Kota Semarang selama 5 tahun terakhir. Pada penelitian ini dilakukan pengujian tarik kekuatan material tiang penyangga reklame dan perhitungan analitik papan reklame berukuran 2 x 4 m 2, 3 x 5 m 2, dan 4 x 6 m 2 dengan ukuran diameter dan ketebalan yang disesuaikan dengan data konstruksi perusahaan advertising. Perhitungan analitik dilakukan terhadap papan reklame dengan satu tiang penyangga. Pengujian laboratorium terhadap material Plat baja hitam dan galvanis yang banyak digunakan pada tiang papan reklame menunjukkan kekuatan luluh 379,67 MPa dan kekuatan maksimum 455,05 MPa. Hasil perhitungan menggunakan persamaan analitik yang telah dilakukan pada papan reklame dengan contoh harus di Semarang, diketahui bahwa papan reklame dengan ukuran 2x4 m 2 yang dibuat oleh perusahaan periklanan dinyatakan tidak aman karena nilai tegangan kritis maksimum melebihi tegangan yang diizinkan. Kata kunci: papan reklame, tegangan kritis, tiang penyangga, rasa aman Pendahuluan Reklame adalah media propaganda yang berfungsi menawarkan barang dagangan atau jasa yang dikenal oleh masyarakat umum. Dalam mempromosikan suatu produk maupun jasa, iklan menggunakan papan reklame cukup informatif karena ditempatkan pada titik sentral area. Akan tetapi, keberadaan papan reklame menjadi berbahaya apabila perancangan strukturnya tidak cukup kuat dan telah banyak kasus papan reklame yang rusak, rusaknya papan reklame akibat dari angin kencang (Silitonga, 2009) Gambar 1. Papan reklame rusak Peraturan daerah menyatakan papan reklame untuk jenis billboard dengan ketinggian ruang bebas minimal 5,50 m dan kedalaman pondasi minimal 1,50 m, ukuran media reklame maksimal 50 m 2 bentuk vertikal dengan jarak 150 m antara titik reklame yang satu dengan yang lain (Perda Semarang No 7, 2003). Struktur papan reklame yang terdiri dari tiang penyangga utama memiliki diameter dan ketebalan yang perlu diperhitungkan Proceedings Seminar Nasional Teknik Mesin Universitas Trisakti KM01-1

2 untuk memaksimalkan keamanan papan reklame. Untuk mengetahui apakah struktur papan reklame yang sudah terpasang atau yang akan di produksi oleh biro advertising, sudah memenuhi kriteria aman atau tidak aman diperlukan perhitungan dan pengawasan yang baik. Beberapa penelitian pendahuluan telah dilaksanakan pada papan reklame menggunakan FEM (Padiyatu, 2010) dan CFD (Geni, 2010). Dengan menggunakan teori kegagalan normal maksimum yang menyatakan bahwa kegagalan terjadi bilamana tegangan normal utama terbesar sama dengan tegangan material (Hibbeler, 2001). Pada perhitungan tegangan, semakin kecil ukuran pada momen inersia pipa (I z ), maka tegangan (σ) yang dihasilkan semakin besar. Ketebalan tiang berbanding lurus momen inersia yang dihasilkan. Ketebalan dan diameter tiang menjadi faktor utama dalam menentukan keamanan pada papan reklame yang terdiri dari analisa perhitungan dari tiang berongga sebagai penyangga utama ditunjukkan pada persamaan (1) dan (2). Tekanan angin yang terjadi dengan V adalah kecepatan angin ditunjukkan pada persamaan (3). (1) (2) Penelitian ini bertujuan untuk melakukan perhitungan untuk memprediksi kekuatan papan reklame dengan mempertimbangkan: dimensi papan reklame, dimensi tiang penyangga, ketinggian, dan kecepatan angin. Studi kasus kecepatan angin diambil di Kota Semarang selama 5 tahun terakhir. Metodologi Penelitian Metodologi pada Gambar 2 menunjukan bahwa gambar tersebut merupakan urutan pengerjaan penelitian dimulai dari studi literatur dimana penulis mulai mencari dan membaca referensi baik diambil dari artikel-artikel maupun laporan tugas akhir dari mahasiswa yang pernah lebih dahulu melakukan penelitian sesuai dengan tema yang dibahas. (3) Gambar 2. Metodologi penelitian Proceedings Seminar Nasional Teknik Mesin Universitas Trisakti KM01-2

