ANALISA PERHITUNGAN TEGANGAN YANG TERJADI PADA LENGAN TOWER CRANE UNTUK PEMBANGUNAN RUMAH SAKIT PENDIDIKAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik MUHAMMAD SAJALI NIM : 080421001 DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010
KATA PENGANTAR Puji syukur Alhamdulillah atas kehadirat Allah SWT atas segala rahmat serta hidayah-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan skripsi yang berjudul ANALISA PERHITUNGAN TEGANGAN YANG TERJADI PADA LENGAN TOWER CRANE UNTUK PEMBANGUNAN RUMAH SAKIT PENDIDIKAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA. Laporan skripsi ini merupakan tugas akhir bagi mahasiswa dalam menyelesaikan studinya di Departemen Teknik Mesin, Universitas Sumatra Utara untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik (ST). Dalam usaha menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapatkan bimbingan, bantuan, dan dorongan dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya kepada : 1. Orang tua dan keluarga tercinta atas doa, bimbingan, perhatian, dan kasih sayang yang selalu tercurah selama ini. 2. Bapak Ir. Tugiman, MT selaku dosen pembimbing penulis, yang telah banyak mendidik, membimbing, mengarahkan dan membantu penulis dalam menyelesaikan laporan skripsi ini. 3. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik Mesin. 4. Bapak dan Ibu dosen di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatra Utara yang telah mendidik penulis selama kuliah.
5. Bapak dan Ibu staff pegawai yang banyak membantu penulis selama kuliah di Depatemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 6. Rekan-rekan mahasiswa di departemen teknik mesin : Roni Novison, Kurniawan dan teman-teman ekstensi yang telah banyak mendukung dan membantu penulis dalam menyelesaikan laporan skripsi ini. 7. Dan semua orang baik di dunia ini yang tidak dapat penulis sebutkan satupersatu disini. Besar harapan penulis bahwa buku Tugas Akhir ini dapat memberikan informasi dan manfaat bagi pembaca pada umumnya dan mahasiswa Jurusan Teknik Mesin pada khususnya. Medan, Desember 2010 Penulis, Muhammad Sajali NIM: 08 0421 001
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... LEMBAR PENGESAHAN DARI PEMBIMBING... LEMBAR PERSETUJUAN DARI PEMBANDING... SPESIFIKASI TUGAS... LEMBAR EVALUASI SEMINAR SKRIPSI... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR NOTISI/ISTILAH... i ii iii iv v vi viii xi xii xv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Tujuan Skripsi... 2 1.3 Batasan Masalah... 2 1.4 Metode Penulisan... 3 1.5 Sistemakita Penulisan... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Mesin Pemindah Bahan... 5 2.2 Klasifikasi Mesin Pemindah Bahan... 6 2.3 Dasar Pemilihan Mesin Pemindah Bahan... 6 2.4 Klasifikasi Crane... 8 2.4.1 Crane Putar Stasioner... 8 2.4.2 Crane Dengan Lintasan Rel... 8 2.4.3 Crane Lapangan Kasar... 9 2.4.4 Crane Lokomotif atau Traktor Rantai... 9 2.4.5 Crane Tipe Jembatan... 9 2.5 Tower Crane... 12 2.5.1 Kriteria Pemilihan Tower Crane... 12 2.5.2 Komponen Utama Tower Crane... 12 2.5.3 Cara Kerja Tower Crane... 14 2.6 Spesifikasi Perencanaan... 18 2.7 Analisa Tegangan Pada Tali... 19 2.8 Gaya Geser dan Momen Lentur... 24 2.9 Tegangan Normal... 27 2.10 Tegangan Utama dan Lingkaran Tegangan Mohr... 29 BAB III ANALISA DAN PERHITUNGAN GAYA-GAYA LUAR DAN DALAM 3.1 Besar Gaya Reaksi... 31 3.2 Analisa dan Perhitungan Gaya-gaya Dalam (gaya normal, gaya
