PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016

(1)

commit to user

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 1114079

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

(2)

(3)

(4)

commit to user

iv

MOTTO

“Banyak kegagalan dalam hidup ini dikarenakan orang – orang tidak menyadari betapa dekatnya mereka dengan keberhasilan saat mereka menyerah”

(5)

commit to user

v

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

(6)

commit to user

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 2016.

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 2020. 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/m3, modulus geser (G) 2500 kN/m2, 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/m2_{dari 20000} kN/m2 hingga 30000 kN/m2 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/m3_{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/m3_{, 14,5 kN/m}3_{, 15} kN/m3, 15,5 kN/m3, dan 16 kN/m3, tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan terhadap amplitudo.

(7)

commit to user 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 2016.

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 2020. 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/m3, the shear modulus (G) 2500 kN/m2, and the Poisson ratio (v) 0.05. 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/m2_{of 20000 kN/m}2_{up to 30000 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/m3 of 14 kN/m3 up to 16 kN/m3 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/m3, 14.5 kN/m3, 15 kN/m3, 15.5 kN/m3, and 16 kN/m3, Showed no significant difference against the amplitude.

Keywords: machines foundation, foundation type block, amplitude, lump parameter system.

(8)

commit to user

vi

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 2014. 10. 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

(9)

commit to user

ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN ... ii

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

MOTTO ... iv

PERSEMBAHAN ... v

ABSTRAK ... vi

ABSTRACT ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR TABEL ... xi

DAFTAR GAMBAR ... xii

DAFTAR NOTASI ... xiii

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1 1.2. Rumusan Masalah ... 3 1.3. Batasan Masalah... 3 1.4. Tujuan Penelitian ... 4 1.5. Manfaat Penelitian ... 4

BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka ... 5

2.2. Dasar Teori ... 6

2.2.1. Tanah berbutir halus ... 6

2.2.2. Pondasi Mesin ... 8

2.2.3. Kategori Mesin ... 9

2.2.4. Metode Analisa Akibat Beban Statis ... 10

2.2.5. Metode Analisa Akibat Beban Dinamis ... 12

2.2.6. Derajat Kebebasan Pondasi ... 14

(10)

commit to user

x

2.2.8. Pengaruh Geoteknik ... 18

2.2.9. Analisa Perhitungan Amplitudo ... 22

2.2.10. Analisis Getaran Kopel ... 23

2.3. Syarat Keamanan Desain ... 25

BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1. Pengumpulan Data ... 28

3.2. Alat Bantu Penelitian ... 29

3.3. Analisis Data ... 29

3.3.1. Analisis Beban Mati ... 29

3.3.2. Analisis Beban Hidup ... 30

3.3.3. Analisis Statis ... 30

3.3.4. Analisis Dinamis ... 30

3.4. Cek Syarat Kemanan ... 31

3.5. Menganalisa Hasil Perhitungan... 31

3.6. Diagram Alir Penelitian ... 32

BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1. Analisa Perhitungan Gaya Mesin ... 33

4.1.1. Data Penelitian... 33

4.1.2. Beban Mati Akibat Pondasi dan Mesin ... 34

4.1.3. Beban Hidup yang Terjadi... 35

4.2. Analisis Statis Pondasi dan Mesin ... 35

4.3. Analisis Dinamis Pondasi dan Mesin ... 36

4.4. Syarat Keamanan ... 37

4.5. Analisa Perbandingan Luas Penampang dan Parameter Tanah Terhadap Amplitudo ... 49

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 54

5.2. Saran ... 54

(11)

commit to user

xi

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 ... 11

Tabel 2.7 Faktor rasio massa ... 20

Tabel 2.8 Nilai K Dieckman ... 25

Tabel 2.9 Kategori nilai K ... 25

Tabel 2.10 General machinery vibration ... 25

Tabel 4.1 Data Tanah ... 33

Tabel 4.2 Rangkuman perhitungan massa total ... 34

Tabel 4.3 Rangkuman perhitungan tegangan dengan berat isi () 14 kN/m3 ... 35

Tabel 4.4 Rangkuman hasil perhitungan amplitudo ... 37

Tabel 4.5 Rangkuman perhitungan tegangan statis ... 38

Tabel 4.6 Rangkuman perhitungan tegangan statis + dinamis ... 39

Tabel 4.7 Rangkuman syarat keamanan amplitudo vertikal dengan nilai K ... 45

Tabel 4.8 Rangkuman Pembesaran Dinamis ... 40

Tabel 4.9 Rangkuman perhitungan kecepatan rambat ... 41

Tabel 4.10 Rangkuman syarat keamanan amplitudo ... 42

Tabel 4.11 Rangkuman syarat keamanan amplitudo horizontal ... 44

(12)

