TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Pondasi Mesin
4.1. Data Perencanaan
Perencanaan pondasi mesin ini akan menompang mesin steam turbin. Mesin steam turbin yang dibutuhkan sebesar 50 MW. Maka pada perencanaan kali ini akan dibedakan dua kelompok pondasi. Untuk kelompok I pondasi akan menopang mesin steam turbin sebesar 20 MW dengan sebanyak 2 mesin dan setiap mesin berkapasitas 10 MW. Untuk kelompok II pondasi akan menopang mesin steam turbin sebesar 30 MW dengan sebanyak 3 mesin dan setiap mesin berkapasitas 10 MW.
Data mesin sebagai berikut:
Model mesin : Siemens Steam Turbin 200 (SST 200)
Frekuensi mesin : 3000 rpm Dimensi mesin : b = 3,6 m l = 5,5 m h = 3,6 m Pusat berat mesin : 0,75 m Berat mesin (Wmesin) : 58000 Kg Massa rotor : 7560 Kg
Data selengkapnya tertera pada lampiran.
4.2. Beban Dinamis dan Beban Statis 4.2.1. Kelompok I
Pada perencanaan pondasi kelompok I menopang dua mesin pada satu pondasi mesin. Rotor mesin berputar terhadap sumbu y, sehingga memberikan gaya dinamis terhadap sumbu x dan z. Perhitungan beban dinamis sebagai berikut:
e = 1 x √12000f
mesin < 1 mil
= 1 x √3000 rpm12000
= 2 mil > 1 mil (maka diambil 1 mil)
= 1 x 0,001 x 0,0254
= 2,54 . 10-5 m ω = f mesin . 2 . 𝜋
60
= 3000 rpm . 2 . 𝜋
60
= 314,16 rad/det Maka gaya dinamis:
Qo = (mass rotor
g . e . ω2) . jumlah mesin = ( 7,56 ton
9,81 m/det2 . 2,54 . 10−5 . (314,16 rad/det )2) . 2 = 3,864 t
Gambar 4.1 Denah Pondasi Kelompok I
Selain menghitung beban dimanis, dihitung pula beban statis. Pada perencanaan kali ini terdapat dua penggolongan yaitu: ketinggian pondasi di muka tanah sama tetapi ketebalan pondasi berbeda dan ketabalan pondasi sama tetapi kedalaman penanaman pondasi berbeda. Perhitungan sebagai berikut:
Ketinggian pondasi di muka tanah sama ketebalan pondasi berbeda
Pada penggolongan ini akan direncanakan empat perbedaan ketebalan pondasi. Perhitungan di bawah ini hanya pada satu pondasi, dan tiga pondasi yang lainnya tertera pada lampiran.
Gambar 4.2 Pot. Melintang Tipe 4 untuk Ketinggian Pondasi di Muka Tanah 0,3m
Direncanakan : b = 4,6 m l = 13 m h = 0,6 m htot = 0,9 m Wpondasi = b . l . htot . BJ
= 4,6 m x 13 m x 0,9 m x 2400 Kg/m3
= 129168 Kg
Gambar 4.3 Pot. Melintang Tipe 4 untuk Ketinggian Pondasi di Muka Tanah 0,4m
Direncanakan : b = 4,6 m l = 13 m h = 0,8 m htot = 1,2 m Wpondasi = b . l . htot . BJ
= 4,6 m x 13 m x 1,2 m x 2400 Kg/m3
= 172224 Kg
Ketebalan pondasi sama tetapi kedalaman penanaman pondasi berbeda
Pada penggolongan ini akan direncanakan empat perbedaan kedalaman penanaman. Walaupun terdapat perbedaan penanaman tetapi menghitung berat pondasi tetap memakai ketebalan pondasi.
