## Perencanaan Ulang Struktur Rangka Atap Baja Truss pada Bangunan Industri
AGUNG BUDI PRASETYO 1 , NESSA VALIANTINE DIREDJA 2*
1 Mahasiswa Program Studi Teknik Sipil, Institut Teknologi Nasional Bandung, Indonesia 2 Dosen Program Studi Teknik Sipil, Institut Teknologi Nasional Bandung, Indonesia Email: agung.budi@mhs.itenas.ac.id

## ABSTRAK
Bangunan Industri adalah struktur fisik yang dirancang dan digunakan untuk memfasilitasi proses produksi, penyimpanan, dan distribusi produk dalam skala industri, salah satunya adalah gudang. Pada bangunan industri, terdapat salah satu jenis rangka atap yang umum digunakan, yaitu truss, suatu sistem rangka dari elemen struktural lurus yang saling terhubung dan membentuk segitiga- segitiga  tertutup.  Perencanaan  rangka  atap  perlu  mempertimbangkan  efisiensi  penggunaan material, karena baja merupakan material yang mahal. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan perencanaan ulang struktur atap Gudang Bahan Baku PT Petrokimia Gresik dengan menggunakan beban angin berdasarkan peraturan beban minimum untuk perencanaan gedung yaitu SNI 1727: 2020 yang pada perencanaan awalnya menggunakan SNI 1727:1989. Hasil menunjukkan bahwa dengan  pemodelan  analisis  struktur  tiga dimensi dengan  software SAP2000, didapatkan  profil atap gudang dengan perencanaan ulang adalah 2L 250x250x25 dengan hasil lendutan bertambah sebesar 59,82% dan berat struktur bertambah 86,76% lebih berat daripada perencanaan awal yang menggunakan profil 2L 150x150x15.
Kata kunci: perencanaan ulang, gudang, baja, truss, SAP2000

## ABSTRACT
An  Industrial  Building  is  a  physical  structure  designed  and  used  to  facilitate  the  production, storage, and distribution of products on an industrial scale, such as a warehouse. One common type  of  roof  frame  used  in  industrial  buildings  is  the  truss,  a  frame  system  made  of  straight structural  elements  connected  to  form  closed  triangles.  Roof  frame  planning  must  consider material  efficiency  since  steel  is  an  expensive  material.  This  study  aims  to  redesign  the  roof structure of the Raw Material Warehouse at PT Petrokimia Gresik using wind loads based on the minimum load regulations for building structure planning, specifically SNI 1727:2020, as opposed to the original plan that used SNI 1727:1989. The results show that with the three-dimensional structural analysis modeling using SAP2000 software, the redesigned warehouse roof profile is 2L 250x250x25, resulting in a deflection increase of 59.82% and the structural weight increasing by 86.76% compared to the original plan using the 2L 150x150x15 profile.
Keywords: redesign, warehouse, steel, truss, SAP2000

