proposal tugas akhirdigilib.its.ac.id/public/its-paper-38341-3112105024-presentation.pdf.pdf ·...
TRANSCRIPT
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
Tiang Pancang D50 cm :A. Kedalaman 8mB. Kedalaman 9mC, Kedalaman 10mD. Kedalaman 11m
Tiang Pancang D60 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
ANALISA DINAMIS VERTIKAL TUNGGAL
kzf = Gs. h. S1 cz
f = h. ro
Gs. γs
g× S2
Tabel Frekuensi Konstanta Bebas untuk Penanaman Blok pondasi dengan Side Resistance
ANALISA DINAMIS VERTIKAL TUNGGAL
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
ANALISA DINAMIS VERTIKAL TUNGGAL
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
ANALISA DINAMIS HORIZONTAL TUNGGAL
Tabel Frekuensi Konstanta Bebas untuk Penanaman Blok pondasi dengan Side Resistance
kxf = Gs. h. Su1 cx
f = h. ro
Gs. γs
g× Su2
ANALISA DINAMIS HORIZONTAL TUNGGAL
kxg =
1N kx
1
1N αL
Dxg =
1N cx
1
2 1N kx
1 . mc 1N αL
Gambar Solusi Grafik untuk αL
ANALISA DINAMIS HORIZONTAL TUNGGAL
D Kedalaman(cm) h (m) A (m) A (inch) A (m) A (inch)
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
ANALISA DINAMIS UNCOUPLED ROCKING
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
Tabel Frekuensi Konstanta Bebas untuk Penanaman Blok pondasi dengan Side Resistance
ANALISA DINAMIS UNCOUPLED ROCKING
kψg =
1
N
kψ1 + kz1Xr2 + kx1Zc
2 − 2 Zc kx1ψ + kψf
𝑐𝜓𝑔 = 1
𝑁
𝑐𝜓1 + 𝑐𝑧1𝑥𝑟2 + 𝑐𝑥1𝑧𝑐2 − 2𝑧𝑐𝐶𝑥1𝜓 + 𝑐𝜓𝑓
Gambar Definisi xr dan zc
ANALISA DINAMIS UNCOUPLED ROCKING
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
ANALISA DINAMIS UNCOUPLED ROCKING
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
ANALISA DINAMIS UNCOUPLED ROCKING
D Kedalaman(cm) h (m) A (m) A (inch) A (m) A (inch)
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