PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016

Transkripsi

1 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 PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016

2

3

4 MOTTO Banyak kegagalan dalam hidup ini dikarenakan orang orang tidak menyadari betapa dekatnya mereka dengan keberhasilan saat mereka menyerah (Thomas Alva Edison) iv

5 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 v

6 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 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 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/m 3, modulus geser (G) 2500 kn/m 2, 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/m 2 dari kn/m 2 hingga kn/m 2 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/m 3 dari 14 kn/m 3 hingga 16 kn/m 3 berbanding terbalik dengan amplitudo vertikal, amplitudo horizontal, dan amplitudo rocking. Perhitungan pada perubahan variasi berat isi tanah ( ) 14 kn/m 3, 14,5 kn/m 3, 15 kn/m 3, 15,5 kn/m 3, dan 16 kn/m 3, tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan terhadap amplitudo. Kata Kunci: pondasi mesin, pondasi jenis blok, amplitudo, lump parameter system.

7 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 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 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/m 3, the shear modulus (G) 2500 kn/m 2, and the Poisson ratio (v) 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/m 2 of kn/m 2 up to kn/m 2 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/m 3 of 14 kn/m 3 up to 16 kn/m 3 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/m 3, 14.5 kn/m 3, 15 kn/m 3, 15.5 kn/m 3, and 16 kn/m 3, Showed no significant difference against the amplitude. Keywords: machines foundation, foundation type block, amplitude, lump parameter system.

8 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 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 vi

9 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... HALAMAN PERSETUJUAN... HALAMAN PENGESAHAN... MOTTO... PERSEMBAHAN... ABSTRAK... ABSTRACT... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR NOTASI... i ii iii iv v vi vii viii ix xi xii xiii BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 4 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka Dasar Teori Tanah berbutir halus Pondasi Mesin Kategori Mesin Metode Analisa Akibat Beban Statis Metode Analisa Akibat Beban Dinamis Derajat Kebebasan Pondasi Analisis Dinamis Getaran commit... to user 17 ix

10 Pengaruh Geoteknik Analisa Perhitungan Amplitudo Analisis Getaran Kopel Syarat Keamanan Desain BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1. Pengumpulan Data Alat Bantu Penelitian Analisis Data Analisis Beban Mati Analisis Beban Hidup Analisis Statis Analisis Dinamis Cek Syarat Kemanan Menganalisa Hasil Perhitungan Diagram Alir Penelitian BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1. Analisa Perhitungan Gaya Mesin Data Penelitian Beban Mati Akibat Pondasi dan Mesin Beban Hidup yang Terjadi Analisis Statis Pondasi dan Mesin Analisis Dinamis Pondasi dan Mesin Syarat Keamanan Analisa Perbandingan Luas Penampang dan Parameter Tanah Terhadap Amplitudo BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA x

11 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 Tabel 2.7 Faktor rasio massa Tabel 2.8 Nilai K Dieckman Tabel 2.9 Kategori nilai K Tabel 2.10 General machinery vibration Tabel 4.1 Data Tanah Tabel 4.2 Rangkuman perhitungan massa total Tabel 4.3 Rangkuman perhitungan tegangan dengan berat isi ( ) 14 kn/m Tabel 4.4 Rangkuman hasil perhitungan amplitudo Tabel 4.5 Rangkuman perhitungan tegangan statis Tabel 4.6 Rangkuman perhitungan tegangan statis + dinamis Tabel 4.7 Rangkuman syarat keamanan amplitudo vertikal dengan nilai K Tabel 4.8 Rangkuman Pembesaran Dinamis Tabel 4.9 Rangkuman perhitungan kecepatan rambat Tabel 4.10 Rangkuman syarat keamanan amplitudo Tabel 4.11 Rangkuman syarat keamanan amplitudo horizontal Tabel 4.12 Kesimpulan hasil perhitungan xi

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Model Getaran Pondasi Jenis Blok Gambar 2.2 Koefisien Pondasi Persegi Gambar 2.3 Hubungan antara frekuensi mesin dan getaran yang dirasakan manusia Gambar 2.4 Hubungan antara frekuensi dan getaran yang dihasilkan saat mesin beroperasi Gambar 3.1 Mesin Turbin Tipe HLA575C-WJ Gambar 3.2 Dimensi pondasi persegi, (a) tampak 3 dimensi, (b) tampak potongan melintang Gambar 3.3 Diagram Alir Gambar 4.1 Pengaruh panjang pondasi terhadap amplitudo vertikal dengan nilai B = 3,00 m, = 14 kn/m 3 dan v = 0, Gambar 4.2 Pengaruh modulus geser terhadap amplitudo vertikal dengan nilai B = 3,00 m, = 14 kn/m 3 dan v = 0, Gambar 4.3 Pengaruh panjang pondasi terhadap amplitudo horizontal dengan nilai B = 3,00 m, = 14 kn/m 3 dan v = 0, Gambar 4.4 Pengaruh modulus geser terhadap amplitudo horizontal dengan nilai B = 3,00 m, = 14 kn/m 3 dan v = 0, Gambar 4.5 Pengaruh lebar pondasi terhadap amplitudo rocking dengan nilai B = 3,00 m, = 14 kn/m 3 dan Nilai v = 0, Gambar 4.6 Pengaruh modulus geser terhadap amplitudo rocking dengan nilai B = 3,00 m, = 14 kn/m 3 dan v = 0, xii

13 DAFTAR NOTASI γ G v Q o m e ω g B rtr π f msn r o B L h T K z K x K φ η z η x η φ B z B x B φ r D z Berat isi tanah Modulus geser Poisson rasio Gaya luar Massa mesin Eksentrisitas Frekuensi mesin Gravitasi Berat rotor Phi Kecepatan mesin Radius ekivalen Lebar pondasi Panjang pondasi Tinggi penanaman Tinggi pondasi Konstanta pegas vertikal Konstanta pegas horizontal Konstanta pegas rocking Koefisien penanaman vertikal Koefisien penanaman horizontal Koefisien penanaman rocking Koefisien pondasi persegi vertikal Koefisien pondasi persegi horizontal Koefisien pondasi persegi rocking Rasio frekuensi Rasio damping vertikal xiii

14 D x D φ ω nz ω nx ω nφ A z A x A φ α φ n φ M mo M z σ q u c ϕ Rasio damping horizontal Rasio damping rocking Frekuensi natural vertikal Frekuensi natural horizontal Frekuensi natural rocking Amplitudo vertikal Amplitudo horizontal Amplitudo rocking Rasio penanaman Faktor rasio massa Momen massa Pembesaran dinamis Titik berat pondasi dan mesin Tegangan ijin Daya dukung tanah Kohesi tanah Sudut geser tanah xiv