## 1. PENDAHULUAN
Bangunan  industri  adalah  struktur  fisik  yang  dirancang  dan  digunakan  untuk  memfasilitasi proses  produksi,  penyimpanan,  dan  distribusi  produk  dalam  skala  industri.  Salah  satu bangunan industri yang menggunakan struktur baja adalah gudang. Untuk kebutuhan industri, penting untuk membangun gudang dengan luas area yang besar untuk menampung volume dan  jumlah  barang  yang  besar  [7-9].  Selain  itu  pembangunan  gudang  juga  harus mempertimbangkan efisiensi biaya dan waktu konstruksi agar tidak terjadi pemborosan dan bisa dimulainya proses produksi dapat segera dimulai secepat mungkin.
Pada bangunan industri, salah satu bentuk rangka atap yang sering digunakan adalah truss. Truss merupakan sistem rangka yang terdiri dari elemen struktural lurus yang saling terhubung membentuk segitiga-segitiga tertutup [1] [5-6]. Elemen-elemen ini dapat dimodelkan sebagai elemen  1  dimensi  dalam  analisis,  yang  mana  gabungan  elemen-elemen  tersebut  dapat membentuk  elemen  2  dimensi  atau  3  dimensi  ( space). Jika semua elemen dan gaya yang diterapkan berada pada bidang yang sama, sistem ini disebut truss 2D. Struktur disebut truss jika gaya-gaya luar yang diterima dialihkan melalui perilaku aksial pada elemen 1D tersebut. Pemilihan rangka atap harus mempertimbangkan efisiensi penggunaan material karena baja merupakan material yang mahal. Dengan memilih sistem rangka atap yang mampu menahan berbagai beban seperti berat sendiri dan beban angin, akan didapat sistem rangka atap yang efisien.
Perbedaan  konsep  penggunaan  beban,  khususnya  beban  angin  pada  Peraturan  SNI  1727 tahun  2020 dengan  SNI  tahun  1989 akan  mempengaruhi  hasil  analisa  dan  desain  struktur pada  suatu  gedung  atau  struktur  lain  seperti  gudang.  Perbedaan  nilai  beban  angin  yang digunakan akan menyebabkan perbedaan pada nilai-nilai gaya dalam yang dihasilkan dalam analisa struktur. Perbedaan gaya dalam ini akan mempengaruhi dimensi profil yang digunakan pada rangka atap baja pada gudang. Untuk itu, perlu dilakukan penelitian mengenai analisa perbandingan  struktur  rangka  atap  baja  gudang  dengan  pembebanan  beban  angin berdasarkan SNI 1727:2020 dan SNI 1727:1989. Analisa ini akan menentukan apakah dengan perencanaan ulang berdasarkan peraturan SNI 1727:2020, akan menghasilkan struktur atap baja yang lebih efektif dari segi berat struktur yang lebih ringan, serta apakah struktur atap gudang masih aman dari segi lendutan apabila beban angin berubah.
Berdasarkan  latar  belakang  tersebut,  penelitian  ini  menganalisis  efisiensi  penggunaan  baja pada rangka atap gudang dengan membandingkan dua peraturan yang digunakan: gudang eksisting menggunakan SNI 1727:1989, dan gudang redesain menggunakan SNI 1727:2020. Efisiensi  baja  dievaluasi  dengan  membandingkan  persentase  perbedaan  berat  struktur  dan nilai lendutan antara SNI 1727:1989 dan SNI 1727:2020 menggunakan software SAP2000.

## 2. METODOLOGI
Penelitian  ini  memerlukan  data-data,  baik  data  primer  maupun  data  sekunder.  Untuk memberikan  rincian  lebih  lanjut,  berikut  pada  Gambar  1  adalah  diagram  alir  metode penelitian.
Metodologi penelitian ini adalah studi literatur dengan mencari data struktur gudang eksisting, kemudian  memodelkan  ulang  gudang  tersebut  dengan  beban  angin  menggunakan  SNI 1727:2020 [3]. Gudang yang dianalisis dalam penelitian ini adalah gudang bahan baku yang terletak di Gresik, Jawa Timur. Untuk pemodelan struktur, digunakan software SAP2000 Versi 14, yang umum dipakai dalam pemodelan struktur bangunan industri.

