Pengaruh Kedan, Tinggi Pondasi Mesin Jenis Blok Dan Jenis Tanah Terhadap Amplitudo HAL DEPAN
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGARUH TINGGI, KEDALAMAN PONDASI MESIN JENIS BLOK
DAN PARAMETER TANAH BERBUTIR HALUS TERHADAP
AMPLITUDO
The Influence Of Height, Depth Of Block Type Foundation Machine
And Caracteristic Of Fine Grained Soil To Amplitude
SKRIPSI
Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Disusun oleh :
HENDRY GUNAWAN
I 1114037
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
2016
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
LEMBAR PERSETUJUAN
PENGARUH TINGGI, KEDALAMAN PONDASI MESIN JENIS BLOK
DAN PARAMETER TANAH BERBUTIR HALUS TERHADAP
AMPLITUDO
The Influence Of Height, Depth Of Block Type Foundation Machine
And Caracteristic Of Fine Grained Soil To Amplitude
Disusun oleh:
HENDRY GUNAWAN
NIM I1114037
Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Persetujuan Dosen Pebimbing
Dosen Pebimbing I
Dosen Pebimbing II
R. Harya Dananjaya H. I. ST. M.Eng
Dr. Bambang Setiawan, S.T., M.T.
commit
to
user
NIP. 19850917 201404 1 001
NIP. 19690717 199702 1 001
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGESAHAN SKRIPSI
PENGARUH TINGGI, KEDALAMAN PONDASI MESIN JENIS BLOK
DAN PARAMETER TANAH BERBUTIR HALUS TERHADAP
AMPLITUDO
The Influence Of Height, Depth Of Block Type Foundation Machine
And Caracteristic Of Fine Grained Soil To Amplitude
Disusun Oleh
HENDRY GUNAWAN
NIM. I 1114037
Telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi
Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta pada :
Hari
Tanggal
: Jum’at
: 26 Agustus 2016
Tim Penguji
Nama/NIP
Tanda Tangan
1. R. Harya Dananjaya H.I. ST., M.Eng
NIP. 19850917 201404 1 001
................................
2. Dr. Bambang Setiawan, S.T., M.T.
NIP. 19690717 199702 1 001
................................
3. Ir. Noegroho Djarwanti, M.T.
NIP. 19561112 198403 2 007
................................
4. Dr. Niken Silmi Surjandari, S.T., M.T.
NIP. 19690903 199702 2 001
................................
Disahkan,
Tanggal
: ………………………..
Kepala Program Studi Teknik Sipil
Fakultas Teknik UNS
Wibowo, ST, DEA
commit to user
NIP. 196810071995021001
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN
MOTTO
Bekerja keraslah terlebih dahulu, setelah mendapatkan pengalaman dari bekerja keras,
berfikirlah untuk bekerja cerdik
Skripsi ini penulis persembahkan kepada :
Orang tua ku yang selalu mendo akan untuk kebaikkanku
Almameterku tercinta, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah
memberikan seluruh hikmat dan kasih-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
penyusunan laporan Skripsi dengan judul “Pengaruh Kedalaman, Tinggi Pondasi
Mesin Jenis Blok Dan Jenis Tanah Terhadap Amplitudo “tepat pada waktunya.
Laporan Skripsi ini disusun sebagai salah satu persyaratan dalam
menyelesaikan Pendidikan Sarjana, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret.
Penulisan laporan ini dapat diselesaikan tidak lepas dari bimbingan, arahan,
dan motivasi dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terimakasih
kepada :
1.
Wibowo, S.T., D.E.A. sebagai Ketua Progam Studi Teknik Sipil
Universitas Sebelas Maret.
3.
Dr. Bambang Setiawan, S.T., M.T. sebagai Ketua KBK Geoteknik
Universitas Sebelas Maret dan Dosen Pembimbing II yang telah bersedia
membimbing dan memberikan arahan untuk menyelesain laporan Skripsi.
4.
R. Harya Dananjaya H.I, S.T, M.Eng. sebagai Dosen Pembimbing I yang
telah bersedia memberikan arahan dan waktunya untuk menyelesaian
laporan Skripsi.
6.
Ir. Sugiyarto M.T, selaku Dosen Pembimbing Akademik.
7.
Tim penguji Skripsi yang telah memberikan saran untuk perbaikan
terhadap penyusunan laporan Skripsi.
8.
Rekan-rekan mahasiswa Program Transfer S-1 Jurusan Teknik Sipil
angkatan 2014 yang telah membantu dan selalu mendukung selama ini.
9.
Ayah, ibu, dan adik serta seluruh keluarga besar yang selalu memberikan
do’a dan dukungan.
10. Pihak-pihak lain yang telah membantu, yang tidak dapat disebutkan satu
per satu.
Akhir kata penulis berharap agar laporan ini dapat bermanfaat dan dapa
tmemberikan sumbangan ilmu pengetahuan bagi penulis khususnya dan bagi
commit to user
pembaca pada umumnya. Penulis mengharapkan kritik dan saran demi perbaikan
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
vi
di masa yang akan datang, atas segala perhatiannya penulis mengucapkan
terimakasih.
