PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK … · Pengaruh Luas Penampang Pondasi Mesin Jenis Blok...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

PENGARUH LUAS PENAMPANG PONDASI MESIN JENIS BLOK DAN

PARAMETER TANAH BERBUTIR HALUS TERHADAP AMPLITUDO

INFLUENCE OF AREA MACHINE FOUNDATION TYPE BLOCK AND

GRAINED SOIL PARAMETERS TO AMPLITUDE

SKRIPSI

Disusun sebagai salah satu syarat menempuh ujian sarjana

pada Program Studi Teknik Sipil Non-Reguler Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret

Surakarta

Disusun oleh :

SHOFA SYAHIDI

I 1114079

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2016


commit to user


commit to user

iv

MOTTO

“Banyak kegagalan dalam hidup ini dikarenakan orang – orang tidak menyadari

betapa dekatnya mereka dengan keberhasilan saat mereka menyerah”

(Thomas Alva Edison)


commit to user

v

LEMBAR PERSEMBAHAN

Bissmillahirrahmanirrahiim

Dengan Rahmat Allah yang Maha Pengasih Lagi Maha Penyayang

Dengan ini saya persembahkan skripsi ini untuk:

Papah, Mamah, dan adik – adikku tercinta

Almamaterku Universitas Sebelas Maret

Bangsa dan Negaraku Indonesia


commit to user

ABSTRAK

Shofa Syahidi. PENGARUH LUAS PENAMPANG PONDASI MESIN JENIS BLOK

DAN PARAMETER TANAH BERBUTIR HALUS TERHADAP AMPLITUDO.

Skripsi, Surakarta : Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta, Juli 2016.

Konsumsi listrik Indonesia setiap tahunnya terus meningkat sejalan peningkatan

pertumbuhan ekonomi nasional. Peningkatan kebutuhan listrik diperkirakan dapat

tumbuh rata-rata 6,5% per tahun hingga tahun 2020. Dengan keterbatasan energi

ini menuntut kita harus bisa memanfaatkan energi mikro hidro. Pondasi dinamis

dirancang mampu menerima beban yang bersifat dinamis yang ditimbulkan dari

gerakan mesin seperti rotasi, gerakan vertikal, gerakan horizontal dan torsi.

Gerakan-gerakan tersebut akan diredam oleh pondasi sehingga tidak menimbulkan

getaran pada mesin di sekitarnya dan manusia yang bekerja disekeliling mesin.

Penelitian ini menganalisis pondasi mesin jenis blok untuk mesin turbin tipe

HLA575C-WJ-62 dengan variasi panjang 0,5 m dan lebar pondasi 0,5 m serta

variasi parameter tanah berbutir halus yaitu berat isi (γ) 0,5 kN/m3, modulus geser

(G) 2500 kN/m2, dan poisson rasio (v) 0,05. Metode analisa pada penelitian ini

adalah lump parameter system, sistem yang digunakan untuk memperkaku blok

pondasi dengan menggunakan massa, pegas dan dashpot.

Hasil penelitian ini didapat bahwa, Nilai L (panjang) dengan variasi perubahan 0,5

m dari 4,2 m hingga 8,5 m berbanding terbalik dengan amplitudo vertikal,

horizontal, dan rocking. Nilai B (lebar) dengan variasi perubahan 0,5 m dari 3,0 m

hingga 4,0 m berbanding terbalik dengan amplitudo vertikal, horizontal, dan

rocking. Modulus geser (G) dengan variasi perubahan 2500 kN/m2 dari 20000

kN/m2 hingga 30000 kN/m2 berbanding lurus dengan amplitudo vertikal dan

amplitudo rocking. Poisson rasio (v) dengan variasi perubahan 0,05 dari 0,4 hingga

0,6 berbanding terbalik dengan amplitudo vertikal dan amplitudo horizontal. Berat

isi tanah () dengan variasi 0,5 kN/m3 dari 14 kN/m3 hingga 16 kN/m3 berbanding

terbalik dengan amplitudo vertikal, amplitudo horizontal, dan amplitudo rocking.

Perhitungan pada perubahan variasi berat isi tanah () 14 kN/m3, 14,5 kN/m3, 15

kN/m3, 15,5 kN/m3, dan 16 kN/m3, tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan

terhadap amplitudo.