## Perencanaan Ulang Struktur Rangka Atap Baja Truss pada Bangunan Industri

## Gambar 1. Diagram alir penelitian
Metode  analisis  beban  angin  yang  digunakan  adalah  Sistem  Penahan  Gaya  Angin  Utama (SPGAU)  berdasarkan  Pasal  27:  Prosedur  Terarah  untuk  Bangunan  Gedung  Seluruh Ketinggian.  SPGAU  terdiri  dari  elemen-elemen  struktur  yang  berfungsi  menahan  dan memberikan stabilitas keseluruhan struktur, biasanya menerima beban angin dari lebih dari satu  permukaan.  Pasal  27  digunakan  untuk  menentukan  beban  angin  pada  SPGAU  untuk bangunan  gedung  tertutup,  tertutup  sebagian,  dan  terbuka  dari  segala  ketinggian  dengan prosedur  terarah.  Beban  angin  disesuaikan  dengan  tipe  dan  lokasi  bangunan  yang  diteliti. Setelah  memodelkan  gudang  menggunakan  profil  yang  sesuai,  dilakukan  pemeriksaan terhadap  berat  struktur  dan  lendutan.  Jika  hasil  pemeriksaan  belum  memenuhi ketentuan, dilakukan redesain hingga semua ketentuan terpenuhi. Tampak 3 Dimensi Struktur Gudang dapat dilihat pada Gambar 2 berikut.
Gambar 2. Tampak 3 dimensi struktur gudang

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Data Teknis
Gambar 3 menunjukkan tampak depan struktur gudang, dengan data teknis yang digunakan pada penelitian ini:
1. Bentang kuda-kuda = 43 m. 2. Jenis kuda-kuda = Pratt truss. 3. Jarak antar kuda-kuda (bay) = 10 m. 4. Tinggi kolom = 11 m. 5. Kemiringan atap = 32 o . 6. Jenis bangunan = gudang bahan baku pupuk curah. 7. Kapasitas = 50.000 ton.
Gambar 3. Tampak depan struktur gudang

## 3.2 Pembebanan Struktur
Sebelum  pemodelan  dengan  SAP2000  dilakukan,  maka  perlu  diketahui  terlebih  dahulu besarnya beban yang akan membebani gudang bahan baku [2] [4]. Besarnya pembebanan sesuai  dengan  fungsi  bangunan,  dan  diatur  pada  SNI  1727:2020  tentang  beban  desain minimum dan kriteria terkait untuk bangunan gedung dan struktur lain.

## 3.2.1 Pembebanan pada struktur eksisting
Beban angin yang digunakan dalam kajian ini menggunakan peraturan yaitu SNI 1727:1989 PPURG (Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung), beban angin yang digunakan dalam peraturan tersebut sebesar 40 kg/m 2 . Tetapi berdasarkan data-data yang ada dikarenakan adanya peningkatan kecepatan angin akhir-akhir ini maka beban angin yang digunakan sebesar 70 kg/m 2 ). Perhitungan koefisien pembebanan angin dapat dilihat pada Gambar 4 berikut.

## Perencanaan Ulang Struktur Rangka Atap Baja Truss pada Bangunan Industri
Berikut ini pada Tabel 1, merupakan tabel perhitungan beban angin dengan koefisien beban angin  berdasarkan  SNI  1727:1989  menggunakan  jenis  gedung  yaitu  gedung  tertutup  dan dengan kemiringan atap, 𝛼 < 65◦.
Tabel 1. Perhitungan Beban Angin Struktur Gudang Asli berdasarkan SNI 1727:1989
Posisi C V [kg/m 2 ] V [kN/m 2 ] Q [kN/m 2 ] Tekanan Angin pada Dinding 1. Dinding Angin Tekan  0,632 70 0,7 0,442 2. Dinding Angin Hisap -0,4 70 0,7 -0,280 Tekanan Angin pada Atap 4. Atap Angin Tekan 0,9 70 0,7 0,630 5. Atap Angin Hisap -0,4 70 0,7 -0,280

## 3.2.2 Pembebanan pada struktur redesain
Beban angin yang digunakan pada struktur gudang redesign menggunakan Pasal 27 Beban Angin  dengan  prosedur  terarah  untuk  bangunan  gedung  seluruh  ketinggian.  Adapun perhitungan koefisien tekanan eksternal dapat dilihat pada Gambar 5 berikut.

## Gambar 5. Koefisien tekanan eksternal, Cp, untuk bangunan tertutup dan bangunan tertutup sebagian dinding dan atap
Berikut  pada  Tabel  2  merupakan  tabel  perhitungan  beban  angin  dengan  koefisien  beban angin (Cp) berdasarkan SNI 1727:2020 menggunakan jenis gedung yaitu bangunan tertutup dan bangunan tertutup sebagian dinding dan atap.