Surakarta, 16 September 2016
Hendry Gunawan
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK
Hendry Gunawan, 2016, Pengaruh Tinggi, Kedalaman Pondasi Mesin Jenis Blok Dan
Parameter Tanah Berbutir Halus Terhadap Amplitudo Dari Tinjauan Geoteknik, Skripsi,
Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Pondasi yang menopang mesin dapat dipengaruhi oleh getaran yang disebabkan gaya–
gaya mesin yang tidak seimbang dan juga oleh berat statis dari mesin tersebut. Jika
getaran–getaran mesin berlebihan maka dapat merusak mesin dan memberikan pengaruh
yang merugikan pada bangunan atau orang yang bekerja dekat mesin tersebut. Analisis
tentang kestabilan pondasi mesin jenis blok yang dipengaruhi tinggi, kedalaman pondasi
dan parameter tanah berbutir halus diperlukan untuk mengetahui besarnya amplitudo
yang terjadi diakibatkan oleh mesin supaya tidak merugikan bangunan atau orang yang
bekerja di dekat mesin tersebut. Analisis perhitungan amplitudo menggunakan metode
Lump Parameter System.
Hasil dari analisis ini menunjukkan bawah semakin tinggi pondasi mesin mengakibatkan
amplitudo vertikal, amplitudo horisontal, dan amplitudo rocking semakin kecil. Semakin
dalam kedalaman pondasi amplitudo vertikal dan horisontal semakin kecil, sedangkan
amplitudo rocking semakin besar. Semakin besar berat isi tanah, angka poisson, dan
modulus geser tanah mengakibatkan amplitudo vertikal dan horisontal semakin kecil,
sedangkan amplitudo rocking semakin besar. Dimensi pondasi 5 × 3 × 1m dengan
kedalaman pondasi 1m, berat isi tanah 14 kN/m3, angka poisson 0,4, dan modulus geser
tanah 25000 kN/m3 menghasilkan amplitudo vertikal 2,08 × 10
m, amplitudo
horisontal 2,23 × 10
m, dan amplitudo rocking 8,88 × 10
rad.
Kata kunci: pondasi, lump parameter system, amplitudo.
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT
Hendry Gunawan, 2016, The Influence Of Height, Depth Of Block Type Foundation
Machine And The Caracteristic Of Fine Grained Soil To Amplitude of Geotechnical
Review, Thesis, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of
March Surakarta.
The foundation supporting the machine can be influenced by vibrations that caused by the
unbalanced force of the machine and also the static weight of the machine. The machine
vibration is excessive then it can damage the machine and makes an adverse influence to
the building or people who work near the machine. The stability analysis of a block type
foundation machine that influenced by height, foundation depth and fine grained soil
parameters are necessary to determine the magnitude of amplitude occurs by the machine
so it will not harm the buildings or people worki near the machine. The amplitude
calculation analysis use the method of lump parameter system.
The result of this analysis indicate that the higher machine foundation caused the vertical
amplitude, horizontal amplitude, and rocking amplitude smaller. The deeper foundations
depth, the vertikal and horizontal amplitude are smaller, while rocking amplitude is
bigger. The bigger soil bulk density, poisson numbers, and shear modulus of soli caused
vertical and horizontal amplitude smaller, while rocking amplitude bigger. The
dimensions of foundation 5 × 3 × 1 m with 1 m depth, soil bulk density14 kN/m3, 0,4
poisson numbers, and shear modulus 25000 kN/m2 resulting vertical amplitude 2,08 ×
10
m, horizontal amplitude 2,23 × 10
m, and amplitude rocking 6,88 × 10 m.
Keywords: foundation, lump parameter system, amplitude.