Kata Kunci: pondasi mesin, pondasi jenis blok, amplitudo, lump parameter system.


commit to user

ABSTRACT

Shofa Syahidi. INFLUENCE OF AREA MACHINE FOUNDATION TYPE BLOCK

AND GRAINED SOIL PARAMETERS TO AMPLITUDE. Thesis, Surakarta :

Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Universitas Sebelas

Maret, Juli 2016.

Indonesia's annual electricity consumption is on the rise correspondingly

Increased the growth of the national economy. The increase is in the estimated

electricity needs can grow an average of 6.5% per annum up to the year 2020.

With the limitations of this energy demand we should be Able to Utilize micro

hydro energy. Dynamic Foundation designed capable of receiving a load is

dynamic movement of the machinery such as rotation, vertical movement, the

movement of horizontal and torsion. Reviews These movements will be muted by

the Foundation so that it does not cause vibrations in the surrounding human

and machine working around the machine.

This research analyzes the types of machine Foundation block for the turbine

engine type HLA575C-WJ-62 with the variation of the length and width of 0.5 m

0.5 m Foundation and the variation of soil parameters of fine-grained i.e. the

weight of the contents () of 0.5 kN/m3, the shear modulus (G) 2500 kN/m2, and

the Poisson ratio (v) 0.05. Analysis on the method of this research is the lump

parameter of the system, the system used for the rigidify block foundation by

using mass, spring and dashpot.

The results of this research were Obtained that, the value of L (length) 0.5 m

change with variations of 8.5 m to 4.2 m is inversely proportional to the

amplitude of the vertical, horizontal, and rocking. The value of B (width) with

0.5 m change variations of 3.0 m to 4.0 m is inversely proportional to the

amplitude of the vertical, horizontal, and rocking. Shear modulus (G) with the

change of 2500 kN/m2 of 20000 kN/m2 up to 30000 kN/m2 is directly proportional

to the amplitude of the amplitude of vertical and rocking. Poisson ratio (v)

variations with changes from 0.05 to 0.4 up to 0.6 is inversely proportional to

the amplitude of the vertical and horizontal amplitude. The weight of the contents

is soil () with variations of 0.5 kN/m3 of 14 kN/m3 up to 16 kN/m3 is inversely

proportional to the amplitude of the vertical, horizontal, and amplitudes

amplitude of rocking. Calculations on the weight variation changes the contents

of the soil () 14 kN/m3, 14.5 kN/m3, 15 kN/m3, 15.5 kN/m3, and 16 kN/m3, Showed

no significant difference against the amplitude.

Keywords: machines foundation, foundation type block, amplitude, lump parameter

system.


commit to user

vi

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan

hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini dengan baik. Skripsi

dengan judul “Pengaruh Luas Penampang Pondasi Mesin Jenis Blok dan Jenis tanah

Terhadap Amplitudo” ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik pada Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Proses penyusunan Skripsi ini tidak bisa lepas dari bantuan berbagai pihak sehingga

pada kesempatan ini penyusun menyampaikan terima kasih kepada:

1. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

2. R. Harya Dananjaya H. I. ST. M.Eng. selaku Pembimbing Skripsi I

3. Dr. Bambang Setiawan. S.T., M.T. selaku Pembimbing Skripsi II

4. Dr. Niken Silmi Surjandari, ST. MT. selaku Penguji I.

5. Ir. Noegroho Djarwanti. MT. selaku Penguji II.

6. Edy Purwanto., S.T., M.T. selaku Pembimbing Akademik

7. Orang Tua yang setiap saat mendoakan anaknya lahir batin agar sekolahnya

lancar dan sukses.

8. Teman – teman ITS, yang telah bersedia membagi ilmunya.

9. Rekan-rekan mahasiswa Teknik Sipil Transfer non-regular angkatan 2014.

10. Semua pihak yang telah membantu penyusunan skripsi ini yang tidak dapat

disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan keterbatasan ilmu dalam

penyusunan skripsi ini. Penulis berharap dengan kekurangan dan keterbatasan

tersebut, skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi penulis khususnya dan

pembaca pada umumnya.