3 Data Konstruksi Papan reklame Konstruksi papan reklame terdiri atas tiang, papan seng, dan kerangka memiliki ukuran yang berbeda pada setiap luasan papan.ukuran papan reklame terdapat pada Tabel 1 yang diperoleh dari perusahaan di Advertising Semarang. Tabel 1. Spesifikasi Ukuran Papan Reklame Ukuran Plat Tiang Pondasi Tinggi Material L= 2x4 m 2, t = 2 x 10-4 m d =0,1016 m, t = 2,8 x 10-3 m 5,5 m L= 3x5 m 2, t = 2 x 10-4 m d =0,127 m, t = 2,8 x 10-3 m 2,5-3 m L= 4x6 m 2, t = 2 x 10-4 m d = 0,2032 m, t = 4,3 x 10-3 m 5,5 m L= 4x8 m 2, t = 2 x 10-4 m d = 0,254 m, t = 5,3 x 10-3 m 5,5 m Plat baja hitam/galvanis L= 5x10 m 2, t= 2 x 10-4 m d = 0,4064 m, t = 8 x 10-3 m 5,5 m Struktur Papan reklame Gambar 3 menunjukkan struktur konstruksi yaitu papan yang digunakan untuk tempat pemasangan iklan yang akan dipublikasikan, kerangka papan sebagai tempat menempelkan papan alumunium, dan tiang yang digunakan sebagai tempat untuk menopang papan dan kerangka pada ketinggian tertentu. Papan P Keran gka Kerangka Papan papan Tiang T Gambar 3. Susunan papan reklame Proceedings Seminar Nasional Teknik Mesin Universitas Trisakti KM01-3

4 Prosedur Pengujian Material yang digunakan adalah besi hitam dan galvanis. Material benda uji dan mesin uji tarik ditunjukkan pada Gambar 4. Pembuatan benda uji dilakukan di lab proses produksi dan manufaktur, sesuai dengan standar SNI A setelah itu dilakukan uji tarik. (a) (b) Gambar 4. (a) Material benda uji dan (b) mesin uji tarik Data angin diperlukan untuk mendapatkan nilai gaya yang diterapkan kepada papan reklame sehingga diperoleh nilai gaya yang berbeda pada setiap ukuran reklame. Data angin dari BMKG Semarang diambil berdasarkan tiga lokasi yang berbeda yaitu daerah Simpang Lima, Pantai Marina, dan Kalibanteng Gambar 5 menunjukkan data kecepatan angin rata-rata dari tiga tempat uji di Semarang selama tahun (BMKG, 2013). Gambar 5. Persebaran kecepatan angin tiap satu bulan (BMKG,2013) Menurut data BMKG 5 tahun terakhir nilai angin tertinggi terjadi pada tahun 2008 sebesar 67 km/jam atau sebesar 18,61 m/s dan termasuk salah satu angin ribut. Hasil dan Pembahasan Hasil Uji Tarik Setelah dilakukan uji tarik pada material Plat baja hitam didapat nilai yield strenght (σ y ) dan ultimate tensile strength (σ u ) sebesar 379,67 x 10 6 Pa dan 455,05 x 10 6 Pa sedangkan untuk besi hitam sebesar 370,860 x 10 6 Pa dan 490,066 x 10 6 Pa seperti yang Proceedings Seminar Nasional Teknik Mesin Universitas Trisakti KM01-4

5 ditunjukkan Tabel 2. Nilai ini akan menjadi acuan batas perbandingan tegangan luluh dengan tegangan yang bekerja akibat angin. No Kode Material 1 Plat Baja Hitam (A) 2 Plat Baja Hitam (B) 3 Plat Baja Galvanis (A) 4 Plat Baja Galvanis (B) Hasil Perhitungan L o [m] Tabel 2. Hasil uji tarik L 1 F min F max [m] (N) (x1000) (N) (x1000) σ Yied (N/m 2 ) (x ) σ max (N/m 2 ) (x ) Regangan 47,8 59, ,6 455,05 25,31 48,5 60, ,69 25,36 43,9 53, ,8 490,06 22,10 43,69 55, ,8 473,55 25,51 Hasil perhitungan tegangan berdasarkan spesifikasi konstruksi perusahaan advertising di Semarang ditunjukkan pada Tabel 3 setelah perhitungan dimodelkan pada Gambar 6. Nilai tegangan diambil berdasarkan jari-jari terluar tiang sehingga tidak memiliki nilai tegangan geser. Karena beban yang terjadi pada papan reklame termasuk dalam kategori beban kejut maka desain nilai safety factor pada tiang berada pada kisaran 3-5 sehingga dengan menetapkan nilai 3 sebagai safety factor pipa hitam (A) maka tegangan yang diizinkan sebesar : σ y = 379,59/3 = 126,56 MPa Y Nilai yang dihitung V y V y Titik yang dihitung Gambar 6. Permodelan perhitungan analitik Proceedings Seminar Nasional Teknik Mesin Universitas Trisakti KM01-5

