Post on 03-Apr-2018
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
1/35
PERENCANAAN PONDASI MESIN GENERATOR SET PADAPABRIK NPK SUPER PT. PUPUK KALTIM BONTANGDENGAN PERHATIAN KHUSUS PADA PENGARUH
KARET PEREDAM GETARAN
OLEH:
AFDIAN EKO WIBOWO
NRP: 3104 100 021
DOSEN PEMBIMBING:
Ir. ANANTA SIGIT SIDHARTA, M.Sc, Ph.D
TUGAS AKHIR (RC-1380)
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
2/35
LATAR BELAKANG
Pondasi yang menopang mesin dipengaruhi oleh getaran yang disebabkangaya dinamis dan juga oleh beban statis yang terjadi pada saat mesin beroperasi.
Getaran yang berlebihan dapat menyebabkan mesin rusak danmemberikan efek yang merugikan pada sruktur pondasi atau orang yang
bekerja di dekat mesin tersebut .
Karet peredam getaran ( vibration isolator ) diharapkan mampu meredamgetaran sehingga dapat miminimalkan efek yang ditimbulkan pada saatmesin beroperasi.
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
3/35
PERUMUSAN MASALAH
Bagaimana cara merencanakan desain dan elemen struktur pondasi mesin yang sesuai dengan persyaratan keamanan sertaSNI 03-2847-2002.
Bagaimana spesifikasi karet vibration isolator yang sesuai untuk
meredam getaran saat mesin beroperasi serta berapa besar bebanstatis dan dinamis yang diteruskan ke struktur pondasi.
Bagaimana menuangkan hasil perencanaan struktur pondasi mesinke dalam gambar teknik dengan bantuan program Auto CAD.
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
4/35
TUJUAN
Mendapatkan desain dan elemen struktur pondasi mesin yangsesuai dengan persyaratan keamanan serta SNI 03-2847-2002.
Mendapatkan spesifikasi karet peredam getaran ( vibrationisolator) yang sesuai untuk meredam getaran saat mesin
beroperasi serta besar beban statis dan dinamis yang diteruskan kestruktur pondasi.
Dapat menuangkan hasil perencanaan struktur pondasi mesin kedalam gambar teknik dengan bantuan program Auto CAD.
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
5/35
BATASAN MASALAH
Pembahasan hanya dilakukan pada kasus pembangunan pondasi mesin generator set pada pabrik pupuk NPK di komplek PT. Pupuk Kaltim Bontang.
Data mesin menggunakan data asli spesifikasi mesin generator set.
Data karet vibration isolator menggunakan data asli karet vibration isolator yang sesuaiuntuk mesin generator set.
Tanah dianggap homogen dengan menggunakan satu macam data tanah dan tidak membahas permasalahan dari tanah.
Pemilihan dimensi pondasi dilakukan dengan metode trial and error menggunakan bantuan program excel sampai diperoleh dimensi yang memenuhi persyaratan keamanan untuk
pondasi mesin.
Perhitungan nilai amplitudo dan frekuensi pada pondasi mesin menggunakan metode Lumped Parameter System dan tidak membahas dengan metode lain.
Tidak meninjau aspek pelaksanaan dan nilai ekonomis di lapangan.
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
6/35
FLOWCHARTMETODOLOGI
Start
Studi Literatur
Metode Lumped Parameter SystemDesain dan Persyaratan Pondasi Mesin
Pengumpulan Data
Data Tanah
Data Mesin
Data Karet Vibration isolator
A
Perencanaan Pondasi Mesin
Cek Syaratkeamanan
OK
NOT OK
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
7/35
FLOWCHARTMETODOLOGI(LANJUTAN )
Perhitungan dan Analisa pengaruh karetvibration isolator
A
Analisa Hasil Perencanaan
Kesimpulan dan Saran
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
8/35
Derajat Kebebasan Pondasi Mesin
Akibat Gaya Dinamis yang Bekerja:Translasi searah sumbu z (vertikal)Translasi searah sumbu x (lateral)Translasi searah sumbu y (longitudinal)Rotasi terhadap sumbu x (pitching)Rotasi terhadap sumbu y (rocking)Rotasi terhadap sumbu z (yawing/torsi)
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
9/35
1. P ERHITUNGAN T RIAL AND E RROR M ENCARI DIMENSIP ONDASI M ESIN
Berat dan Massa
Dicoba tebal pondasi (h) = 0,2 mTitik berat total:
mcm x 0,1100 == mcm y 25,1125 ==
mcm z 318344,08344,31 == Berat Pondasi = 2,4 tonBerat mesin = 1,56769 tonBerat total = 3,96769 tonMassa total = 0,404739 tonLuas dasar pondasi = 5 m
dimensi awal pondasi ditetapkan panjang pondasi 2,5 meter danlebar pondasi 2 meter
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
10/35
Gaya Dinamis
Rotor pada mesin berputar terhadap sumbu y sehinggamenghasilkan gaya dinamis arah sumbu x dan z sebesar
F0 = me2
dimana m adalah massa rotor .m = 337 kg = 0,337 te = eksentrisitas dari rotor, didapat dari perumusan oleh
American Petroleum Institute Standard for CentrifugalCompressors ( API Standard )e (mil) = rpm/12000 < 1.0 mil
e = 1.0 1500/12000= 2,828 mil > 1 (diambil 1 mil)= 1 x 0,001 x 0,0254= 2 ,54x10 -5 m
= 1500 rpm = 157,08 rad/secFo = 0,337 x 2,54x10 -5 x 157,08 2 = 0,211 tGaya horizontal F o bekerja tidak pada titik berat totalmelainkan diatasnya yaitu pada titik berat mesin setinggiez = h rotasi = 45,3 cm = 0,453 m.sehingga timbul momen yang bekerja terhadap sumbu ysebesar:M y = F o.(tebal pondasi + e z z)
= 0,211 x (0,2+0,453- 0,318344) = 0,0706 tm.
