Proposal Tugas Akhirdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-38341-3112105024-presentation.pdf.pdf ·...

Tugas Akhir

STUDI PENGARUH DIAMETER DAN PANJANG TIANG PANCANG

TERHADAP AMPLITUDO GETARAN PADA PERENCANAAN PONDASI

ALTERNATIF TURBIN GAS

DASAR PEMIKIRAN

AMPLITUDO GETARAN

STRUKTUR PONDASI

LETAK BEBAN ATAU GAYA

DINAMIS (MESIN)

KONDISI DAN KARAKTERISTIK

TANAH

(Bathia, 2008)

PERUMUSAN MASALAH

• Bagaimana menganalisa beban yang terjadipada pondasi mesin turbin gas yang sesuai?

• Berapa besar batasan amplitudo getaranyang dihasilkan oleh mesin turbin gas?

• Bagaimana pengaruh perbedaan diameterdan panjang tiang pancang yang terdapatpada perencanaan pondasi turbin gasterhadap amplitudo getaran yang dihasilkan?

BATASAN MASALAH• Tipe turbin gas yang digunakan adalah MW-701 Gas Turbine.• Data tanah yang digunakan adalah data tanah yang telah

ditentukan.• Metode yang digunakan dalam perhitungan merupakan

Lumped Parameter System Method.• Tidak dilakukan peninjauan terhadap penurunan yang terjadi.• Parameter tinjauan yaitu : Diamater tiang pancang D40 cm,

D50 cm, dan D60 cm dengan masing-masing peninjauankedalaman : 8m, 9m, 10m, dan 11m. konfigurasi spasi/jarakdisesuaikan.

• Analisa rocking hanya pada arah x (arah melintang)• Tidak dilakukan perhitungan tulangan dan biaya serta metode

pelaksaanan

TUJUAN• Mampu menganalisa beban yang terjadi

pada pondasi mesin turbin gas dengan baikdan benar.

• Mampu menganalisa besaran amplitudogetaran yang dihasilkan oleh mesin turbingas.

• Dapat menganalisa dan memahami sejauhmana pengaruh perbedaan diameter danpanjnag tiang pancang yang terdapat padaperencanaan pondasi turbin gas terhadapamplitudo getaran yang dihasilkan.

TUJUAN STUDI

GRAFIK HUBUNGAN UNTUK TIAP PARAMETER JUMLAH TIANG

TUJUAN STUDI LANJUTAN

GRAFIK HUBUNGAN UNTUK TIAP PARAMETER JUMLAH TIANG

METODOLOGIMulai

Studi Literatur

Pengumpulan Data

Data Primer :Gambar layout studi pondasi

Data Sekunder :A. Gambar dan spesifikasi alatB. Lokasi pusat gravitasi mesin

C. Berat statis mesin dan aksesorisnyaD. Ukuran dan bentuk perkiraan blok pondasi

E. Data dan kondisi tanahF. Syarat kriteria desain

Penentuan Kondisi Perencanaan :A. Beban yang bekerja pada pondasi

B. Material bahan yang digunakan

A

METODOLOGI LANJUTAN

Daya Dukung Statis 50% Daya Dukung Ijin

Penentuan Jumlah Tiang

Daya dukung tiang Kelompok

Efisiensi Beban

Oke

Tidak Oke

B

Perencanaan Pondasi Tiang Pancang

Tiang Pancang D40 cm :A. Kedalaman 8mB. Kedalaman 9mC, Kedalaman 10mD. Kedalaman 11m



