STUDI KEKUATAN TOWER SUTT 150 KV TERHADAP VARIASI BEBAN ANGIN

Transkripsi

1 STUDI KEKUATAN TOWER SUTT 150 KV TERHADAP VARIASI BEBAN ANGIN RATIH REPLANINGRUM NRP KAMIS, 01 JULI 2010 PROGRAM SARJANA LINTAS JALUR JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2010

2 MATERI TUGAS AKHIR PENDAHULUAN METODOLOGI PRELIMINARY DESIGN PEMBEBANAN PERHITUNGAN STRUKTUR KESIMPULAN GAMBAR - GAMBAR

3 PENDAHULUAN LATAR BELAKANG 1. Peningkatan kebutuhan tenaga listrik diakibatkan oleh peningkatan kesejahteraan masyarakat serta perkembangan industri di Indonesia. 2. PLN memerlukan sarana dan prasarana untuk dapat menyalurkan energi listrik dari satu tempat ketempat lain. Salah satunya dengan saluran transmisi listrik. 3. Variasi Beban Angin dipilih sebagai studi analisis dan modifikasi desain perkuatan steel tower karena wilayah Indonesia yang mempunyai kecepatan angin yang kuat, stabil dan kecil kemudian membandingkannya dengan desain awal.

4 PENDAHULUAN PERUMUSAN MASALAH Bagaimana Merencanakan dan Memodifikasi Pembangunan Jaringan Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 150 kilo Volt (kv). TUJUAN PERANCANGAN Dapat merencanakan pembangunan jaringan saluran udara tegangan tinggi (SUTT) 150 kilo volt (kv) yang mampu menahan terhadap variasi beban angin (preliminary design, menentukan pembebanan, melakukan analisa dan kontrol terhadap profil yang dipakai, memvisualisasikan dalam bentuk penggambaran)

5 PENDAHULUAN RUANG LINGKUP 1. Melakukan perhitungan desain struktur tower dengan menggunakan software Microstran Tower version 6.0 dan tidak mengacu specifikasi teknis kepada rencana kerja dan syarat (RKS). 2. Tidak membahas mengenai metode pelaksanaan. 3. Melakukan pendetailan struktur tower tanpa pondasinya.

6 METODOLOGI

7 PRELIMINARY DESIGN DESAIN RENCANA 1. Data kondisi lingkungan (Environmental data) - Maximum operating temperature 90 C - Minimum operating temperature 10 C - Mean temperature (untuk desain) Padang 23 C Semarang 26 C Kupang 25 C - Basic wind Speed Exisisting 43,82 m/s Padang 24,37 m/s Semarang 30,58 m/s Kupang 20,82 m/s 2. Faktor Keutamaan (Line reability factor (table 3.1) = 2) ; L.F.=1,15

8 PRELIMINARY DESIGN DESAIN RENCANA POTONGAN K-K POTONGAN J-J POTONGAN D-D POTONGAN I-I POTONGAN H-H POTONGAN C-C POTONGAN G-G POTONGAN F-F POTONGAN B-B POTONGAN E-E VIEW 1-1 POTONGAN A-A

9 PRELIMINARY DESIGN DESAIN RENCANA Gambar Lay Out Tower SUTT Kecepatan angin pada daerah Padang, Semarang dan Kupang berdasarkan distribusi kecepatan angin 50 tahunan

10 PRELIMINARY DESIGN DATA BAHAN Type of Material Standart Grade Steel Strukture - Steel Shapes & Plates * Mild Steel * High Tensile BJ 37 / BS Grade 50C / ASTM A 36 / JIS G Grade SS400 BJ 52 / BS Grade 43A / JIS G Grade SS540 fy = 245 Mpa fy = 360 Mpa Bolt & Nut - Splice Bolts ASTM A394 fy = 247 Mpa Anchor Bolts - Grade of Bolt ASTM A Galvanzed - Hot Dipped Galvanzed Concrete (fc') 19 Mpa ( 28 days )/ K-225 Welding Electrodes AWS D1.1 E60XX fy = 345 Mpa

11 PRELIMINARY DESIGN DESAIN AWAL PROFIL Sect Size L M Berat m Kg Kg/m L 45X45X4 316,5 867,1 2,74 L 50X50X4 348,5 1064,2 3,05 L 50X50X5 106,0 399,5 3,77 L 60X60X6 179,1 971,7 5,43 L 65X65X6 353,2 2063,0 5,84 L 70X70X6 75,4 481,3 6,38 L 80X80X6 210,2 1542,6 7,34 L 50X50X4 72,9 222,6 3,05 L 90X90X7 314,2 3008,9 9,58 L 100X100X8 32,1 390,2 12,16 L 100X100X10 19,2 287,0 14,95 L 120X120X11 21,2 420,1 19,82 L 130X130X12 158,3 3698,9 23,37 L 55X55X5 156,7 645,9 4,12 L 60X60X5 163,5 747,2 4,57 L 50X50X6 30,9 138,0 4,47 Wt = 16948,2

