BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Umum Definisi dari konstruksi baja Sistem Pre-Engineering Building adalah suatu konsep engineering dalam dunia konstruksi baja dimana pekerjaan fabrikasi dilakukan di workshop dengan teknologi mesin produksi yang memadai dari segi mutu maupun waktu. Komponen struktur utamanya juga di desain se-efisien mungkin sesuai kebutuhan beban dan fungsi dari suatu bangunan. (International Journal of Engineering Sciences & Emerging Technologies, June (2013) ISSN: 2231 6604). Gambar 2.1. Bangunan dengan bentangan 96m tanpa kolom (Sumber : brosur pre engineering building PEB Steel, 2012) Sistem Pre-Engineering Building ini dikembangkan untuk menghasilkan konstruksi baja yang lebih murah, implementasi yang efisien dan cepat dengan meminimal resiko kesalahan (akurasi), serta menghasilkan metode erection yang dilakukan secara bertahap, relatif mudah dan cepat. Sambungan komponen saat erection II-1
dilakukan tanpa las dan tidak membutuhkan tenaga ahli berpengalaman, karena dalam sistem Pre-Engineering Building dilengkapi dengan adanya erection guide manual (panduan pengguna erection). Sehingga biaya dapat diketahui lebih akurat dan ekonomis. Secara umum metode ini dapat menghemat 15%-20% dari biaya pembangunan. Dalam pembuatan konstruksi baja Sistem Pre- Engineering Building, Pabrikan konstruksi baja Sistem Pre-Engineering Building memainkan peran penting dalam rekayasa konstruksi baja yang meliputi desain dengan mengacu standar desain (AISC, MBMA, AWS, AISI, & JIS), gambar, fabrikasi, dan erection guide manual. Jadi pemahaman konstruksi baja Pre-Engineering Building itu adalah pra-fabrikasi dari bangunan di mana kebutuhan desain keseluruhan bangunan telah disiapkan sebelumnya dalam bentuk gedung standar. Kemudian didesain dengan standar bangunan yang lengkap dan yang paling ekonomis. Material baja pada konsep ini didesain berdasarkan kebutuhan distribusi momen (B.M.D) pada portal rigid frame akibat beban-beban yang bekerja. (JURNAL TEKNIK ITS Vol. 4, No. 1, (2015) ISSN: 2337-3539) Gambar 2.2. Distribusi momen pada portal rigid frame akibat beban-beban yang bekerja (Sumber : presentation by gursharan singh for engineeringcivil.com) Perhatikan gambar 2.1, ujung kolom bawah lebih kecil dari ujung atas sebab momen bagian bawah lebih kecil sehingga menghemat material baja dan tentunya II-2
akan lebih ringan. Profil seperti ini disebut Profile Tempered. profile tempered ini tidak diproduksi secara hot rolled seperti material hot rolled standar yang biasa kita jumpai dipasaran. Profile Tempered ini dibentuk dengan penggabungan 3 material plate yang diassembly menjadi komponen tempered. Sedangkan pada konstruksi baja sistem konvensional, Pelaksanaan pekerjaan fabrikasi dilakukan dilapangan dengan material utama yang digunakan berupa material hot rolled atau biasa disebut profil WF. Hal ini sudah biasa kita jumpai pada bangunan konstruksi baja yang sudah ada pada umumnya. 2. 2 Research Gap Research gap adalah celah celah atau senjang penelitian yang dapat dimasuki oleh seorang peneliti berdasarkan pengalaman atau temuan peneliti peneliti terdahulu. Penelitian ilmiah disasarkan untuk mendapatkan sebuah jawaban baru terhadap sesuatu yang menjadi masalah. Oleh karena itu peneliti harus berhadapan dengan sesuatu yang menjadi masalah didukung oleh pembenaran atau justifikasi penelitian yang baik dan berupaya untuk mencari jawaban yang baru dari masalah yang memang penting untuk diteliti. Sanusi, (Anwar. 2012. Metodologi Penelitian Bisnis. Jakarta: Salemba Empat) Sedangkan untuk ciri ciri research gap itu sendiri biasanya berupa sebagai berikut : a. Tatanan konseptual yang baik, tetapi belum ada pembuktian empirik, b. Masalah penelitian yang belum berhasil dijawab atau hipotesis yang belum berhasil dibuktikan. c. Temuan penelitian yang kontroversial terhadap penelitian sejenis lainnya, d. Hasil penelitian yang menyisakan kekurangan. II-3