A

METODOLOGI LANJUTANB

Analisa Dinamis Dengan Tiang Pancang

Gerak Vertikal Gerak RockingGerak Horizontal

Cek Daya Dukung Statis + Dinamis 75% Daya Dukung Ijin

Frekuensi Resonansi

Kesimpulan

Analisa Pengaruh Daya Dukung Tiang Pancang Terhadap Amplitudo Getaran

Kopel

Oke

Tidak Oke

GAMBAR LAYOUT BLOK PONDASI

6000

7482 7209,82 4100 7700 4100

5800

8000

1040

0

800

1500

3300

350 19

2013

80

2140

1160

2540

760

1150

800

GL +500

Rotor CenterHorizontalforce

Detail Blok Pondasi dan PenanamanSkala 1 : 200

DETAIL PEMBEBANAN PADA BLOK PONDASI

6000

4100 7700 4100

5800

8050872

6400210

5230

Rack

Rack

Generator

AuxiliaryUnit

Gas Turbine Gas Turbine

6277

30591,82

5765,02 1519,8 5732,98

(Auxiliary Unit)11507 (Generator)

(G/T)22641,82 (Rack)

2628,123438,9

102,5

102,570

25

18

120 100

50

3

4

1 2

2

2

1

1

4 2

3

4 23,3

1,5

3,3

28541,82 (Rack)

CodeRotorWeight( t )

RatedRotation( rpm )

GasTurbine

Generator

55,4

373000

Dinamyc Load

Code VibromotiveForce

Generator ShortCircuit Load

4

3

2

1 35

35

23,5

23,5

101,5

101,5

-

-

Equipment Load Distribution Diagram ( unit, ton )

3575

21318

28988 (Exhaust Support)

Detail Pembebanan Pada PondasiSkala 1 : 200

7284,82

2050

2050

2727,82

Data-data tiang pancang direncanakansebagai berikut :

Material : Beton bertulangDiameter tiang : a. 40 cm tebal 7,5 cm

b. 50 cm tebal 9 cmc. 60 cm tebal 10 cm

Kedalaman tiang : a. 8 mb. 9 mc. 10 md. 11 m

Kuat tekan (f’c) : 50 MpaMomen inersia tiang : 1/64 π (D1

4-D24)

Modulus elastis tiang, Ep : 4700√f’c : 33234,019 Mpa: 3388926,8 t/m2

Modulus geser tanah, Gs : 10000 Psi : 7030,696 t/m2

GAMBAR RENCANA PONDASI ALTERNATIF

1100

1750

1500

1500

1500

1500

1225

1000

1000

Perletakan Tiang Pancang Ø40cm Dengan Kedalaman 8mSkala 1 : 150

S79 S80 S81 S82

S86S85S84S83

S1

S27

S53

S26

S52

S78

2000

1191,82

Titik Tinjau Tiang

S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21 S22 S23 S24 S25

S28 S29 S30 S31 S32 S33 S34 S35 S36 S37 S38 S39 S40

S41 S42 S43 S44 S45 S46

S47 S48 S49 S50 S51

S54 S55 S56 S57 S58 S59 S60 S61 S62 S63 S64 S65 S66 S67 S68 S69 S70 S71 S72 S73 S74 S75 S76 S77

S

ß

ß

PERSAMAAN UMUM DALAM ANALISA DINAMIS

Amplitudo Getaran, A = MQo

k

M =1

1 − r2 2 + 2 D r 2Qo = m e ω2

r =fmesin

fnfn =

1

2π

k

m

ANALISA DINAMIS VERTIKAL TUNGGAL

kz1 =

Ep . A

ro× f18,1 cz

1 =Ep . A

vs× f18,2

Gambar Kekakuan dan Faktor Redaman untuk Tiang Vertikal, Tiang Beton Fixed Tip


kzf = Gs. h. S1 cz

f = h. ro

Gs. γs

g× S2

Tabel Frekuensi Konstanta Bebas untuk Penanaman Blok pondasi dengan Side Resistance


kzg =

1N kz

1

1N αA

Dz𝑔 =

1N cz

1

2 1N kz

1 . mc 1N αA

Gambar αA Sebagai Fungsi dari Panjang Tiang dan Jarak


D Kedalaman(cm) h (m) A (m) A (inch) A (m) A (inch)