6 Ukuran (m 2 ) Tabel 3. Hasil perhitungan tegangan papan reklame secara analitik Diamater (m) Tebal (m) Tegangan (Pa) diizinkan (Pa) Status 2x4 0,1016 0, ,98 x ,56 x 10 6 Tidak Aman 3x5 0,127 0, ,14 x10 6 Aman 4x6 0,2032 0, ,06 x10 6 Aman diizinkan diizinkan (a) (b) Gambar 7. Variasi diameter terhadap tegangan papan reklame ukuran (a) 2x4 m 2 (b) 3x5 m 2 diizinkan Gambar 8. Variasi diameter terhadap tegangan papan reklame ukuran 4x6 m 2 Nilai tegangan pada ukuran 2x4 m 2 dengan spesifikasi ketinggian 5,5 m, ketebalan 2,8 x 10-3 m, dan diameter 0,127 m sebesar 79,47 x 10 6 Pa. Tidak melebihi nilai tegangan yang diizinkan,selanjutnya memasukkan variabel diameter dengan range 0,0254 m hingga dinyatakan aman. Variasi diameter yang digunakan dari 0,00908 m hingga 0,1016 m sehingga pada diameter 0,0508 m hingga 0,1016 m dinyatakan tidak aman ditunjukkan pada Gambar 7A, sedangkan tegangan pada ukuran 3x5 m 2 dengan spesifikasi ketinggian 3 m, ketebalan 2,8 x 10-3 m, dan diameter 0,127 m sebesar 101,41 x 106 Pa. Tidak melebihi nilai tegangan yang diizinkan, selanjutnya memasukkan variabel diameter dengan range 0,0254 m hingga dinyatakan tidak aman. Variasi diameter yang digunakan dari 0,0508 m hingga 0,127 m sehingga pada diameter 0,0508 m hingga 0,1016 m dinyatakan tidak aman ditunjukkan pada Gambar 7b. Nilai tegangan pada ukuran 4x6 m 2 dengan spesifikasi ketinggian 3 m, ketebalan 4,3 x 10-3 m, dan diameter 0,2032 m sebesar 45,06 x 10 6 Pa. Tidak melebihi nilai tegangan yang diizinkan. Variasi diameter yang digunakan dari ukuran diameter 0,0508 m hingga 0,2032 m sehingga pada diameter 0,127 m dinyatakan status tidak aman ditunjukkan pada Gambar 8. Proceedings Seminar Nasional Teknik Mesin Universitas Trisakti KM01-6

7 Kesimpulan Dari hasil pengamatan dan analisis perhitungan, dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut: a. Pengaruh variasi diameter pada ukuran 2x4 m 2, 3x5 m 2, 4x6 m 2 dengan variasi diameter berjarak 0,0254 m dapat mengurangi tegangan hingga 3,5 kali tegangan awal pada diameter terkecil, b. Setelah dilakukan inspeksi dari hasil perhitungan single pole berdasarkan konstruksi dari perusahaan advertising di Semarang papan reklame ukuran 2x4 m 2 dinyatakan tidak aman karena nilai tegangan yang bekerja diatas nilai tegangan yang diizinkan dengan standar konstruksi yang telah ditetapkan sehingga perlu ukuran diameter diatas 0,1016 m. Nomenklatur I momen Inertia N.m r jari-jari m M momen N.m W berat N A luas penampang m 2 Y jarak titik pusat ke m bagian yang dihitung V kecepatan angin m/s P Tekanan Pa Ucapan Terima Kasih Peneliti menyampaikan terimakasih kepada Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi (DIKTI) Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia yang telah memberikan bantuan PKM-P Tahun Anggaran Daftar Pustaka Pemda kota Semarang, 2003, Reklame, Perda kota Semarang no 7 tahun 2003, Semarang Charless Hibbeler Russel, 2011, Mechanics of Material,PEARSON Prentice Hall, USA Dicky J.Silitonga, 2009, Pengaruh Angin Pada Papan Reklame Fadely Paddiyatu, 2010, Analisa Pembebanan Statik dan Dinamik Papan Reklame, Laporan KP Jurusan Teknik Mesin Undip, Semarang Handu Geni, 2010, Simulasi Variasi Kecepatan Angin Dengan Kecepatan Angin, Laporan KP Jurusan Teknik Mesin Undip, Semarang BMKG, 2013, Data Kecepatan Angin, Semarang Proceedings Seminar Nasional Teknik Mesin Universitas Trisakti KM01-7