Penelitian ini sendiri terdapat 25 jurnal penelitian yang berkaitan dengan topic pembahasan lalu dipilih kembali menjadi 10 jurnal yang benar-bener mewakili langsung topik penelitian. Penelitian ini mengambil gap (celah penelitian) pada hasil penelitian yang menyisakan kekurangan dengan menambahkan sampel dan variable berupa : a. Pada penelitian terdahulu tidak terdapat pemasalahan perbedaan standar profil baja antar negara. Sehingga penelitian langsung membandingkan desain konvensional dengan desain Pre Engineering Building. Sedangkan penelitian ini memiliki salah satu permasalahan standar profil baja desain awal tender berdasarkan British Universal Beam yang pada pasaran Indonesia tidak ada. b. Sampel penelitian ini menambahkan variasi dimensi bangunan sehingga ikut menambahakan hasil-hasil penelitian terdahulu. Penelitian kali ini terdapat 3 bangunan dengan 3 stasiun pabrik sebagai sampelnya. c. Tinjauan topik permasalahan penelitian ini hanya meninjau dari segi biaya yang pada penelitian terdahulu tidak ada. Walaupun hanya tinjauan topik dari segi biaya namun item item menyeluruh. Berikut tabel 10 jurnal jurnal ilmiah teknik sipil dengan rentang 10 tahun terakhir dari tahun 2006 2016 yang telah dikaji secara mendalam dan telah ditinjau celah penelitianya. Selanjutnya akan dikelompokan berdasarkan tinjauan topiknya dan dibagi menjadi beberapa bagian sebagaimana dijelaskan diatas sebagai dasar penelitian ini berada. II-4
Bagian 1 No 1 Peneliti Rahmat Kurniawan E.P, Cahyono Bintang Nurcahyo dan Yusroniya Eka Putri R.W. Judul Analisa Perbandingan Biay dan Waktu Bangunan Konstruksi Baja Menggunakan Sistem Pre- Engineering Building dan Sistem Konvensional pada Proyek Pabrik Fober Cement Boards Mojosari Tabel 2.1 Jurnal Penelitian Terdahulu Metodologi Study Kasus dan pengambilan data langsung Variabel Variabel bebasnya berat baja dan harga satuanya Hasil PEB lebih menghemat biaya 26% ketimbang konvensiona PEB lebih cepat waktu konstruksinya sebanyak 38 hari Jika ingin menggunakan PEB kita harus paham tata cara impor dan ke pabean karena PEB masih impor 2 Milind Bhojkar dan Milind Daradep Comparison of Pre Engineering Building and Steel Building with Cost an Time Effectiveness. Study Literatur, survei, dan wawancara Bentuk serta dimensi mempengaruhi perbedaan Variabel bebasnya adalah jenis dan dimensi bangunan PEB lebih ringan 26% dari konvensional II-5 3 Sagar Wankhade dan Prof. Dr. P. S. Pajgade (Sumber : Hasil Kajian Jurnal) Review Paper on Comparison of Convention Steel Building & Pre- Engineering Building Mereview beberapa jurnal dijadikan sample Variabel pembandingnya adalah ha jurnal orang lain Hasil analisis menunjukkan bahwa struktur baja jauh lebih ekonomis energi efisien dan fleksibel dalam desain dari jenis lainnya struktur untuk keperluan industri BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
II-6 Bagian 2 No 7 8 9 10 Peneliti Tyler Fannin Prof. P. S. Lande dan Vivek. V. Kucheriya G. Sai Kiran, A. Kailasa Rao, dan R. Pradeep Kumar (Sumber : Hasil Kajian Jurnal) Judul Renonavtion Of Pre Engineering Building Comparative Study Of Preengineered Building With Conventional steel Buildin B.Meena Sai Lakshmi, M. K. Comparative Study of Pre M. V. Ratnam, Engineered and Convention dan M. K. S. S. Steel Building Krishna Comparison of Design Procedures for Pre Engineering Buildings (PEB A Case Study Metodologi Pengambilan data langsung Studi kasus dengan analisa perangkat lunak struktur STAAD Pro Studi kasus dengan analisa perangkat lunak struktur STAAD Pro Tabel 2.1 Jurnal Penelitian Terdahulu Variabel S Variabelnya komponen PEB Variabel bebasnya adalah kompone pembebanan Studi kasus dengan Variabel bebasnya adalah kemiring analisa perangkat lunak atap struktur STAAD Pro Variabel bebasnya adalah standar bahan dan pembebanan Hasil Untuk pekerjaan reovasi maupun perbaikan banguna industir PEB dapat dilakukan dan lebih efisien PEB lebih kuat ketahananya dan lebih fleksibel Baja cetak dingin lebih ringa 32 % dari konvensional Secara keselurhan lebih ringa 35% dari konvensional Untuk berbagai kemiringan atap PEB unggul ketahanan terhadap beban aksial, beban gempa, gaya geser, dan momen. Standar desain PEB adalah MBMA Batas defleksi IS lebih tingg dari MBMA Beban hidup IS lebih tinggi dari MBMA Sehingga PEB lebih Efisien BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