12 PEMBEBANAN PEMBEBANAN 1. Perhitungan Beban Mati Berat sendiri struktur tower. Berat Konduktor Berat Kabel ground Berat Bahan Insulator 2. Perhitungan Beban Angin Beban Angin Pada Struktur Tower AA4+0 (Suspension Tower) Beban Angin Pada Elemen Kabel ( konduktor dan kawat tanah) Angin pada Struktur Tower arah sudut 0 degree 3. Perhitungan Beban Gempa

13 PERHITUNGAN STRUKTUR 1. Perhitungan Struktur Kontrol Dimensi Batang Kontrol Penampang (Local buckling) Kontrol Komponen Struktur Kontrol kelangsingan Slenderness ratio Tegangan yang diijinkan Tegangan yang terjadi Kontrol kekuatan Rasio tekan dan tarik 2. Perencanaan Sambungan Rencana Tebal Pelat Kuat leleh Kuat putus Rencana Baut Kuat tarik baut (bolt tension capacity) Kontrol Kuat Tarik Profil 3. Chek Profil Stub Angle

14 KESIMPULAN KESIMPULAN Perencanaan ulang tower yang sudah ada (existing tower), dilakukan untuk memodifikasi kecepatan angin tahunan maksimum berdasarkan distribusi 50 tahunan untuk wilayah Padang dan Semarang, dan berdasarkan distribusi 3 tahunan untuk wilayah Kupang. Tujuan penulisan ini adalah melakukan studi perkuatan pada tower saluran tegangan tinggi tipe AA4+6 suspension akibat adanya variasi kecepatan angin. Studi kasus menggunakan existing tower dengan tinggi 65,4 meter yang akan ditinjau terhadap variasi kecepatan angin. Standart atau code yang dipakai dalam perencanaan Saluran Udara Tegangan Tinggi ini adalah Standart Amerika (ASCE = American Society of Civil Engineers Design of Latticed Steel Transmission Structures) untuk perhitungan analisa strukturnya, sedangkan untuk analisa pembebanannya digunakan (ASCE 7-98 = American Society of Civil Engineers Minimum Design Load for Buildings and other Structures, Revision of ANSI/ASCE 7-95) sedangkan petunjuk design pembebanannya (step by step) mengacu ASCE Manuals and Reports on Engineering Practice No. 74 (Guidelines for Electrical Transmission Line Structural Loading). Perkuatan tower dilakukan dengan mengunakan software MS TOWER V6. Dari hasil analisa diperlukan penambahan dimensi pada cross arm, xbracing dan redundant seperti profil siku 45x45x4, 50x50x4, 50x50x5, 55x55x5 dan profil siku 80x80x6 untuk memperkuat tower sesuai dengan daerah yang ditinjau.

15 GAMBAR -GAMBAR Fu = 4075kg/cm² t = 2cm Panel Section Member ID dia. Of Bolt Single / double Shear Allow. bearing allow. Pu allow Pultimate Pultimate n n Ratio Jarak baut ke tepi (cm) s min f min Remarks ( mm ) Shear ( kg ) ( kg ) ( kg ) ( kg ) ( kg ) e1 e2 e3 e min cm L Single 6107, , ,26 587,76 705,32 0,10 2 0,06 0,90 2,34 2,90 0,90 1,98 0,76 LEG L Single 6107, , ,60 763,87 916,64 0,2 2 0,08 0,79 2,34 2,90 0,79 1,87 0,68 X BRACING 3L Single 6107, , ,60 279,61 335,53 0,1 2 0,03 0,79 2,34 2,90 0,79 1,87 0, L Single 6107, , ,00 910, ,24 0,20 4 0,05 0,88 2,34 2,90 0,88 1,96 0,75 HORIZONTAL 24 5L Single 6107, , ,60 297, ,45 0,1 2 0,03 0,79 2,34 2,90 0,79 1,87 0,68 PLAN BRACING L Single 6107, , ,60 910, ,24 0,20 4 0,05 0,79 2,34 2,90 0,79 1,87 0, L Single 6107, , ,00 295,82 354,98 0,10 2 0,03 0,88 2,34 2,90 0,88 1,96 0,75 24,28 CROSS-ARM 3-8 8L Single 6107, , ,47 0,20 2 0,11 0,88 2,34 2,90 0,88 1,96 0, ,99 769,19 0,10 2 0,06 0,88 2,34 2,90 0,88 0,88 0,75 1L L L L Single 9123, , , , ,75 7,2 12 0,60 1,34 2,86 3,10 1,34 2,66 1,14 LEG 18 Single 6107, ,4 6107, , ,15 0,9 1 0,87 0,90 2,34 2,90 0,90 1,98 0,76 X BRACING 18 Single 6107, ,90 937,08 0,2 1 0,16 0,88 2,34 2,90 0,88 1,96 0,75 REDUNDANT 18 Single 6107, , ,26 145,11 174, ,03 0,90 2,34 2,90 0,90 1,98 0,76

16 GAMBAR -GAMBAR L50X5 L45X4 L50X5 L50X5 L50X5 L45X4 L50X5 L50X5 L45X4 L65X6 L65X L65X6 L65X6 L130X12 L130X12 L130X12 L55X5 L65X6 L130X12 L130X12 L130X12 L55X5

17 GAMBAR -GAMBAR MStow er V6 24 Juni :41:27 Design Ratios - % of Code Capacity >110 Z Y X theta: 300 phi: 30

18