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
Halaman Judul.................................................................................................... i
Halaman Persetujuan......................................................................................... ii
Halaman Pengesahan ....................................................................................... iii
Halaman Motto dan Persembahan ................................................................... iv
Kata Pengantar .................................................................................................. v
Abstrak ............................................................................................................ vii
Abstract .......................................................................................................... viii
Daftar Isi........................................................................................................... ix
Daftar Tabel .................................................................................................... xii
Daftar Gambar.................................................................................................. ix
Daftar Grafik ................................................................................................... xv
Daftar Notasi .................................................................................................. xvi
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah .................................................................................... 1
1.3. Batasan Masalah....................................................................................... 1
1.4. Tujuan Penelitian ..................................................................................... 2
1.5. Manfaat Penelitian ................................................................................... 2
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tinjauan Pustaka ...................................................................................... 3
2.2. Teori Dasar............................................................................................... 4
2.2.1 Pondasi Mesin ................................................................................. 4
2.2.2 Turbin.............................................................................................. 4
2.2.3 Amplitudo ....................................................................................... 5
2.3. Metode Analisa Akibat Beban Dinamis................................................... 5
2.4. Derajat Kebebasan Pondasi...................................................................... 7
commit to user
2.5. Pembebanan ............................................................................................. 8
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
2.6. Analisis Statis......................................................................................... 11
2.7. Analisis Getaran Dinamis ...................................................................... 13
2.7.1. Pengaruh Bentuk Pondasi .......................................................... 13
2.7.2. Pengaruh Penanaman Pondasi.................................................... 14
2.7.3. Pengaruh Getaran Kopel ............................................................ 21
2.8. Cek Syarat Keamanan ............................................................................ 24
BAB 3 METODE PENELITIAN
3.1. Pengumpulan Data ................................................................................. 29
3.1.1. Data Mesin ................................................................................. 29
3.1.2. Data Pondasi dan Parameter Tanah............................................ 29
3.2. Program Perhitungan.............................................................................. 31
3.3. Diagram Alir .......................................................................................... 32
BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN
4.1. Pengaruh Tinggi, Kedalaman Pondasi, dan Modulus Geser Tanah
terhadap Amplitudo................................................................................ 33
4.1.1. Pembebanan .............................................................................. 33
4.1.2. Analisis Statis ............................................................................ 35
4.1.3. Analisis Getaran Dinamis ......................................................... 35
4.1.4. Cek Syarat Keamanan ............................................................... 45
4.2. Pengaruh Berat Isi Tanah dan Angka Poisson terhadap Amplitudo ...... 50
4.2.1. Pembebanan .............................................................................. 50
4.2.2. Analisis Statis ............................................................................ 52
4.2.3. Analisis Getaran Dinamis ......................................................... 52
4.2.4. Cek Syarat Keamanan ............................................................... 65
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.
Kesimpulan........................................................................................... 73
5.2.
Saran ..................................................................................................... 73
commit to user
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Daftar Pustaka ................................................................................................. 74
Lampiran ....................................................................................................... xvii
commit to user
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Pondasi Mesin Tipe Blok ......................................................................4
Tabel 2.2 Macam - Macam Amplitudo .................................................................5
Tabel 2.3 Faktor Daya Dukung Meyerhoff .........................................................12
Tabel 2.4 Koefisien Rasio Massa ........................................................................18
Tabel 2.5 Nilai K Dieckman ................................................................................25
Tabel 2.6 Kategori Nilai K ..................................................................................25
Tabel 2.8 General Machine Vibration ................................................................26
Tabel 3.1 Data Mesin ..........................................................................................29
Tabel 3.2 Data Pondasi dan Data Parameter Tanah ............................................30
Tabel 4.1 Rekap Beban Mati ...............................................................................33
Tabel 4.2 Rekap Momen Massa Inersia ..............................................................34
Tabel 4.3 Rekap Konstanta Pegas Getaran Vertikal, Horisontal dan Rocking ....36
Tabel 4.4 Rekap Rasio Damping Getaran Vertikal, Horisontal dan Rocking .....37
Tabel 4.5 Rekap Frekuensi Natural Getaran Vertikal, Horisontal dan Rocking..37
Tabel 4.6 Rekap Getaran yang Terjadi Resonansi...............................................38
Tabel 4.7 Rekap Frekuensi resonansi pada Getaran Vertikal, Horisontal dan
Rocking ................................................................................................38
Tabel 4.8 Rekap Cek Persyarata Resonansi .......................................................39
Tabel 4.9 Rekap Amplitudo.................................................................................38