geser dan momen... 35 3.2.1 Potong sepanjang 0 X 1 19, 5 m... 3.2.2 Potong sepanjang 0 X1 89, 5m... 35 38 3.2.2.1 Potongan Sepanjang 30 m... 38 3.2.2.2 Potongan Sepanjang 40 m... 39 3.2.2.3 Potongan Sepanjang 50 m... 40 3.2.2.4 Potongan Sepanjang 60 m... 41 3.2.2.5 Potongan Sepanjang 70 m... 42 3.2.2.6 Potongan Sepanjang 80 m... 43 3.2.2.7 Potongan Sepanjang 89,5 m... 44 BAB IV ANALISA DAN PERHITUNGAN TEGANGAN 4.1 Analisa dan Perhitungan Tegangan... 48 4.2 Analisa dan Perhitungan Tegangan Lentur... 49 4.3 Analisa dan perhitungan tegangan Utama (Vonmisses)... 51 4.4 Penggambaran Lingkaran Mohr... 55 4.5 Hasil Analisa... 56 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan... 58 5.2 Saran... 58 DAFTAR PUSTAKA... 60 LAMPIRAN... 61
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Menentukan Harga NB... 21 Tabel 3.1 Data Potongan Sepanjang 0 X1 19, 5m... 36 Tabel 3.2 Data Potongan Sepanjang 19,5 m X 1 89, 5 m... 45 Table 4.1 Tabel Luas Penampang Total... 50 Table 4.2 Tabel Hasil PerhitunganTegangan... 52
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Crane Dinding... 10 Gambar 2.2 Crane Palang... 10 Gambar 2.3 Overhead Crane with Single Girder... 10 Gambar 2.4 Overhead Crane with double Girder... 11 Gambar 2.5 Crane semi gantry... 11 Gambar 2.6 Crane gantry... 11 Gambar 2.7 Bagian-bagian utama Tower Crane... 14 Gambar 2.8 Gerakan angkat turun... 15 Gambar 2.9 Gerakan trolly jalan mendatar... 16 Gambar 2.10 Gambar posisi troli di ujung lengan... 17 Gambar 2.11 Gambar boom berputar... 17 Gambar 2.12 Data ukuran tower crane... 19 Gambar 2.13 Konstruksi serat tali baja... 20 Gambar 2.14 Diagram sistem dan diagram number of band... 21 Gambar 2.15 Pembebanan pada batang cantilever... 25 Gambar 2.16Potongan benda bebas... 25 Gambar 2.17Batang kantilever yang mendapat beban diujung... 26 Gambar 2.18Sebuah batang yang mengalami pembebanan tarik sebesar... 27 Gambar 2.19Segmen batang yang sudah diberikan pembebanan tilever... 28 Gambar 2.20 Lingkaran Tegangan Mohr... 30 Gambar 3.1 Struktur Lengan Tower Crane... 31 Gambar 3.2 Beban Berbagi Rata... 31
Gambar 3.3 Gaya yang Bekerja pada Lengan Tower Crane... 32 Gambar 3.4 Kesetimbangan beban... 32 Gambar 3.5 Potong Sepanjang 44,5 m... 33 Gambar 3.6 Potong Sepanjang 45 m... 34 Gambar 3.7 Potongan Sepanjang 19,5 m... 35 Gambar 3.8 Grafik Gaya Geser vs Jarak... 37 Gambar 3.9 Grafik Momen vs Jarak... 37 Gambar 3.10 Gaya Gaya Dalam Sepanjang 30 m... 38 Gambar 3.11 Gaya Gaya Dalam Sepanjang 40 m... 39 Gambar 3.12 Gaya Gaya Dalam Sepanjang 50 m... 40 Gambar 3.13 Gaya Gaya Dalam Sepanjang 60 m... 41 Gambar 3.14 Gaya Gaya Dalam Sepanjang 70 m... 42 Gambar 3.15 Gaya Gaya Dalam Sepanjang 80 m... 43 Gambar 3.16 Gaya Gaya Dalam Sepanjang 89,5 m... 44 Gambar 3.17 Grafik Momen Vs Jarak pada 0 X1 89, 5 m... 46 Gambar 3.18 Grafik Gaya Geser Vs Jarak pada 0 X1 89, 5m... 46 Gambar 4.1 Bentuk Penampang Tegangan Geser... 48 Gambar 4.2 Bentuk Penampang Tegangan... 49 Gambar 4.3 Grafik Tegangan Geser Vs Jarak... 53 Gambar 4.4 Grafik Tegangan Lentur Vs Jarak... 53 Gambar 4.5 Grafik Tegangan Utama (Vonmises Max) Vs Jarak... 54 Gambar 4.6 Lingkaran tegangan mohr... 55
DAFTAR NOTASI Simbol Arti Satuan F Gaya N m Massa kg g Gravitasi 2 m / s P Gaya N M Momen Lentur N. m V Gaya Geser N A Luas Penampang 2 m τ g Tegangan Geser k Pa σ L Tegangan Lentur k Pa I Momen Inersia 4 m y Titik Berat m σ max Tekanan Permukaan Maksimal k Pa σ min Tekanan Permukaan Minimal k Pa