## Tabel 2. Perhitungan Beban Angin Struktur Gudang Perencanaan Ulang
berdasarkan SNI 1727:2020
Case 1  (-Gcpi) Case 2  (+Gcpi) Posisi Cp G Q [kN/m 2 ] Qi [kN/m 2 ] Gcpi a b p max p min q.G.Cp qi(Gcpi) a+b a-b
[kN/m 2 ] [kN/m 2 ] [kN/m 2 ] [kN/m 2 ] Tekanan Angin pada Dinding 1. Dinding Angin Datang 0,80 0,85 0,95 1,092 0,18 0,646 0,197 0,843 0,449 2. Dinding Angin Pergi -0,20 0,85 1,092 1,092 0,18 -0,186 0,197 0,011 -0,382 3. Dinding Samping -0,70 0,85 1,092 1,092 0,18 -0,650 0,197 -0,453 -0,846 Tekanan Angin pada Atap 4. Atap Angin Datang 0,34 0,85 1,092 1,092 0,18 0,316 0,197 0,512 0,119 5. Atap Angin Pergi -0,60 0,85 1,092 1,092 0,18 -0,557 0,197 -0,360 -0,753

## 3.3 Analisis Struktur
Pemodelan  struktur  adalah  penyederhanaan  bentuk  suatu  bagian  struktur  atau  bangunan secara keseluruhan menjadi suatu sistem struktur yang lebih sederhana. Pemodelan struktur
dapat dilakukan dengan perangkat lunak ( software). Salah satu software pemodelan struktur yang umum digunakan untuk pemodelan struktur bangunan industri adalah software SAP2000.

## 3.3.1 Pemodelan struktur eksisting
Pemodelan yang dilakukan untuk struktur atap gudang eksisting pada SAP2000 yang sudah aman seperti pada Gambar 6 sebagai berikut.
Gambar 6. Pemodelan struktur gudang eksisting dengan SAP2000

## 3.3.2 Pemodelan struktur redesain
Pemodelan  yang  dilakukan  untuk  struktur  gudang  redesain  pada  SAP2000v14  yang  sudah aman seperti pada Gambar 7 sebagai berikut.

## Gambar 7. Pemodelan struktur gudang redesain dengan SAP2000

## 3.4 Pembahasan
Setelah  analisis  keseluruhan  telah  didapatkan,  perbandingan  dapat  dilihat  pada  Tabel  3 sebagai berikut.

## Tabel 3. Perbandingan Hasil Analisis Gudang Eksisting dan Gudang Redesain
Parameter Perbandingan  Gudang Eksisting  Gudang Redesain  Persentase Selisih [%] Berat Sendiri Struktur [ton] 105,94 197,85 86,76 Lendutan [cm] 0,056 0,0895 59,82

## Perencanaan Ulang Struktur Rangka Atap Baja Truss pada Bangunan Industri
Pada struktur atap gudang eksisting, profil baja yang digunakan adalah 2L 150x150x15 dengan berat sendiri struktur sebesar 105,94 ton dan lendutan sebesar 0,056 cm. Sedangkan pada struktur atap gudang redesain, profil baja yang digunakan adalah 2L 250x250x25 dengan berat sendiri struktur sebesar 197,85 ton dan lendutan sebesar 0,0895 cm.
Dari  Tabel  3  dapat  terlihat  struktur  yang  lebih  efisien  pada  masing-masing  parameter perbandingan. Hasil perbandingan dari segi berat sendiri struktur menunjukkan bahwa struktur rangka  atap  Gudang  Redesain  lebih  berat  86,76%  daripada  Gudang  Eksisting,  dan  dari parameter  lendutan  menunjukkan  bahwa  Gudang  Redesain  lebih  besar  59,82%  daripada Gudang Eksisting.