Tabel 4.10 Rekap Persyaratan Kopel ..................................................................40
Tabel 4.11 Rekap Amplitudo Akibat Kopel........................................................41
Tabel 4.12 Rekap Pengaruh Tinggi, Kedalaman Pondasi dan Modulus Geser
Tanah Terhadap Amplitudo Vertikal, Horisontal dan Rocking ...........44
Tabel 4.13 Cek Persyaratan Tegangan terhadap Tegangan Ijin ..........................45
Tabel 4.14 Cek Persyaratan Getaran horisontal dan vertikal ..............................47
Tabel 4.15 Cek Persyaratan terhadap Pembesaran Dinamis ...............................47
Tabel 4.16 Cek Persyaratan terhadap Kecepatan Rambat...................................49
Tabel 4.17 Cek Persyaratan Amplitudo Vertikal terhadap Getaran ....................49
commit to user
Tabel 4.18 Cek Persyaratan Ampitudo Horisontal terhadap Getaran .................50
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Tabel 4.19 Rekap Konstanta Pegas pada Getaran Vertikal, Horisontal dan
Rocking ................................................................................................53
Tabel 4.20 Rekap Rasio Damping pada Getaran Vertikal, Horisontal dan Rocking
.............................................................................................................54
Tabel 4.21 Rekap Frekuensi Natural pada Getaran Vertikal, Horisontal dan
Rocking ................................................................................................55
Tabel 4.22 Rekap Getaran yang Terjadi Resonansi ............................................56
Tabel 4.23 Rekap Frekuensi resonansi pada Getaran Vertikal, Horisontal dan
Rocking ................................................................................................57
Tabel 4.24 Rekap Cek Persyarata Resonansi .....................................................58
Tabel 4.25 Rekap Amplitudo ..............................................................................59
Tabel 4.26 Rekap Persyaratan Kopel ..................................................................60
Tabel 4.27 Rekap Amplitudo Akibat Kopel........................................................61
Tabel 4.28 Rekap Pengaruh Berat Isi Tanah dan Angka Poisson Terhadap
Amplitudo Vertikal, Horisontal dan Rocking ......................................64
Tabel 4.29 Cek Persyaratan Tegangan terhadap Tegangan Ijin ..........................65
Tabel 4.30 Cek Persyaratan Getaran horisontal dan vertikal ..............................67
Tabel 4.31 Cek Persyaratan terhadap Pembesaran Dinamis ...............................67
Tabel 4.32 Cek Persyaratan terhadap Kecepatan Rambat...................................69
Tabel 4.33 Cek Persyaratan Amplitudo Vertikal terhadap Getaran ....................71
Tabel 4.34 Cek Persyaratan Ampitudo Horisontal terhadap Getaran .................72
commit to user
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Model Getaran Pondasi Mesin Jenis Blok...................................... 8
Gambar 2.2 Dimensi Pondasi, (a) Tampak 3 Dimensi, (b) Potongan
Melintang ........................................................................................ 8
Gambar 2.3 Koefisien Pondasi persegi ............................................................ 14
Gambar 3.1 Diagram Alir................................................................................. 32
commit to user
xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GRAFIK
Grafik 2.1 Hubungan antara Frekuensi Mesin dan Getaran yang Dirasakan
Manusia .......................................................................................... 27
Grafik 2.2 Hubungan antara Frekuensi dan Getaran yang Dihasilkan Saat Mesin
Beroperasi ....................................................................................... 28
Grafik 4.1 Pengaruh Tinggi, Kedalaman Pondasi, dan Modulus Geser tanah
terhadap Amplitudo Vertikal (Az) pada 1, v1 dan v1 ..................... 42
Grafik 4.2 Pengaruh Tinggi, Kedalaman Pondasi, dan Modulus Geser tanah
terhadap Amplitudo Horisontal (Ax) pada 1, v1 dan v1 ................. 43
Grafik 4.3 Pengaruh Tinggi, Kedalaman Pondasi, dan Modulus Geser tanah
terhadap Amplitudo Rocking (Aϕ) pada 1, v1 dan v1 .................... 44
Grafik 4.4 Cek Persyaratan Tegangan Statis terhadap Tegangan Ijin ............. 46
Grafik 4.5 Cek Persyaratan Tegangan Statis + Dinamis terhadap Tegangan
Ijin................................................................................................... 46
Grafik 4.6 Cek Persyaratan Pembesaran Dinamis ........................................... 48
Grafik 4.7 Pengaruh Berat Isi Tanah dan Angka Poisson terhadap
Amplitudo Vertikal (Az) pada 1, v1 dan v1.................................... 62
Grafik 4.8 Pengaruh Berat Isi Tanah dan Angka Poisson terhadap
Amplitudo Horisontal (Ax) pada 1, v1 dan v1 ................................ 63
Grafik 4.9 Pengaruh Berat Isi Tanah dan Angka Poisson terhadap
Amplitudo Rocking (Aϕ) pada 1, v1 dan v1 ................................... 64
Grafik 4.10 Cek Persyaratan Tegangan Statis terhadap Tegangan Ijin ............ 66
Grafik 4.11 Cek Persyaratan Tegangan Statis + Dinamis terhadap
Tegangan Ijin .................................................................................. 66
Grafik 4.12 Cek Persyaratan Pembesaran Dinamis .......................................... 69
commit to user
DAFTAR NOTASI
xv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
a
= Faktor rasio damping
Mmo p = Momen massa pondasi
σd
= Tegangan dinamis
Mtot = Massa total
σijin
= Tegangan ijin
Mr = Massa rotor
σs
= Tegangan statis
ɸ
= Sudut geser
Az
= Amplitudo vertikal
n
= Koefisien rasio massa
Ax
= Amplitudo horisontal
nm = Jumlah mesin
Aφ
= Amplitudo rocking
Ƞ
= Koefisien penanaman
B
= Rasio massa
P
= Panjang pondasi
Bm
= Berat permesin
Qo = Beban hidup
Br
= Berat rotor
qu = Daya dukung ultimit
β
= Koefisien pondasi persegi
ro
= Radius ekivalen
c
= Kohesi
T
= Tinggi pondasi
D
= Kedalaman pondasi
TBm = Titik berat mesin
Dr
= Rasio damping
ν
e
= Eksentrisitas
Vp = Volume pondasi
fm
= Kecepatan mesin
Wtot = Beban mati
fn
= Frekuensi
Wp = Berat pondasi
= Gravitasi
Wm = Berat mesin
G
= Modulus geser tanah
ɷ
K
= Konstan pegas
ɷn = Frekuensi natural
L
= Lebar pondasi
ɷres = Frekuensi resonansi
M
= Pembesaran dinamis
ɷnk = Frekuensi natural kopel
Mm
= Massa mesin
= Berat isi tanah
Mp
= Massa pondasi
b
= Berat isi beton
Mmk
= Momen massa kopel
Z
= Titik berat pondasi dan mesin
Mmo m = Momen massa mesin
commit to user
16
= Angka poisson
= Frekuensi mesin
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
xvii
digilib.uns.ac.id
PENGARUH TINGGI, KEDALAMAN PONDASI MESIN JENIS BLOK
DAN PARAMETER TANAH BERBUTIR HALUS TERHADAP
AMPLITUDO
The Influence Of Height, Depth Of Block Type Foundation Machine
And Caracteristic Of Fine Grained Soil To Amplitude
SKRIPSI
Disusun sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Disusun oleh :
HENDRY GUNAWAN
I 1114037
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
2016
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
LEMBAR PERSETUJUAN
PENGARUH TINGGI, KEDALAMAN PONDASI MESIN JENIS BLOK
DAN PARAMETER TANAH BERBUTIR HALUS TERHADAP
AMPLITUDO
The Influence Of Height, Depth Of Block Type Foundation Machine
And Caracteristic Of Fine Grained Soil To Amplitude
Disusun oleh:
HENDRY GUNAWAN
NIM I1114037
Telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran
Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Persetujuan Dosen Pebimbing
Dosen Pebimbing I
Dosen Pebimbing II
R. Harya Dananjaya H. I. ST. M.Eng
Dr. Bambang Setiawan, S.T., M.T.
