PERANCANGAN TOWER CRANE KAPASITAS 10 TON DENGAN TINGGI ANGKAT 47 METER DAN RADIUS 54 METER TUGAS AKHIR

i

PERANCANGAN TOWER CRANE KAPASITAS 10 TON DENGAN TINGGI ANGKAT 47 METER

DAN RADIUS 54 METER

TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin

Disusun Oleh :

ROMANSYAH ABU RIZAL BACHRI 201210120311086

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2019

iii

iv

v

vi

vii

Perancangan Tower Crane Kapasitas 10 Ton dengan Tinggi Angkat 47 Meter dan Radius 54 Meter

Romansyah Abu Rizal Bachri

Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang Jl. Raya Tlogomas No. 246, Malang, Indonesia

Telp. (0341) 464318 Fax. (0341) 460782 Malang 65144 e-mail: romances87@gmail.com

Abstrak

Dalam pembangunan gedung kuliah bersama (GKB) 4 Universitas Muhammadiyah Malang terdapat sebuah tower crane yang digunakan untuk mengangkat material dan struktur bangunan yang akan dipasang pada gedung, dengan kapasitas angkat 6 ton, radius kerja 56 meter dan tinggi angkat 47 meter. Dari data spesifikasi tower crane yang didapat, maka direncanakan perancangan tower crane dengan kapasitas angkat yang lebih besar yaitu 10 ton. Tujuan dari perancangan ini yaitu untuk merancang tower crane pada bagian mast section dengan profil yang sesuai, yang mampu menopang beban angkat mencapai 10 ton serta beban dari struktur yang berada diatasnya. Tahapan perancangan yaitu pengumpulan data, pembuatan konsep desain, perhitungan perancangan, pemilihan spesifikasi bahan dan pembuatan desain gambar. Tinggi mast section 3 meter, dan disusun hingga ketinggian 45 m. Mast section menggunakan profil persegi HSS (Hollow Structural Steel), dengan gaya kritis batang 921,157,78 N. Defleksi elastis yang terjadi pada tower crane sebesar 2,49 m. Tekanan angin tower crane pada ketinggian 50 – 60 m sebesar 543,7 N/m² Gaya angin pada ketinggian mast section 40 – 45 sebesar 772,12 N/m Kata kunci: tower crane, 10 ton, mast section

viii

Design of Tower Crane with a Capacity 10 Tons with a Lift Height of 47 Meter and a Radius of 54 Meter

Romansyah Abu Rizal Bachri

Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, University Muhammadiyah Malang

Jl. Raya Tlogomas No. 246, Malang, Indonesia Telp. (0341) 464318 Fax. (0341) 460782 Malang 65144

e-mail: romances87@gmail.com

Abstract

In the construction of the college building (GKB) 4 of the University of Muhammadiyah Malang, there is a tower crane that is used to lift the material and structure of the building to be installed in the building, with a lifting capacity of 6 tons, a working radius of 56 meters and lift height of 47 meters. From the tower crane specification data, it is planned to design a tower crane with a larger lifting capacity of 10 tons. The purpose of this design is to design a tower crane in the mast section with the appropriate profile, which can support a lifting load of up to 10 tons and the load of the structure above it. The design stages are data collection, design concept making, design calculation, material specification selection and drawing design. Mast section height of 3 meters, and assembled to a height of 45 m. The mast section uses a square profile of HSS (Hollow Structural Steel), with a stem critical force of 921,157.78 N. The elastic deflection that occurs in the tower crane is 2.49 m. Tower crane wind pressure at an altitude of 50 - 60 m at 543.7 N / m². Wind force at mast height section 40 - 45 is 772.12 N / m

Keywords: tower crane, 10 ton, mast section

ix

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb

Alhamdulillahirobbil’alamin, rasa syukur yang tak terhingga penulis sampaikan kepada Allah SWT, atas kasih sayang-NYA sehingga penulis mampu menyelesaikan tugas akhir skripsi sebagai syarat untuk memperoleh gelar sarjana teknik mesin di Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang dengan Judul “PERANCANGAN TOWER CRANE KAPASITAS 10 TON DENGAN TINGGI ANGKAT 47 METER DAN RADIUS 54 METER”. Sholawat serta salam tetap tercurah kepada Rosulullah SAW, sang pendidik umat sepanjang zaman.