Bagian 3 No 4 Peneliti Mr. Saurabh A. Shah dan Prof. M. B. Kumthekar Judul Guidelines for Erection process of Pre-Engineered Building Metodologi Wawancara dan pengambilan data langsung maupun tak langsung Tabel 2.1 Jurnal Penelitian Terdahulu Variabel Variabelnya komponen bangunan yang diinstalasi Hasil Pemasangan PEB lebih sedik sulit dan teliti dikarenakan dimesi yang tidak simetris II-7 5 6 Shrunkhal V Bhagatkar, Farman Iqbal Shaikh, Bhanu Prakash Gupta, and Deepak Kharta Saurabh A. Shah, Madhav B.Kumthekar (Sumber : Hasil Kajian Jurnal) A Study On Pre-Engineered Building A Construction Technique An Overview Of Pre- Engineered building System In India Mereview beberapa jurnal dijadikan sample Pengambilan data pekermbangan dan mereview jurnal Variabel pembandingnya adalah ha jurnal orang lain PEB Mengalami perkembaga sangat baik tetapi tidak diseluruh industri kontstruks Desain Peb sangat simpel, cepat dalam pelaksanaan, menghemat biaya, dan berkelanjutan. Penambahan protokol kebakaran dan penambahan kurikulum di India terkait Variabel adalah faktor penjualan da perkembangangan PEB perkembanganya PEB membutuhkan invenstas besar di awal Modifikasi Indian Standar karena dibagi menjadi parsia BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
Setelah melakukan kajian secara mendalam akhirnya 10 jurnal penelitian tersebut dapat dikelompokan menjadi 20 kelompok berdasarkan keywordnya. Gambar 2.3. Pemetaan kelompok pembahasan topik penelitian. Dengan hasil pemetaan tersebut dapat disimpulkan bahwa penelitian ini, merupakan penelitian yang baru dan belum ada pendahulunya. II-8
2. 3 Standar Desain Inovasi ini mulai berkembang di Negara Amerika Serikat sehingga standar-standar desain yang menjadi acuan banyak mengadopsi standar Negara tersebut. Tabel dibawah adalah beberapa standar yang menjadi acuan. Tabel 2.2. Standar-standar yang digunakan No Item Acuan Standar 1 Kekuatan Struktur/Kekakuan ijin AISC (American Institute Steel Construction) 2 Kelenturan/defleksi ijin AISC (American Institute Steel Construction) 3 Pembebanan MBMA (Metal Building Manufacturers Association) 4 Kombinasi Pembebanan MBMA (Metal Building Manufacturers Association) 5 Sambungan Baut AISC (American Institute Steel Construction) 6 Sambungan Las AWS (American Welding Society) 7 Perhitungan Cold Formed AISI (The American Iron & Steel Institue) (Sumber : Gunungsteel.com) 2. 4 Cakupan Pre Engineering Building Secara garis besar bahwa desain pre engineering building mencakup banyak hal mulai dari main frame berupa kolom, balok, dan kuda-kuda. Secondary frame juga termasuk cakupanya berupa gording rangka atap dan dinding yang diefisiensikan. Kemungkinan dikemudian hari akan berkembang menuju detail-detail lebih kecil. Berikut beberapa gambar detail efisiensi pre engineering building di bangunan gudang atau rangka bangunan pabrik : Gambar 2.4. Komponen-komponen pre engineering building (Sumber : brosur probuild bluescope ) II-9