8 0,00000428 0,00016853 0,00000286 0,000112569 0,00000426 0,00016786 0,00000285 0,0001121110 0,00000425 0,00016740 0,00000284 0,0001118011 0,00000425 0,00016731 0,00000284 0,000111748 0,00000433 0,00017043 0,00000289 0,000113839 0,00000430 0,00016922 0,00000287 0,0001130210 0,00000429 0,00016878 0,00000286 0,0001127211 0,00000428 0,00016840 0,00000286 0,000112478 0,00000438 0,00017255 0,00000293 0,000115249 0,00000435 0,00017134 0,00000291 0,0001144310 0,00000433 0,00017055 0,00000289 0,0001139111 0,00000432 0,00016995 0,00000288 0,00011350

Amplitudo turbinAmplitudo generator

40

50

60

ANALISA DINAMIS HORIZONTAL TUNGGAL

kx1 =

Ep . I

ro3

× f11,1 cx1 =

Ep . I

ro2. υs

× f11,2

Tabel Nilai untuk ƒ11,1, ƒ11,2, ƒ7,1, ƒ7,2, ƒ9,1, ƒ9,2



kxf = Gs. h. Su1 cx

f = h. ro

Gs. γs

g× Su2


kxg =

1N kx

1

1N αL

Dxg =

1N cx

1

2 1N kx

1 . mc 1N αL

Gambar Solusi Grafik untuk αL



8 0,00000417 0,00016407 0,00000278 0,000109579 0,00000417 0,00016409 0,00000278 0,0001095910 0,00000417 0,00016410 0,00000278 0,0001095911 0,00000417 0,00016411 0,00000278 0,000109618 0,00000417 0,00016410 0,00000278 0,000109609 0,00000417 0,00016410 0,00000278 0,0001096010 0,00000417 0,00016410 0,00000278 0,0001096011 0,00000417 0,00016415 0,00000278 0,000109638 0,00000417 0,00016410 0,00000278 0,000109609 0,00000417 0,00016411 0,00000278 0,0001096110 0,00000417 0,00016413 0,00000278 0,0001096211 0,00000417 0,00016412 0,00000278 0,00010961