commit
to
user
NIP. 19850917 201404 1 001
NIP. 19690717 199702 1 001
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGESAHAN SKRIPSI
PENGARUH TINGGI, KEDALAMAN PONDASI MESIN JENIS BLOK
DAN PARAMETER TANAH BERBUTIR HALUS TERHADAP
AMPLITUDO
The Influence Of Height, Depth Of Block Type Foundation Machine
And Caracteristic Of Fine Grained Soil To Amplitude
Disusun Oleh
HENDRY GUNAWAN
NIM. I 1114037
Telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi
Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta pada :
Hari
Tanggal
: Jum’at
: 26 Agustus 2016
Tim Penguji
Nama/NIP
Tanda Tangan
1. R. Harya Dananjaya H.I. ST., M.Eng
NIP. 19850917 201404 1 001
................................
2. Dr. Bambang Setiawan, S.T., M.T.
NIP. 19690717 199702 1 001
................................
3. Ir. Noegroho Djarwanti, M.T.
NIP. 19561112 198403 2 007
................................
4. Dr. Niken Silmi Surjandari, S.T., M.T.
NIP. 19690903 199702 2 001
................................
Disahkan,
Tanggal
: ………………………..
Kepala Program Studi Teknik Sipil
Fakultas Teknik UNS
Wibowo, ST, DEA
commit to user
NIP. 196810071995021001
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN
MOTTO
Bekerja keraslah terlebih dahulu, setelah mendapatkan pengalaman dari bekerja keras,
berfikirlah untuk bekerja cerdik
Skripsi ini penulis persembahkan kepada :
Orang tua ku yang selalu mendo akan untuk kebaikkanku
Almameterku tercinta, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah
memberikan seluruh hikmat dan kasih-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
penyusunan laporan Skripsi dengan judul “Pengaruh Kedalaman, Tinggi Pondasi
Mesin Jenis Blok Dan Jenis Tanah Terhadap Amplitudo “tepat pada waktunya.
Laporan Skripsi ini disusun sebagai salah satu persyaratan dalam
menyelesaikan Pendidikan Sarjana, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret.
Penulisan laporan ini dapat diselesaikan tidak lepas dari bimbingan, arahan,
dan motivasi dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terimakasih
kepada :
1.
Wibowo, S.T., D.E.A. sebagai Ketua Progam Studi Teknik Sipil
Universitas Sebelas Maret.
3.
Dr. Bambang Setiawan, S.T., M.T. sebagai Ketua KBK Geoteknik
Universitas Sebelas Maret dan Dosen Pembimbing II yang telah bersedia
membimbing dan memberikan arahan untuk menyelesain laporan Skripsi.
4.
R. Harya Dananjaya H.I, S.T, M.Eng. sebagai Dosen Pembimbing I yang
telah bersedia memberikan arahan dan waktunya untuk menyelesaian
laporan Skripsi.
6.
Ir. Sugiyarto M.T, selaku Dosen Pembimbing Akademik.
7.
Tim penguji Skripsi yang telah memberikan saran untuk perbaikan
terhadap penyusunan laporan Skripsi.
8.
Rekan-rekan mahasiswa Program Transfer S-1 Jurusan Teknik Sipil
angkatan 2014 yang telah membantu dan selalu mendukung selama ini.
9.
Ayah, ibu, dan adik serta seluruh keluarga besar yang selalu memberikan
do’a dan dukungan.
10. Pihak-pihak lain yang telah membantu, yang tidak dapat disebutkan satu
per satu.
Akhir kata penulis berharap agar laporan ini dapat bermanfaat dan dapa
tmemberikan sumbangan ilmu pengetahuan bagi penulis khususnya dan bagi
commit to user
pembaca pada umumnya. Penulis mengharapkan kritik dan saran demi perbaikan
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
vi
di masa yang akan datang, atas segala perhatiannya penulis mengucapkan
terimakasih.