Direncanakan : b = 4,6 m l = 13 m h = 0,8 m htot = 0,9 m Wpondasi = b . l . htot . BJ
= 4,6 m x 13 m x 0,9 m x 2400 Kg/m3
= 129168 Kg
Gambar 4.4 Pot. Melintang Tipe 4 untuk Ketebalan Pondasi 0,9m
Direncanakan : b = 4,6 m l = 13 m h = 0,6 m htot = 0,6 m Wpondasi = b . l . htot . BJ
= 4,6 m x 13 m x 0,6 m x 2400 Kg/m3
= 86112 Kg
Gambar 4.5 Pot. Melintang Tipe 4 untuk Ketebalan Pondasi 0,6 m
Beban stasis bukan hanya dari berat pondasi, melainkan juga dari berat mesin. Perhitungan sebagai berikut:
Wmesin = jumlah mesin . berat mesin
Setelah berat pondasi dan berat mesin diketahui dapat dihitung berat total dan massa sebagai berikut:
Ketinggian pondasi di muka tanah sama ketebalan pondasi berbeda
Pada penggolongan ini akan direncanakan empat perbedaan ketebalan pondasi. Perhitungan di bawah ini hanya pada satu pondasi, dan tiga pondasi yang lainnya tertera pada lampiran.
Untuk ketinggian pondasi di muka tanah sebesar 0,3m.
Wmesin = jumlah mesin . berat mesin
Untuk ketinggian pondasi di muka tanah sebesar 0,4m dengan empat tipe pondasi tertera pada lampiran.
Ketebalan pondasi sama tetapi kedalaman penanaman pondasi berbeda
Pada penggolongan ini akan direncanakan empat perbedaan kedalaman penanaman. Walapun terdapat perbedaan penanaman tetapi menghitung beban pondasi tetap memakai ketebalan pondasi.
Untuk ketebalan pondasi sebesar 0,9m.
Wmesin = jumlah mesin . berat mesin
= 2 . 58000 Kg
= 116000 Kg Wtotal = Wpondasi + Wmesin
= 129168 Kg + 116000 Kg
Untuk ketebalan pondasi sebesar 0,6m dengan empat tipe pondasi tertera pada lampiran.
Setelah mengetahui nilai beban dinamis dan statis, dapat dihitung momen arah Y. Momen arah Y adalah akibat gaya dinamis yang bekerja terhadap sumbu Y.
Perhitungan sebagai berikut:
Ketinggian pondasi di muka tanah sama ketebalan pondasi berbeda
Untuk ketinggian pondasi di muka tanah sebesar 0,3m.
z =
Untuk ketinggian pondasi di muka tanah sebesar 0,4m dengan empat tipe pondasi tertera pada lampiran.
Ketebalan pondasi sama tetapi kedalaman penanaman pondasi berbeda
Untuk ketebalan pondasi sebesar 0,9m.
z =
= 1,018 m
My = Qo . (htot + pusat berat mesin – z)
= 3,864 T . (0,9 m + 0,75 m – 1,018 m)
= 2,4428 Tm
= 2442,804 Kgm
Untuk ketebalan pondasi sebesar 0,6m dengan empat tipe pondasi tertera pada lampiran.
4.2.2. Kelompok II
Pada perencanaan pondasi kelompok II menopang tiga mesin pada satu pondasi mesin. Rotor mesin berputar terhadap sumbu y, sehingga memberikan gaya dinamis terhadap sumbu x dan z. Perhitungan beban dinamis sebagai berikut:
e = 1 x √12000f
mesin < 1 mil
= 1 x √3000 rpm12000
= 2 mil > 1 mil (maka diambil 1 mil)
= 1 x 0,001 x 0,0254
= 2,54 . 10-5 m ω = f mesin . 2 . 𝜋
60
= 3000 rpm . 2 . 𝜋
60
= 314,16 rad/det Maka gaya dinamis:
Qo = (mass rotor
g . e . ω2) . jumlah mesin = ( 7,56 ton
9,81 m/det2 . 2,54 . 10−5 . (314,16 rad/det )2) . 3 = 5,796 t
Gambar 4.6 Denah Pondasi Kelompok II
Selain menghitung beban dimanis, dihitung pula beban statis. Pada perencanaan kali ini terdapat dua penggolongan yaitu: ketabalan pondasi sama tetapi kedalaman penanaman pondasi berbeda dan ketinggian pondasi di muka tanah sama tetapi ketebalan pondasi berbeda. Perhitungan sebagai berikut:
Ketinggian pondasi di muka tanah sama ketebalan pondasi berbeda
Pada penggolongan ini akan direncanakan empat perbedaan ketebalan pondasi. Perhitungan di bawah ini hanya pada satu pondasi, dan tiga pondasi yang lainnya tertera pada lampiran.