Amplitudo turbin

40

50

60

Amplitudo generator

ANALISA DINAMIS UNCOUPLED ROCKING

kψ1 =

Ep . I

ro× f7,1 cψ

1 =Ep . I

υs× f7,2

kx1ψ =

Ep . I

ro2 × f9,1 cx

1ψ =

Ep . I

ro. υs× f9,2

Tabel Nilai untuk ƒ11,1, ƒ11,2, ƒ7,1, ƒ7,2, ƒ9,1, ƒ9,2


kψf = Gsroh

2 Sψ1 + Gsro2h

δ2

3+

zc

ro

2

− δzc

ro

Su1

cψf = δr0

4Gs. γs

g Sψ2 +

δ2

3+

zc

ro

2

− δzc

ro

Su2



kψg =

1

N

kψ1 + kz1Xr2 + kx1Zc

2 − 2 Zc kx1ψ + kψf

𝑐𝜓𝑔 = 1

𝑁

𝑐𝜓1 + 𝑐𝑧1𝑥𝑟2 + 𝑐𝑥1𝑧𝑐2 − 2𝑧𝑐𝐶𝑥1𝜓 + 𝑐𝜓𝑓

Gambar Definisi xr dan zc


Dψg =cψ

g

2 kψg × Mm

Mm = Mmox − mtotal × L2 = Mmox −Wtotal

g× Zc2

c

ba

Mz

Z

My

YX Mx

Gambar Arah Gaya Pada Blok Pondasi

Mmox = mb2 + c2

12+ Y2 + Z2 =

W

g

b2 + c2

12+ Y2 + Z2

A = MMx

k= M

Mx

kψg


2050

2050

2845

Px = 23,27 t 5732,98

2727,82

Py = 23,27 t

Pz = 23,27 t Px = 23,27 t

Py = 23,27 t

Pz = 23,27 t

Px = 34,84 t

Py = 34,84 tPz = 34,84 t

Px = 34,84 t

Py = 34,84 tPz = 34,84 t

Mx

Mz

My

Gambar Arah Gaya untuk Menentukan Mx



8 0,000003678 0,0001448 0,0000032 0,00012609 0,000003480 0,0001370 0,0000030 0,000119210 0,000003238 0,0001275 0,0000028 0,000110911 0,000003143 0,0001237 0,0000027 0,00010778 0,000003743 0,0001474 0,0000033 0,00012829 0,000003511 0,0001382 0,0000031 0,000120310 0,000003193 0,0001257 0,0000028 0,000109411 0,000003104 0,0001222 0,0000027 0,00010648 0,000003922 0,0001544 0,0000034 0,00013449 0,000003612 0,0001422 0,0000031 0,000123810 0,000003359 0,0001322 0,0000029 0,000115111 0,000003228 0,0001271 0,0000028 0,0001106

50

60

Amplitudo generator Amplitudo turbin

40

ANALISA DINAMIS KOPEL

ωn1,2 =1

2γωnψ

2 + ωnx2 ± ωnψ

2 + ωnx2 2

− 4γ ωnx × ωnψ2

∆ ω2 = mc × Mm × ωn12 − ωmesin

2 × ωn22 − ωmesin

2

Ax1 =Fx

mc × Mm×

−Mm × ωmesin2 + kψ + kx × L2 2

+ 4ωmesin Dψ kx × Mmo + L2Dx kx × mc

2

∆ ω2

Ax2 =My × L

Mm×

ωnx2 2 + 2 × Dx × ωmesin × ωnx

2

∆ ω2

Aψ1 =Fx × L

Mm×

ωnx × ωnx2 + 4 × Dx ×ωmesin

2 2

∆ ω2

Aψ2 =My

Mm×

ωnx2 − ωmesin

2 2 + 2 × Dx × ωnx × ωmesin2

∆ ω2

ANALISA DINAMIS KOPEL

Gambar Ilustrasi Gerak Amplitudo Getaran

AH = Ax + h x Aψ AV = Aψ x a 2 + Az

ANALISA DINAMIS

ANALISA DINAMIS LANJUTAN

KESIMPULAN

• Semakin panjang tiang yang digunakan, yakni dalamtugas akhir ini dengan panjang tiang 6,55 m, 7,55 m,8,55 m, dan 9,55 m, maka amplitudo yang dihasilkanakan menurun. Namun, pada penggunaan diametertiang 40 cm, 50 cm, dan 60 cm, diperoleh hasil bahwadiameter yang lebih besar justru akan meningkatkan nilaiamplitudo yang dihasilkan (semakin besar diameter danpanjang tiang pancang yang digunakan, maka jumlahtiang semakin sedikit dengan jarak antar tiang yangsemakin besar).

• Pengaruh terbesar terhadap amplitudo yang dihasilkanberasal dari panjang dan jarak antar tiang pancang yangdigunakan.

SEKIAN DAN TERIMAKASIH

JADWAL PENYELESAIAN

1 2 3 4 5 6 7 8 9 `10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

1 Studi Literatur

2 Pengumpulan Data

3 Sidang Proposal

4 Pengolahan Data

a. Penentuan Kondisi Perencanaan

b. Rencana Blok Pondasi dan Penentuan Pusat gravitasi

c. Perencanaan Pondasi Alternatif (Tiang Pancang)

d. Analisa Dinamis

e. Evaluasi Hasil (Grafik Perbandingan)

5 Penulisan Laporan

6 Pendaftaran Sidang TA

7 Sidang TA

Maret April Mei JuniKegiatanNo. Desember Januari Februari

20142013

Proposal Tugas Akhirdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-38341-3112105024-presentation.pdf.pdf ·...

Documents

Transcript of Proposal Tugas Akhirdigilib.its.ac.id/public/ITS-paper-38341-3112105024-presentation.pdf.pdf ·...