Surakarta, 16 September 2016
Hendry Gunawan
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK
Hendry Gunawan, 2016, Pengaruh Tinggi, Kedalaman Pondasi Mesin Jenis Blok Dan
Parameter Tanah Berbutir Halus Terhadap Amplitudo Dari Tinjauan Geoteknik, Skripsi,
Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Pondasi yang menopang mesin dapat dipengaruhi oleh getaran yang disebabkan gaya–
gaya mesin yang tidak seimbang dan juga oleh berat statis dari mesin tersebut. Jika
getaran–getaran mesin berlebihan maka dapat merusak mesin dan memberikan pengaruh
yang merugikan pada bangunan atau orang yang bekerja dekat mesin tersebut. Analisis
tentang kestabilan pondasi mesin jenis blok yang dipengaruhi tinggi, kedalaman pondasi
dan parameter tanah berbutir halus diperlukan untuk mengetahui besarnya amplitudo
yang terjadi diakibatkan oleh mesin supaya tidak merugikan bangunan atau orang yang
bekerja di dekat mesin tersebut. Analisis perhitungan amplitudo menggunakan metode
Lump Parameter System.
Hasil dari analisis ini menunjukkan bawah semakin tinggi pondasi mesin mengakibatkan
amplitudo vertikal, amplitudo horisontal, dan amplitudo rocking semakin kecil. Semakin
dalam kedalaman pondasi amplitudo vertikal dan horisontal semakin kecil, sedangkan
amplitudo rocking semakin besar. Semakin besar berat isi tanah, angka poisson, dan
modulus geser tanah mengakibatkan amplitudo vertikal dan horisontal semakin kecil,
sedangkan amplitudo rocking semakin besar. Dimensi pondasi 5 × 3 × 1m dengan
kedalaman pondasi 1m, berat isi tanah 14 kN/m3, angka poisson 0,4, dan modulus geser
tanah 25000 kN/m3 menghasilkan amplitudo vertikal 2,08 × 10
m, amplitudo
horisontal 2,23 × 10
m, dan amplitudo rocking 8,88 × 10
rad.
Kata kunci: pondasi, lump parameter system, amplitudo.
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT
Hendry Gunawan, 2016, The Influence Of Height, Depth Of Block Type Foundation
Machine And The Caracteristic Of Fine Grained Soil To Amplitude of Geotechnical
Review, Thesis, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of
March Surakarta.
The foundation supporting the machine can be influenced by vibrations that caused by the
unbalanced force of the machine and also the static weight of the machine. The machine
vibration is excessive then it can damage the machine and makes an adverse influence to
the building or people who work near the machine. The stability analysis of a block type
foundation machine that influenced by height, foundation depth and fine grained soil
parameters are necessary to determine the magnitude of amplitude occurs by the machine
so it will not harm the buildings or people worki near the machine. The amplitude
calculation analysis use the method of lump parameter system.
The result of this analysis indicate that the higher machine foundation caused the vertical
amplitude, horizontal amplitude, and rocking amplitude smaller. The deeper foundations
depth, the vertikal and horizontal amplitude are smaller, while rocking amplitude is
bigger. The bigger soil bulk density, poisson numbers, and shear modulus of soli caused
vertical and horizontal amplitude smaller, while rocking amplitude bigger. The
dimensions of foundation 5 × 3 × 1 m with 1 m depth, soil bulk density14 kN/m3, 0,4
poisson numbers, and shear modulus 25000 kN/m2 resulting vertical amplitude 2,08 ×
10
m, horizontal amplitude 2,23 × 10
m, and amplitude rocking 6,88 × 10 m.
Keywords: foundation, lump parameter system, amplitude.
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
Halaman Judul.................................................................................................... i
Halaman Persetujuan......................................................................................... ii
Halaman Pengesahan ....................................................................................... iii
Halaman Motto dan Persembahan ................................................................... iv
Kata Pengantar .................................................................................................. v
Abstrak ............................................................................................................ vii
Abstract .......................................................................................................... viii
Daftar Isi........................................................................................................... ix
Daftar Tabel .................................................................................................... xii
Daftar Gambar.................................................................................................. ix
Daftar Grafik ................................................................................................... xv
Daftar Notasi .................................................................................................. xvi
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah .................................................................................... 1
1.3. Batasan Masalah....................................................................................... 1
1.4. Tujuan Penelitian ..................................................................................... 2
1.5. Manfaat Penelitian ................................................................................... 2
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tinjauan Pustaka ...................................................................................... 3
2.2. Teori Dasar............................................................................................... 4
2.2.1 Pondasi Mesin ................................................................................. 4
2.2.2 Turbin.............................................................................................. 4
2.2.3 Amplitudo ....................................................................................... 5
2.3. Metode Analisa Akibat Beban Dinamis................................................... 5
2.4. Derajat Kebebasan Pondasi...................................................................... 7
commit to user
2.5. Pembebanan ............................................................................................. 8
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
2.6. Analisis Statis......................................................................................... 11
2.7. Analisis Getaran Dinamis ...................................................................... 13
2.7.1. Pengaruh Bentuk Pondasi .......................................................... 13
2.7.2. Pengaruh Penanaman Pondasi.................................................... 14
2.7.3. Pengaruh Getaran Kopel ............................................................ 21
2.8. Cek Syarat Keamanan ............................................................................ 24
BAB 3 METODE PENELITIAN
3.1. Pengumpulan Data ................................................................................. 29
3.1.1. Data Mesin ................................................................................. 29
3.1.2. Data Pondasi dan Parameter Tanah............................................ 29
3.2. Program Perhitungan.............................................................................. 31
3.3. Diagram Alir .......................................................................................... 32
BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN
4.1. Pengaruh Tinggi, Kedalaman Pondasi, dan Modulus Geser Tanah
terhadap Amplitudo................................................................................ 33
4.1.1. Pembebanan .............................................................................. 33
4.1.2. Analisis Statis ............................................................................ 35
4.1.3. Analisis Getaran Dinamis ......................................................... 35
4.1.4. Cek Syarat Keamanan ............................................................... 45
4.2. Pengaruh Berat Isi Tanah dan Angka Poisson terhadap Amplitudo ...... 50
4.2.1. Pembebanan .............................................................................. 50
4.2.2. Analisis Statis ............................................................................ 52
4.2.3. Analisis Getaran Dinamis ......................................................... 52
4.2.4. Cek Syarat Keamanan ............................................................... 65
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.