a. Frame Utama (Main Frame) Frame utama atau struktur rangka adalah bagian penting dari suatu bangunan yang terdiri dari kolom dan kuda-kuda. Frame di desain Pre Engineering Building di buat dengan plat baja yang di bentuk mengikuti momen internal (bending moment) yang terjadi lalu di las penuh dua sisi. Gambar 2.5. Frame pre engineering building (Sumber : brosur pre engineering building Zamil Steel, 2005) b. Frame Kedua (Secondary Frame) Frame kedua adalah bagian penunjang frame utama yang terdiri dari gording atap (purlin) dan rangka dinding (girts). Frame kedua di desain pre engineering building menggunakan kanal C (CNP) atau kanal Z (ZNP), yang berbahan hi tensile cold formed yaitu baja mutu tinggi yang pembentukannya dilakukan setelah cetakan koil sudah dingin. c. Ikatan Angin & Pengaku (Bracing & Sagrod) Ikatan angin di desain pre engineering building menggunakan kanal galvanize cable bracing (tendon berbahan galvanis) yang kekuatan terhadap beban seisimis. Sedangkan Sagrod menggunakan siku dari galvanis yang diberi nama Sag Arrestor lebih kuat terhadap korosi dibanding menggunakan besi beton biasa. II-10
d. Baut & Mur (Bolt & Nuts) Baut dan mur adalah baut mutu tinggi setara ASTM A tipe 1 (high strength bolts galvined). Gambar 2.6. Cable Bracing & Sag Arrestor (Sumber : brosur pre engineering building PEB Steel, 2012) 2. 5 Prosedur Pabrikasi Pre Engineering Building. Proses pabrikasi diawali dari gambar desain yang telah di approval pembeli lalu dilanjutkan perencanaan struktur detail dengan Tekla software. Setelah itu masuk pelaksanaan pabrikasi dengan urutanya sebagai berikut : a. Menyiapkan plat baja yang akan dibentuk menjadi main frame nantinya. b. Kemudian pemotongan plat baja tadi menjadi bagian-bagian yang akan disambung menjadi main frame. Gambar 2.7. Pemotongan Plat Baja(Sumber : brosur pre engineering building PEB Steel, 2012) II-11
c. Setelah dipotong sedemikian rupa dilanjutkan dengan pengelasan menjadi frame utama. Gambar 2.8. Pengelasan Plat Baja(Sumber : brosur pre engineering building PEB Steel, 2012) d. Kemudian dimensial, visual checking, pengujian magnetic (MRI), dan pengujian ultrasonic. e. Dilanjutkan dengan shot blast dan pengecatan. Gambar 2.9. Pengecatan Frame Plat Baja(Sumber : brosur pre engineering building PEB Steel, 2012) f. Terakhir pengujian Dry Film Thickness Checking mengecek ketebalan pengecatan. 2. 6 Prosedur Pemasangan (Erection Procedure). Pada dasarnya proses pemasangan antara Pre engineering Building Dengan Konvensional tidak ada perbedaan besar. Hanya pada Pre engineering Building disarankan menggunakan minimal 2 (dua) Mobil Crane dan untuk pemasangan kolom terlebih dahulu tidak langsung satu frame dikarenakan antisipasi puntir di II-12
bagian kuda-kuda. Berikut step-step utama proses pemasangan berdasarkan Erection Manual For Site Engineer oleh PEB Steel : a. Step Pertama 1) Instalasi semua kolom terlebih dahulu. 2) Selesaikan instalasi kolom satu sisi terlebih dahulu. 3) Sesuaikan baut pada angkur di plat dasar untuk menyetel saat instalasi kuda-kuda. 4) Pasang girts dan tarikan angin sementara. b. Step Kedua 1) Persiapkan dan satukan komponen kuda-kuda di bawah. 2) Angkat kuda-kuda sejajar dan seimbang lubang baut sambungan pada kolom. 3) Tahan ketinggian kuda-kuda sampai menyetel baut angkur dan sambungan kolom ke kuda-kuda selesai. 4) Lanjutkan instalasi kuda-kuda sampai selesai tetapi jangang lupa tetap pasang beberapa purlin dan tarikan angin sementara. Gambar 2.10. Intalasi kuda-kuda bentangan 96m tanpa kolom (Sumber : brosur pre engineering building PEB Steel, 2012) II-13
c. Step Ketiga 1) Pasang balok kolom semua dimulai dari satu sisi. 2) Pasang semua purlin atau dudukan penutup atap. 3) Pasang semua girts dudukan penutup dinding. 4) Pasang ikatan semua ikatan angin atap maupun dinding. 5) Pasang semua sagrod atau penjaga jarak purlin dan girts. d. Step Keempat 1) Pasang semua penutup atap. 2) Pasang semua ridge caping atau nok atap. 3) Pasang semua flashing dan fascia jika ada. 4) Pasang talang talang air dan pipa tegak beserta bracketnya. 5) Pasang semua penutup dinding (Cladding). e. Step Kelima (Final Check) 1) Periksa baut dan sambungan semua frame. 2) Periksa atap dan talang kalau perlu tes siram untuk memastikanya. 3) Periksa semua bracing dan semua bautnya. 4) Periksa cat yang rusak dan langsung perbaikinya. 5) Setelah semua sudah diperiksa bersihkan site dan siap serah terima. II-14