Gambar 4.7 Pot. Melintang Tipe 4 untuk Ketinggian Pondasi di Muka Tanah 0,3m
Direncanakan : b = 4,6 m l = 19,5 m h = 0,6 m htot = 0,9 m Wpondasi = b . l . htot . BJ
= 4,6 m x 19,5 m x 0,9 m x 2400 Kg/m3
= 193752 Kg
Gambar 4.8 Pot. Melintang Tipe 4 untuk Ketinggian Pondasi di Muka Tanah 0,4m
Direncanakan : b = 4,6 m l = 19,5 m h = 0,8 m htot = 1,2 m Wpondasi = b . l . htot . BJ
= 4,6 m x 19,5 m x 1,2 m x 2400 Kg/m3
= 258336 Kg
Ketebalan pondasi sama tetapi kedalaman penanaman pondasi berbeda
Pada penggolongan ini akan direncanakan empat perbedaan kedalaman penanaman. Walapun terdapat
perbedaan penanaman tetapi menghitung beban pondasi tetap memakai ketebalan pondasi.
Direncanakan : b = 4,6 m l = 19,5 m h = 0,8 m htot = 0,9 m Wpondasi = b . l . htot . BJ
= 4,6 m x 19,5 m x 0,9 m x 2400 Kg/m3
= 193752 Kg
Gambar 4.9 Pot. Melintang Tipe 4 untuk Ketebalan Pondasi 0,9m
Direncanakan : b = 4,6 m l = 19,5 m h = 0,6 m htot = 0,6 m Wpondasi = b . l . htot . BJ
= 4,6 m x 19,5 m x 0,6 m x 2400 Kg/m3
= 129168 Kg
Gambar 4.10 Pot. Melintang Tipe 4 untuk Ketebalan Pondasi 0,6 m
Beban stasis bukan hanya dari berat pondasi, melainkan juga dari berat mesin. Perhitungan sebagai berikut:
Wmesin = jumlah mesin . berat mesin
Setelah berat pondasi dan berat mesin diketahui dapat dihitung berat total dan massa sebagai berikut:
Ketinggian pondasi di muka tanah sama ketebalan pondasi berbeda
Pada penggolongan ini akan direncanakan empat perbedaan ketebalan pondasi. Perhitungan di bawah ini hanya pada satu pondasi, dan tiga pondasi yang lainnya tertera pada lampiran.
Untuk ketinggian pondasi di muka tanah sebesar 0,3m.
Wmesin = jumlah mesin . berat mesin
= 3 . 58000 Kg
= 174000 Kg Wtotal = Wpondasi + Wmesin
= 193752 Kg + 174000 Kg
= 367752 Kg m = W total
g
= 367752 Kg
9,81 m/det2
= 37487,462 Kg dt2/m
Untuk ketinggian pondasi di muka tanah sebesar 0,4m tertera pada lampiran.
Ketebalan pondasi sama tetapi kedalaman penanaman pondasi berbeda
Pada penggolongan ini akan direncanakan empat perbedaan kedalaman penanaman. Walaupun terdapat perbedaan penanaman tetapi menghitung beban pondasi tetap memakai ketebalan pondasi.
Untuk ketebalan pondasi sebesar 0,9m .
Wmesin = jumlah mesin . berat mesin
Untuk ketebalan pondasi sebesar 0,6m tertera pada lampiran.
Setelah mengetahui nilai beban dinamis dan statis, dapat dihitung momen arah Y. Momen arah Y adalah akibat gaya dinamis yang bekerja terhadap sumbu Y.
Perhitungan sebagai berikut:
Ketinggian pondasi di muka tanah sama ketebalan pondasi berbeda
Untuk ketinggian pondasi di muka tanah sebesar 0,3m.
z =
My = Qo . (htot + pusat berat mesin – z)
= 5,796 T . (0,9 m + 0,75 m – 1,018 m)
= 3,6642 Tm
= 3664,206 Kgm
Untuk ketinggian pondasi di muka tanah sebesar 0,4m tertera pada lampiran.
Ketebalan pondasi sama tetapi kedalaman penanaman pondasi berbeda
Untuk ketebalan pondasi sebesar 0,9m .
z =
Untuk ketebalan pondasi sebesar 0,6m tertera pada lampiran.
4.3. Pengaruh kedalaman Penanaman Pondasi Mesin