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
11/35
Getaran Vertikal
Getaran Yawing / Torsi
Karena tidak ada momen yang bekerja terhadap sumbu zmaka tidak terjadi getaran yawing (torsi).
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
12/35
Getaran Kopel Rocking & Lateral
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
13/35
Getaran Kopel Longitudinal & Pitching
Pada mode ini tidak terjadi amplitudo dikarenakan tidak adagaya se arah sumbu y dan tidak ada momen terhadap
sumbu x.
Amplitudo Total
Amplitudo total adalah penjumlahan amplitudo dari semuamode yang ada untuk setiap arah x, y, dan z.Az total = A z vertikal + A z kopel rocking lateral
= 3,91x10 -6 + 5,7x10 -6= 9,61x10 -6 m= 9,61x10 -3 mm
Ax total= A x mode kopel rocking lateral= 7,56x10 -6 m = 7,56x10 -3 mm
Ay total= 0
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
14/35
Hasil Perhitungan Trial and Error serta cek Persyaratan Keamanan
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
15/35
Hasil Perhitungan Trial and Error serta cek Keamanan dengan K-value
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
16/35
Hasil Perhitungan Trial and Error (tebal pondasi minimal 0,6 m) serta cekPersyaratan Keamanan
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
17/35
Hasil Perhitungan Trial and Error (tebal pondasi minimal 0,6 m) serta cekKeamanan dengan K-value
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
18/35
2. P ERHITUNGAN DAN ANALISA P ENGARUH K ARET P EREDAM G ETARAN
Gambar karet peredam getaran
Gambar karet peredam getaran(tampak samping)
Gambar karet peredam getaran(tampak atas)
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
19/35
Data Spesifikasi karet peredam getaran
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
20/35
DATA PONDASI
Panjang (l) : 260 cm = 2,6 mLebar (b) : 210 cm = 2,1 m
Tebal (t) : 60 cm = 0,6 mBerat pondasi : 7.862,4 kg = 7,8624 tonMassa pondasi : 801,468 kg = 0,801468 ton
DATA MESIN
Panjang : 2,041 mLebar : 0,824 mTinggi : 1,272 m
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
21/35
Besar konstanta karet peredam getaran yang dibutuhkanvertical excitation
k z = 94,40683 kg/mm
horizontal oscillation
k x = 0,0869 kg/mm
rocking oscillationrad mmkgk /800.113.34 =
Natural frequency (fn) mesin dan karet peredam getaranvertical excitation fn = 218,325 rpm
horizontal oscillation fn = 3,251 rpm
rocking oscillation fn = 218,325 rpm
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
22/35
Magnification Factor ( M )vertical excitation horizontal oscillation
rocking oscillation
M z = 0,0216 M x = 0,0216
0216,0= M
2)(1
1
gabn
z
f f M = 2)(1
1
gabn
x
f f
M
=
2)(1
1
gabn f f
M
=
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
23/35
Beban Dinamis ( F )vertical excitation horizontal oscillation
rocking oscillation
F z = 0,211 ton F x = 0,211 ton
mmtonF = 245,62
Besar Amplitudo akibat Getaran ( A)vertical excitation
horizontal oscillation
A z = 0,0121 mm
A x = 0,0114 mm
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
24/35
Total Beban Dinamis yang Disalurkam ke Pondasi ( P )vertical excitation horizontal oscillation
rocking oscillation
P v = 4,5667 kg
kgmP M 3472,1=
kgP H 41091,9 =
Tabel rekap hasil perhitungan
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
25/35
Tabel rekap hasil perhitungan ( k= 148 kg/mm)
Tabel rekap hasil perhitungan ( k= 62 kg/mm)
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
26/35
Tabel rekap hasil perhitungan ( k= 223 kg/mm)