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini dapat diselesaikan atas bantuan dan motivasi dari berbagai pihak. Oleh karena itu dengan hati yang ikhlas penulis menghaturkan rasa hormat dan terima kasih kepada :

1. Kedua orang tua, Suprayitno dan Rini Astuti yang selalu memberikan bantuan materiil maupun non materiil, terimakasih atas semua kasih sayang, bimbingan, doa, dan dukungan yang tak pernah henti diberikan kepadaku selama ini, serta pengorbanan-pengorbanan yang telah beliau berikan demi masa depanku. Semoga papa dan mama selalu panjang umur dan sehat selalu.

2. Bapak Ir. Ali Saifullah, MT. Selaku Dosen Pembimbing 1, yang telah memberikan bimbingan serta arahan selama penyusunan skripsi ini dilakukan.

3. Bapak Ir. Ali Mokhtar, MT. Selaku Dosen Pembimbing 2 yang telah memberikan masukan ide, serta saran dan cara-cara penulisan sehingga terselesaikannya skripsi ini.

4. Bapak Murjito, ST. MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin UMM, yang telah memberikan bimbingan serta arahan selama penyusunan skripsi ini dilakukan.

5. Bapak/Ibu Dosen serta staf karyawan jurusan teknik mesin yang telah membantu selama proses belajar dan terselesaikannya skripsi ini.

6. Adikku Gilang dan semua sanak keluarga besar yang selalu memberikan semangat, kasih sayang, dan dukungan.

x

7. Sahabatku Bagus Besari, Danang Yekti, Muhammad Hasanuddin, Julius Lucky, Riki Rangga terimakasih atas motivasi yang selalu kalian berikan untukku.

8. Teman-teman Teknik Mesin angkatan 2012 terkhusus kelas mesin B, terimakasih atas doa, semangat, dan dukungannya.

Semoga Allah SWT, senantiasa memberikan balasan terbaik, melimpahkan rahmat dan mempermudah dalam segala urusan baik di dunia maupun di akhirat nanti.

Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi semua pihak yang berkepentingan termasuk penulis sendiri. Namun demikian tiada manusia yang sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun agar bisa lebih baik untuk ke depannya.

Malang, 20 Juli 2019

Romansyah Abu Rizal B.