Kesimpulan........................................................................................... 73
5.2.
Saran ..................................................................................................... 73
commit to user
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Daftar Pustaka ................................................................................................. 74
Lampiran ....................................................................................................... xvii
commit to user
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Pondasi Mesin Tipe Blok ......................................................................4
Tabel 2.2 Macam - Macam Amplitudo .................................................................5
Tabel 2.3 Faktor Daya Dukung Meyerhoff .........................................................12
Tabel 2.4 Koefisien Rasio Massa ........................................................................18
Tabel 2.5 Nilai K Dieckman ................................................................................25
Tabel 2.6 Kategori Nilai K ..................................................................................25
Tabel 2.8 General Machine Vibration ................................................................26
Tabel 3.1 Data Mesin ..........................................................................................29
Tabel 3.2 Data Pondasi dan Data Parameter Tanah ............................................30
Tabel 4.1 Rekap Beban Mati ...............................................................................33
Tabel 4.2 Rekap Momen Massa Inersia ..............................................................34
Tabel 4.3 Rekap Konstanta Pegas Getaran Vertikal, Horisontal dan Rocking ....36
Tabel 4.4 Rekap Rasio Damping Getaran Vertikal, Horisontal dan Rocking .....37
Tabel 4.5 Rekap Frekuensi Natural Getaran Vertikal, Horisontal dan Rocking..37
Tabel 4.6 Rekap Getaran yang Terjadi Resonansi...............................................38
Tabel 4.7 Rekap Frekuensi resonansi pada Getaran Vertikal, Horisontal dan
Rocking ................................................................................................38
Tabel 4.8 Rekap Cek Persyarata Resonansi .......................................................39
Tabel 4.9 Rekap Amplitudo.................................................................................38
Tabel 4.10 Rekap Persyaratan Kopel ..................................................................40
Tabel 4.11 Rekap Amplitudo Akibat Kopel........................................................41
Tabel 4.12 Rekap Pengaruh Tinggi, Kedalaman Pondasi dan Modulus Geser
Tanah Terhadap Amplitudo Vertikal, Horisontal dan Rocking ...........44
Tabel 4.13 Cek Persyaratan Tegangan terhadap Tegangan Ijin ..........................45
Tabel 4.14 Cek Persyaratan Getaran horisontal dan vertikal ..............................47
Tabel 4.15 Cek Persyaratan terhadap Pembesaran Dinamis ...............................47
Tabel 4.16 Cek Persyaratan terhadap Kecepatan Rambat...................................49
Tabel 4.17 Cek Persyaratan Amplitudo Vertikal terhadap Getaran ....................49
commit to user
Tabel 4.18 Cek Persyaratan Ampitudo Horisontal terhadap Getaran .................50
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Tabel 4.19 Rekap Konstanta Pegas pada Getaran Vertikal, Horisontal dan
Rocking ................................................................................................53
Tabel 4.20 Rekap Rasio Damping pada Getaran Vertikal, Horisontal dan Rocking
.............................................................................................................54
Tabel 4.21 Rekap Frekuensi Natural pada Getaran Vertikal, Horisontal dan
Rocking ................................................................................................55
Tabel 4.22 Rekap Getaran yang Terjadi Resonansi ............................................56
Tabel 4.23 Rekap Frekuensi resonansi pada Getaran Vertikal, Horisontal dan
Rocking ................................................................................................57
Tabel 4.24 Rekap Cek Persyarata Resonansi .....................................................58
Tabel 4.25 Rekap Amplitudo ..............................................................................59
Tabel 4.26 Rekap Persyaratan Kopel ..................................................................60