commit to user

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Model Getaran Pondasi Jenis Blok ... 14 Gambar 2.2 Koefisien Pondasi Persegi ... 19 Gambar 2.3 Hubungan antara frekuensi mesin dan getaran yang dirasakan

manusia ... 26

Gambar 2.4 Hubungan antara frekuensi dan getaran yang dihasilkan saat mesin

beroperasi ... 27

Gambar 3.1 Mesin Turbin Tipe HLA575C-WJ-62 ... 28

Gambar 3.2 Dimensi pondasi persegi, (a) tampak 3 dimensi, (b) tampak potongan

melintang. ... 29

Gambar 3.3 Diagram Alir ... 32 Gambar 4.1 Pengaruh panjang pondasi terhadap amplitudo vertikal dengan nilai

B = 3,00 m,  = 14 kN/m3_{dan v = 0,4... 49}

Gambar 4.2Pengaruh modulus geser terhadap amplitudo vertikal dengan nilai

B = 3,00 m,  = 14 kN/m3 dan v = 0,4 ... 50

Gambar 4.3 Pengaruh panjang pondasi terhadap amplitudo horizontal dengan

nilai B = 3,00 m,  = 14 kN/m3_{dan v = 0,4 ... 50}

Gambar 4.4 Pengaruh modulus geser terhadap amplitudo horizontal dengan nilai B = 3,00 m,  = 14 kN/m3 dan v = 0,4 ... 51

Gambar 4.5 Pengaruh lebar pondasi terhadap amplitudo rocking dengan nilai B = 3,00 m,  = 14 kN/m3 dan Nilai v = 0,4 ... 51

Gambar 4.6 Pengaruh modulus geser terhadap amplitudo rocking dengan nilai B = 3,00 m,  = 14 kN/m3 dan v = 0,4 ... 52

(13)

commit to user

xiii

DAFTAR NOTASI

γ Berat isi tanah

G Modulus geser v Poisson rasio 𝑄_𝑜 Gaya luar m Massa mesin e Eksentrisitas ω Frekuensi mesin g Gravitasi 𝐵𝑟𝑡𝑟 Berat rotor π Phi 𝑓𝑚𝑠𝑛 Kecepatan mesin 𝑟_𝑜 Radius ekivalen B Lebar pondasi L Panjang pondasi h Tinggi penanaman T Tinggi pondasi

𝐾_𝑧 Konstanta pegas vertikal 𝐾𝑥 Konstanta pegas horizontal 𝐾𝜑 Konstanta pegas rocking 𝜂_𝑧 Koefisien penanaman vertikal 𝜂_𝑥 Koefisien penanaman horizontal 𝜂_𝜑 Koefisien penanaman rocking 𝐵𝑧 Koefisien pondasi persegi vertikal 𝐵_𝑥 Koefisien pondasi persegi horizontal 𝐵_𝜑 Koefisien pondasi persegi rocking

r Rasio frekuensi

(14)

commit to user

xiv 𝐷𝑥 Rasio damping horizontal

𝐷_𝜑 Rasio damping rocking 𝜔_𝑛𝑧 Frekuensi natural vertikal 𝜔_𝑛𝑥 Frekuensi natural horizontal 𝜔𝑛𝜑 Frekuensi natural rocking 𝐴_𝑧 Amplitudo vertikal 𝐴_𝑥 Amplitudo horizontal 𝐴_𝜑 Amplitudo rocking

𝛼_𝜑 Rasio penanaman

𝑛_𝜑 Faktor rasio massa

𝑀_𝑚𝑜 Momen massa

M Pembesaran dinamis

z Titik berat pondasi dan mesin

𝜎̅ Tegangan ijin

𝑞_𝑢 Daya dukung tanah

c Kohesi tanah