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisis penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa pada perencanaan ulang struktur  atap  Gudang  Bahan  Baku  PT  Petrokimia  Gresik  dengan  membandingkan  antara perencanaan  awal  dengan  beban  angin  SNI  1727:1989,  dan  dengan  perencanaan  ulang dengan beban angin SNI 1727:2020, didapatkan kenaikan dimensi profil baja 2L 250x250x25 dari yang sebelumnya 2L 150x150x15. Dengan perubahan profil ini, didapatkan beban struktur sebesar 197,85 ton yang membuat struktur lebih berat 86,76% dari perencanaan awal yaitu 105,94  ton.  Adapun  untuk  nilai  lendutan  pada  perencanaan  ulang  struktur  atap  dengan SAP2000 didapatkan sebesar 0,0895 cm  yang naik sebesar 59,82% dari perencanaan awal sebesar  0,056  cm.  Besarnya  lendutan  dan  berat  struktur  pada  perencanaan  ulang  yang bertambah  daripada  perencanaan  awal  salah  satunya  dipengaruhi  oleh  beban  angin  yang cukup besar, karena perbedaan perhitungan beban angin pada SNI 1727:1989 yang sederhana dan bisa digunakan secara universal, sedangkan pada SNI 1727:2020, besarnya beban angin disesuaikan dengan banyak parameter yang disesuaikan dengan kondisi di lingkungan dimana lokasi bangunan akan dibangun.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Ajaje, O. (2020). Cost Saving Analysis Between Portal Frame and Truss Systems. Thesis Report. Queensland: Griffith School of Engieering Griffith University.
[2] Alatas, I. P. (2023). Studi Perbandingan Rasio Berat Portal Gable Struktur Baja Bentang 30 meter dan 50 meter terhadap SNI 1729:2002 dengan SNI 1729:2020. C-Line Jurnal Teknik Sipil, XII(2), 31-41.
[3] Badan Standardisasi Nasional. (2020). SNI 1727:2020 tentang Beban desain minimum dan kriteria terkait untuk bangunan gedung dan struktur lain. Jakarta: Badan Standardisasi Nasional.
[4] Badan Standardisasi Nasional. (2020). SNI 1729:2020 tentang Spesifikasi untuk bangunan gedung baja struktural. Jakarta: Badan Standardisasi Nasional.
[5]  Badaruddin,  P.  A.  (2021).  Perbandingan  Antara  Konstruksi  Kayu  dengan  Baja  sebagai Rangka Atap. Jurnal SainTekA, 2(1), 22-27.
[6] Diredja, N. D. (2023). Studi Perbandingan Respon Struktur pada Gerdung Menggunakan Profil Baja Kastel dan WF. RekaRacana: Jurnal Teknik Sipil, 9(1), 240-245.
[7] Hardiman, Z. S. (2007). The Application of Value Management in Construction Industry - A Case Study on the Cost Effectiveness of Portal Frame Structures in Factory Projects. EACEF - The 1st International Conference of European Asian Civil Engineering Forum (pp. E1-E8). Tangerang: Universitas Pelita Harapan.
[8]  Lumbatoruan,  R.  (2020). Analisis  Perbandingan  Metode  Konvensional,  Metode  Pre- Engineering Building, dan Metode Truss pada Bentang Pendek dan Bentang Panjang Sistem Struktur Konstruksi Warehouse. Tugas Akhir. Lampung Selatan: Program Studi
Teknik  Sipil  Jurusan  Teknologi  Infrastruktur  dan  Kewilyahan  Institut  Teknologi Sumatera.
[9]  Moura,  T.  (2016). Comparisson  of  Steel  Structural  Systems  in  a  Manufacturing  Unit  in Barreiro. Lisboa: Instituto Superior Tecnico.
[10] Putra, R. E. (2015). Analisa Perbandingan Biaya dan Waktu Bangunan Konstruksi Baja Menggunakan Sistem Pre-Engineering Building dan Sistem Konvensional pada Proyek Pabrik Fober Cement Boards Mojosari. Jurnal Teknik ITS, 4(1), __-__.