Tabel 4.27 Rekap Amplitudo Akibat Kopel........................................................61
Tabel 4.28 Rekap Pengaruh Berat Isi Tanah dan Angka Poisson Terhadap
Amplitudo Vertikal, Horisontal dan Rocking ......................................64
Tabel 4.29 Cek Persyaratan Tegangan terhadap Tegangan Ijin ..........................65
Tabel 4.30 Cek Persyaratan Getaran horisontal dan vertikal ..............................67
Tabel 4.31 Cek Persyaratan terhadap Pembesaran Dinamis ...............................67
Tabel 4.32 Cek Persyaratan terhadap Kecepatan Rambat...................................69
Tabel 4.33 Cek Persyaratan Amplitudo Vertikal terhadap Getaran ....................71
Tabel 4.34 Cek Persyaratan Ampitudo Horisontal terhadap Getaran .................72
commit to user
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Model Getaran Pondasi Mesin Jenis Blok...................................... 8
Gambar 2.2 Dimensi Pondasi, (a) Tampak 3 Dimensi, (b) Potongan
Melintang ........................................................................................ 8
Gambar 2.3 Koefisien Pondasi persegi ............................................................ 14
Gambar 3.1 Diagram Alir................................................................................. 32
commit to user
xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GRAFIK
Grafik 2.1 Hubungan antara Frekuensi Mesin dan Getaran yang Dirasakan
Manusia .......................................................................................... 27
Grafik 2.2 Hubungan antara Frekuensi dan Getaran yang Dihasilkan Saat Mesin
Beroperasi ....................................................................................... 28
Grafik 4.1 Pengaruh Tinggi, Kedalaman Pondasi, dan Modulus Geser tanah
terhadap Amplitudo Vertikal (Az) pada 1, v1 dan v1 ..................... 42
Grafik 4.2 Pengaruh Tinggi, Kedalaman Pondasi, dan Modulus Geser tanah
terhadap Amplitudo Horisontal (Ax) pada 1, v1 dan v1 ................. 43
Grafik 4.3 Pengaruh Tinggi, Kedalaman Pondasi, dan Modulus Geser tanah
terhadap Amplitudo Rocking (Aϕ) pada 1, v1 dan v1 .................... 44
Grafik 4.4 Cek Persyaratan Tegangan Statis terhadap Tegangan Ijin ............. 46
Grafik 4.5 Cek Persyaratan Tegangan Statis + Dinamis terhadap Tegangan
Ijin................................................................................................... 46
Grafik 4.6 Cek Persyaratan Pembesaran Dinamis ........................................... 48
Grafik 4.7 Pengaruh Berat Isi Tanah dan Angka Poisson terhadap
Amplitudo Vertikal (Az) pada 1, v1 dan v1.................................... 62
Grafik 4.8 Pengaruh Berat Isi Tanah dan Angka Poisson terhadap
Amplitudo Horisontal (Ax) pada 1, v1 dan v1 ................................ 63
Grafik 4.9 Pengaruh Berat Isi Tanah dan Angka Poisson terhadap
Amplitudo Rocking (Aϕ) pada 1, v1 dan v1 ................................... 64
Grafik 4.10 Cek Persyaratan Tegangan Statis terhadap Tegangan Ijin ............ 66
Grafik 4.11 Cek Persyaratan Tegangan Statis + Dinamis terhadap
Tegangan Ijin .................................................................................. 66
Grafik 4.12 Cek Persyaratan Pembesaran Dinamis .......................................... 69
commit to user
DAFTAR NOTASI
xv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
a
= Faktor rasio damping
Mmo p = Momen massa pondasi
σd
= Tegangan dinamis
Mtot = Massa total
σijin
= Tegangan ijin
Mr = Massa rotor
σs
= Tegangan statis
ɸ
= Sudut geser
Az
= Amplitudo vertikal
n
= Koefisien rasio massa
Ax
= Amplitudo horisontal
nm = Jumlah mesin
Aφ
= Amplitudo rocking
Ƞ
= Koefisien penanaman
B
= Rasio massa
P
= Panjang pondasi
Bm
= Berat permesin
Qo = Beban hidup
Br
= Berat rotor
qu = Daya dukung ultimit
β
= Koefisien pondasi persegi
ro
= Radius ekivalen
c
= Kohesi
T
= Tinggi pondasi
D
= Kedalaman pondasi
TBm = Titik berat mesin
Dr
= Rasio damping
ν
e
= Eksentrisitas
Vp = Volume pondasi
fm
= Kecepatan mesin
Wtot = Beban mati
fn
= Frekuensi
Wp = Berat pondasi
= Gravitasi
Wm = Berat mesin
G
= Modulus geser tanah
ɷ
K
= Konstan pegas
ɷn = Frekuensi natural
L
= Lebar pondasi
ɷres = Frekuensi resonansi
M
= Pembesaran dinamis
ɷnk = Frekuensi natural kopel
Mm
= Massa mesin
= Berat isi tanah
Mp
= Massa pondasi
b
= Berat isi beton
Mmk
= Momen massa kopel
Z
= Titik berat pondasi dan mesin
Mmo m = Momen massa mesin
commit to user
16
= Angka poisson
= Frekuensi mesin
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
xvii