Tabel cek keamanan hasil perhitungan
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
27/35
3. Perhitungan Daya DukungData-Data
- Data Tanah (sirtu)Berat jenis tanah () = 19 kN/m Modulus geser (G) = 5000 t/mAngka poisson ( v) = 0,33Sudut geser () = 30
- Data Pondasi Panjang : 2,6 mLebar : 2,1 m
Tebal : 0,6 m- Data Beban StatisBerat mesin total : 1.567,69 kgBerat pondasi total : 7.862,4 kg
- Data Beban Dinamis Yang DisalurkanPv = 4,5667 kgPH = 9,9110 -4 kgPM = 0,846 kgm
Besar = 30, maka harga Nc, N, Nq adalah: Nc = 30 N = 18,10 Nq = 18,40
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
28/35
q ult = Nq D
NcC
L
B N
B
L
B
+
++
2,01
2
2,01
Besar Daya Dukung Tanah
= 512,524 Kpa= 5,12524 kg/cm
Besar Daya Dukung Tanah yang diijinkan
q adm = KPaSF qult
262,2562524,512
=== 2,56262 t/m = 2.562,62 kg/m
Besar Tegangan Tanah yang Terjadi (akibat beban statis)
statis=amah
total h L B
W tantan
= 685,58 kg/m
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
29/35
Besar Tegangan Tanah yang Terjadi (akibat beban statis & dinamis)
statis+dinamis= amahmV total h L B
P L B
PW tantan2
61
++
Cek Persyaratan Daya Dukung
statis < 50 % x q ijin 685,58 kg/m < 1.281,31 kg/m (ok)
statis+dinamis < 75 % q ijin 686,9904 kg/m < 1.921,965 kg/m (ok)
= 686,9904 kg/m
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
30/35
4. Perhitungan Penulangan Pondasi Mesin
Data-Data
- Mutu Beton ( fc) : 30 Mpa- Mutu Tulangan ( fy) : 400 Mpa- Panjang pondasi : 2,6 meter - Lebar Pondasi (b) : 2,1 meter - Tebal Pondasi : 0,6 meter - Es (MPa) : 200.000 Mpa
(SNI 03-2827-2002 Pasal 10.5.2)- Ec (MPa) : 4.700 c f '
(SNI 03-2847-2002 Pasal 10.5.1)
- fc : 0,45 fc(SNI 03-2847-2002 Pasal 25.3.1)
- fs (MPa) : 170(SNI 03-2847-2002 Pasal 25.3.2)
- Tebal decking : 75 mm(SNI 03-2847-2002 Pasal 9.7.1)
- tulangan sengkang : 10 mm- tulangan : 22 mm
besar momen yang dipakai untuk perhitungan penulangansebesar 2.683.000 Nmm.
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
31/35
Perhitungan Penulangan Lentur
Menurut SNI 2847-2002 pasal 12.5.3 untuk struktur yang luasdan masif, nilai perlu minimal adalah sebesar 1,3 perlu hasil
perhitungan. Dan hasil perhitungan ternyata min > perlu minimal
maka dipakai min untuk perhitungan As perluAs perlu = 0,0001601= 169,45 mm
Maka tulangan direncanakan terpasang D19-200
d = 600-75-10-(1/2x22)
= 504 mm
n = EcEs
= 769,796,742.25
000.200 =
m = fc
fs85,0
= 815,145,1385,0
170 =
balance =
+ fs600600
fcfs
= 812,9170600
6005,13
170 =
+
max = 0,75 x balance
= 0,75 x 9,812 = 7,359
min = fs
4,1
= 00824,0170
4,1 =
Rn = 2d b M u
= 0050297,05042100000.683.2
2=
perlu =
fs Rnm
m2
111
=
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
32/35
Perhitungan Penulangan Geser
Vu = x qu x panjang pondasi
= x 287 x 2,6 = 373,1 Kg = 3.731 N
Untuk struktur balok, pelat satu arah, maupun pondasi telapak, dimana geser hanya dipikul oleh beton saja, maka tegangan geser rencana (v) harus dihitung dengan :
v =d B
V
w
u
(SNI 03-2847-2002 Ps. 25.7.1)
v =5042100
731.3
= 0,003525 MPa
Adapun besar tegangan geser ijin, Vc = 'fc111
Vc = 30111
= 0,498 MPa
Vc = 0,5 0,498 = 0,249 MPa
Jadi : Vc = 0,249 MPa > v = 0,003525 MPa maka tidak diberi
tulangan geser
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
33/35
Gambar Pondasi Mesin (Tampak Atas)
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
34/35
Gambar Potongan Pondasi Mesin (Tampak Samping)
Gambar Potongan Pondasi Mesin (Tampak Depan)
7/28/2019 ITS Undergraduate 15965 3104100021 Presentationpdf
35/35
SELESAI
&TERIMA KASIH