Surakarta, Juli 2016

Shofa Syahidi


commit to user

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ....................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................ ii

HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... iii

MOTTO .......................................................................................................... iv

PERSEMBAHAN ........................................................................................... v

ABSTRAK ...................................................................................................... vi

ABSTRACT ...................................................................................................... vii

KATA PENGANTAR .................................................................................... viii

DAFTAR ISI ................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL ........................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xii

DAFTAR NOTASI .......................................................................................... xiii

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ............................................................................................ 1

1.2. Rumusan Masalah ....................................................................................... 3

1.3. Batasan Masalah.......................................................................................... 3

1.4. Tujuan Penelitian ........................................................................................ 4

1.5. Manfaat Penelitian ...................................................................................... 4

BAB 2 LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka ......................................................................................... 5

2.2. Dasar Teori .................................................................................................. 6

2.2.1. Tanah berbutir halus ........................................................................ 6

2.2.2. Pondasi Mesin ................................................................................. 8

2.2.3. Kategori Mesin ................................................................................ 9

2.2.4. Metode Analisa Akibat Beban Statis ............................................ 10

2.2.5. Metode Analisa Akibat Beban Dinamis ........................................ 12

2.2.6. Derajat Kebebasan Pondasi ........................................................... 14

2.2.7. Analisis Dinamis Getaran ............................................................. 17


commit to user

x

2.2.8. Pengaruh Geoteknik ...................................................................... 18

2.2.9. Analisa Perhitungan Amplitudo .................................................... 22

2.2.10. Analisis Getaran Kopel ................................................................. 23

2.3. Syarat Keamanan Desain .......................................................................... 25

BAB 3 METODE PENELITIAN

3.1. Pengumpulan Data .................................................................................... 28

3.2. Alat Bantu Penelitian ................................................................................ 29

3.3. Analisis Data ............................................................................................. 29

3.3.1. Analisis Beban Mati ...................................................................... 29

3.3.2. Analisis Beban Hidup .................................................................... 30

3.3.3. Analisis Statis ................................................................................ 30

3.3.4. Analisis Dinamis ........................................................................... 30

3.4. Cek Syarat Kemanan ................................................................................. 31

3.5. Menganalisa Hasil Perhitungan................................................................. 31

3.6. Diagram Alir Penelitian ............................................................................ 32

BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN

4.1. Analisa Perhitungan Gaya Mesin .............................................................. 33

4.1.1. Data Penelitian............................................................................... 33

4.1.2. Beban Mati Akibat Pondasi dan Mesin ......................................... 34

4.1.3. Beban Hidup yang Terjadi............................................................. 35

4.2. Analisis Statis Pondasi dan Mesin ............................................................ 35

4.3. Analisis Dinamis Pondasi dan Mesin ........................................................ 36

4.4. Syarat Keamanan ....................................................................................... 37

4.5. Analisa Perbandingan Luas Penampang dan Parameter Tanah Terhadap

Amplitudo .................................................................................................. 49

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ................................................................................................ 54

5.2. Saran .......................................................................................................... 54

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 56


commit to user

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Rangkuman Penelitian ............................................................................ 6

Tabel 2.2 Tipikal nilai berat isi tanah ..................................................................... 7

Tabel 2.3 Tipikal nilai modulus geser .................................................................... 7

Tabel 2.4 Tipikal nilai poisson rasio ...................................................................... 8

Tabel 2.5 Bentuk-bentuk Pondasi Mesin ............................................................... 8

Tabel 2.6 Faktor daya dukung Meyerhoff ............................................................ 11

Tabel 2.7 Faktor rasio massa ................................................................................ 20

Tabel 2.8 Nilai K Dieckman ................................................................................ 25

Tabel 2.9 Kategori nilai K .................................................................................... 25

Tabel 2.10 General machinery vibration ............................................................. 25

Tabel 4.1 Data Tanah ........................................................................................... 33

Tabel 4.2 Rangkuman perhitungan massa total ................................................... 34

Tabel 4.3 Rangkuman perhitungan tegangan dengan berat isi () 14 kN/m3 ....... 35

Tabel 4.4 Rangkuman hasil perhitungan amplitudo ............................................. 37

Tabel 4.5 Rangkuman perhitungan tegangan statis .............................................. 38

Tabel 4.6 Rangkuman perhitungan tegangan statis + dinamis ............................. 39

Tabel 4.7 Rangkuman syarat keamanan amplitudo vertikal dengan nilai K ........ 45

Tabel 4.8 Rangkuman Pembesaran Dinamis ........................................................ 40

Tabel 4.9 Rangkuman perhitungan kecepatan rambat ......................................... 41