xi

DAFTAR ISI

Lembar Judul ...i

Poster ...ii

Lembar Pengesahan ...iii

Lembar Asistensi ...iv

Lembar Surat Pernyataan Keaslian Tulisan...vi

Abstraksi Indonesia ...vii

Abstraksi Bahasa Inggris ...viii

Kata Pengantar ...ix

Daftar Isi ...xi

Daftar Gambar ...xiv

Daftar Rumus ...xv

BAB I PENDAHULUAN ...1

1.1 Latar Belakang ...1

1.2 Rumusan Masalah ...2

1.3 Tujuan Perancangan ...2

1.4 Manfaat Perancangan ...3

1.5 Batasan Masalah...3

1.6 Konsep Perancangan ...4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...7

2.1 Tower Crane ...7

2.2 Tipe Pembebanan ...8

2.2.1 Beban Struktural ...9

2.2.2 Beban Angin ...10

xii

A. Tekanan Kecepatan Angin. ...11

B. Gaya Angin Pada Objek. ...13

2.2.3 Beban Saat Beroperasi ...17

2.2.4 Beban Saat Tidak Beroperasi ...18

2.3 Defleksi Elastis Tower Crane ...18

BAB III METODE PERANCANGAN ...20

3.1 Diagram Alir Perancangan ...20

3.2 Pengumpulan Data ...21

3.3 Konsep Desain ...21

3.4 Perhitungan Perancangan ...22

3.4.1 Perhitungan Beban Angkat ...22

3.4.2 Perhitungan Beban Mati ...22

3.4.3 Perhitungan Kombinasi Beban ...23

3.4.4 Pemilihan Spesifikasi Bahan ...23

3.4.5 Perhitungan Gaya Kritis ...23

3.4.6 Perhitungan Tegangan Tekan dan Tegangan Bending ...23

3.4.7 Perhitungan Defleksi Elastis ...24

3.4.8 Perhitungan Gaya Angin ...24

3.5 Desain Gambar ...24

BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN ...25

4.1 Perhitungan Beban Angkat Tower Crane ...25

4.2 Perhitungan Beban Mati Tower Crane ...26

4.3 Perhitungan Kombinasi Beban ...28

4.3.1 Perhitungan Gaya Tekan ...28

4.3.2 Perhitungan Momen Bending ...29

4.4 Pemilihan Spesifikasi Bahan Mast Section ...30

4.5 Perhitungan Gaya Kritis Batang...37

4.6 Perhitungan Tegangan Tekan dan Tegangan Bending...40

4.7 Perhitungan Defleksi Elastis Tower Crane ...41 4.8 Perhitungan Gaya Angin ...

xiii

4.8.1 Perhitungan Tekanan Angin ...43

4.8.2 Perhitungan Gaya Angin ...45

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...59

5.1 Kesimpulan ...59

5.2 Saran ...60

Daftar Pustaka ...61 Lampiran ...

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Konsep desain perancangan tower crane kapasitas 10 ton ...5

Gambar 2.1 Sebuah tower crane di kota kecil Amerika serikat. ...8

Gambar 2.2 Pecco SN160 luffing boom tower crane dengan top slewing ...8

Gambar 2.3 Luffing jib tower crane dengan bottom slewing ...9

Gambar 2.4 Self-erecting tower crane with a telescoping mast ...9

Gambar 2.5 Pemodelan tower crane untuk menghitung defleksi elastis. ...19

Gambar 3.1 Konsep awal desain...21

Gambar 4.1 Bagian utama tower crane yang menunjukkan adanya beban diatas mast section / menara ...26

Gambar 4.2 Diagram benda bebas tower crane ...28

Gambar 4.3 Profil persegi berongga ...31

Gambar 4.4 Penampang struktur mast section...32

Gambar 4.5 Dimensi profil batang utama ...32

Gambar 4.6 Dimensi profil batang horizontal ...35

Gambar 4.7 Batang tekan dengan tumpuan jepit – bebas ...37

Gambar 4.8 Mast section 3 dimensi...39

Gambar 4.9 Area gaya angin pada mast section. ...45

Gambar 4.10 Area gaya angin pada slewing dan mast top. ...48

Gambar 4.11 Area gaya angin pada ketinggian 50 – 60 meter ...52

xv

DAFTAR RUMUS

Rumus 2.1 Hubungan tekanan statis ...11

Rumus 2.1a Hubungan tekanan statis satuan Amerika Serikat ...11

Rumus 2.1b Hubungan tekanan statis satuan Internasional ...12

Rumus 2.2 Variasi kecepatan dengan ketinggian h ...12

Rumus 2.3 Gaya yang diberikan angin pada objek ...16

Rumus 2.4a Gaya angin Satuan Standar Amerika ...17

Rumus 2.4b Gaya angin Satuan Standar Internasional ...17

Rumus 2.5 Perpindahan menara atas dari garis tengah δc ...18

Rumus 2.6 Efek kolom gelagar ...18

61

DAFTAR PUSTAKA

Hasanuddin, Muhammad. 2019. Perancangan Tower Crane Kapasitas 10 ton dengan Tinggi Angkat 47 meter dan radius 54 meter, Skripsi Gelar Sarjana (S1) Universitas Muhammadiyah Malang

.

Kurniawan, Ade. 2007. Struktur Rangka Batang Tower di. di download pada 21 Juli 2019.

Mechanical Engineering Department, Crane, Carlos III University di download pada 23 Oktober 2017.

Muhib Zainuri, Achmad. 2006. Mesin Pemindah Bahan Edisi Pertama. Yogyakarta : Andi Offset.

Saifullah, Ali. 2012. Materi Perkuliahan Pengantar Teknik Mesin (Buckling). Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang.

Shapiro, Lawrence K., p.e. and Shapiro, Jay P., p.e. 2006. Cranes and Derricks.

Newyork: The McGraw-Hills Companies. Pdf. di download pada 10 Januari 2017