Tabel 4.10 Rangkuman syarat keamanan amplitudo ............................................ 42

Tabel 4.11 Rangkuman syarat keamanan amplitudo horizontal .......................... 44

Tabel 4.12 Kesimpulan hasil perhitungan ............................................................ 53


commit to user

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Model Getaran Pondasi Jenis Blok .................................................. 14

Gambar 2.2 Koefisien Pondasi Persegi ............................................................... 19

Gambar 2.3 Hubungan antara frekuensi mesin dan getaran yang dirasakan

manusia ............................................................................................ 26

Gambar 2.4 Hubungan antara frekuensi dan getaran yang dihasilkan saat mesin

beroperasi .......................................................................................... 27

Gambar 3.1 Mesin Turbin Tipe HLA575C-WJ-62 .............................................. 28

Gambar 3.2 Dimensi pondasi persegi, (a) tampak 3 dimensi, (b) tampak potongan

melintang. ................................................................................................... 29

Gambar 3.3 Diagram Alir .................................................................................... 32

Gambar 4.1 Pengaruh panjang pondasi terhadap amplitudo vertikal dengan nilai

B = 3,00 m, = 14 kN/m3 dan v = 0,4.............................................. 49

Gambar 4.2 Pengaruh modulus geser terhadap amplitudo vertikal dengan nilai

B = 3,00 m, = 14 kN/m3 dan v = 0,4 .............................................. 50

Gambar 4.3 Pengaruh panjang pondasi terhadap amplitudo horizontal dengan

nilai B = 3,00 m, = 14 kN/m3 dan v = 0,4 ...................................... 50

Gambar 4.4 Pengaruh modulus geser terhadap amplitudo horizontal dengan nilai

B = 3,00 m, = 14 kN/m3 dan v = 0,4 .............................................. 51

Gambar 4.5 Pengaruh lebar pondasi terhadap amplitudo rocking dengan nilai

B = 3,00 m, = 14 kN/m3 dan Nilai v = 0,4 ..................................... 51

Gambar 4.6 Pengaruh modulus geser terhadap amplitudo rocking dengan nilai

B = 3,00 m, = 14 kN/m3 dan v = 0,4 .............................................. 52


commit to user

xiii

DAFTAR NOTASI

γ Berat isi tanah

G Modulus geser

v Poisson rasio

𝑄𝑜 Gaya luar

m Massa mesin

e Eksentrisitas

ω Frekuensi mesin

g Gravitasi

𝐵𝑟𝑡𝑟 Berat rotor

π Phi

𝑓𝑚𝑠𝑛 Kecepatan mesin

𝑟𝑜 Radius ekivalen

B Lebar pondasi

L Panjang pondasi

h Tinggi penanaman

T Tinggi pondasi

𝐾𝑧 Konstanta pegas vertikal

𝐾𝑥 Konstanta pegas horizontal

𝐾𝜑 Konstanta pegas rocking

𝜂𝑧 Koefisien penanaman vertikal

𝜂𝑥 Koefisien penanaman horizontal

𝜂𝜑 Koefisien penanaman rocking

𝐵𝑧 Koefisien pondasi persegi vertikal

𝐵𝑥 Koefisien pondasi persegi horizontal

𝐵𝜑 Koefisien pondasi persegi rocking

r Rasio frekuensi

𝐷𝑧 Rasio damping vertikal


commit to user

xiv

𝐷𝑥 Rasio damping horizontal

𝐷𝜑 Rasio damping rocking

𝜔𝑛𝑧 Frekuensi natural vertikal

𝜔𝑛𝑥 Frekuensi natural horizontal

𝜔𝑛𝜑 Frekuensi natural rocking

𝐴𝑧 Amplitudo vertikal

𝐴𝑥 Amplitudo horizontal

𝐴𝜑 Amplitudo rocking

𝛼𝜑 Rasio penanaman

𝑛𝜑 Faktor rasio massa

𝑀𝑚𝑜 Momen massa

M Pembesaran dinamis

z Titik berat pondasi dan mesin

𝜎 Tegangan ijin

𝑞𝑢 Daya dukung tanah

c Kohesi tanah

ϕ Sudut geser tanah

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK … · Pengaruh Luas Penampang Pondasi Mesin Jenis Blok...

Documents

Transcript of PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK … · Pengaruh Luas Penampang Pondasi Mesin Jenis Blok...