Analisa Menara Sutt Tower Type Ddr 4a3v5r

ANALISA PERENCANAAN MENARA SALURAN UDARA TEGANGAN TINGGI TEGANGAN 150 KV JENIS DEAD END TOWER TIPE DDR2

LAPORAN TUGAS AKHIR

Dibuat untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya

M IKHSAN PRATAMA P 03101001067

DOSEN PEMBIMBING 1 : Ir. INDRA CHUSAINI SAN, M.S DOSEN PEMBIMBING 2 : Ir. H.ROZIRWAN

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2017

ii

iii

HALAMAN PERNYATAAN INTEGRITAS

Yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama

: M IKHSAN PRATAMA PUTRA

NIM

: 03101001067

Judul

: Analisa Perencanaan Menara Saluran Udara Tegangan Tinggi Tegangan 150 KV Jenis Dead End Tower Tipe DDR2

Menyatakan bahwa skripsi saya merupakan hasil karya sendiri didampingi tim pembimbing dan bukan hasil penjiplakan/plagiat. Apabila ditemukan unsur penjiplakan/plagiat dalam skripsi ini, maka saya bersedia menerima sanksi akademik dari Universitas Sriwijaya sesuai aturan yang berlaku. Demikian, pernyataan ini saya buat dalam keadaan sadar dan tanpa ada paksaan dari siapapun.

iv

v

vi

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur kepada Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya beserta Nabi Muhammad SAW sebagai pedoman hidup manusia didunia sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini. Dalam penyusunan, penulis banyak mendapatkan bantuan dan dukungan dari berbagai pihak , oleh karena itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada : 1. Bapak Ir.Indra Chusaini San,M.S selaku dosen pembimbing Laporan Tugas Akhir. 2. Bapak Ir.H.Rozirwan selaku dosen pembimbing Laporan Tugas Akhir 3. Bapak Ir. Helmi Hakki, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Sriwijaya. 4. Bapak M. Baitullah Al Amin,M.Eng selaku Sekretaris Jurusan Teknik Sipil Universitas Sriwijaya. 5. Bapak dan Ibu dosen beserta staf Tata Usaha Teknik Sipil yang saya hormati. 6. Ibu

dan

Bapak

yang

telah

membesarkan,membimbing

serta

menyekolahkan sampai sekarang, terima kasih juga atas do’a usaha nasihat moril maupun materil yang diberikan. . 7. Teman-teman Sipil 2010 yang telah membantu berbagi ilmu, dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu, yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan ini. Menyadari bahwa di dalam pembuatan laporan Tugas Akhir ini terdapat kekurangan, oleh karena itu saran dan kritik serta koreksi dari Bapak/ibu Dosen pembimbing, serta teman sekalian sangat lah diharapkan. Akhir kata sangatlah diharapkan agar Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat dan berguna bagi semua kalangan yang membutuhkan khusus nya mahasiswa teknik sipil.

Indralaya, Juli 2017

Penulis

Scanned by CamScanner

RINGKASAN

ANALISA PERENCANAAN MENARA SALURAN UDARA TEGANGAN TINGGI TEGANGAN 150KV JENIS DEAD END TOWER TIPE DDR2 Karya tulis ilmiah ini berupa skripsi, 2017

M Ikhsan Pratama Putra, Dibimbing oleh Ir. Indra Chusaini San, M.S dan Ir. H. Rozirwan M.T

Xii + 70 halaman, 25 gambar, 18 tabel, 5 lampiran

RINGKASAN Pembuatan Menara Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) telah banyak di kota Palembang. Namun, dikarenakan kebutuhan listrik masyarakat semakin meningkat tiap tahunnya, maka dibuat lagi menara tambahan guna memberikan pasokan listrik yang disalurkan dari sistem sumber listrik kepada masyarakat. Konstruksi menara terbuat dari baja profil yang disusun sedemikian rupa sehingga merupakan suatu menara yang telah diperhitungkan kekuatannya. Pada perencanaan beban angin menggunakan standar TIA/EIA-222-F Standard (Structural Standards for Steel Antenna Towers and Antenna ing Structures) dan metode LRFD untuk menghitung kontrol kekuatan tekan dan kekuatan tarik pada elemen stuktur. Untuk model struktur menara listrik didasarkan dari Perusahaan Listrik Negara (SPLN). Material yang digunakan adalah baja dan beban yang ditinjau beban mati berupa berat sendiri menara, berat kabel dan insulator, beban hidup dan beban angin. Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian adalah untuk model menara saluran udara tegangan tinggi dengan bentang kabel 100 meter ke arah gardu induk dan 350 meter ke arah jalur memenuhi persyaratan berdasarkan standar PLN. Nilai gaya tekan maksimal pada kaki menara hasil output dari hasil analisa struktur sebesar 47,8 ton dapat didukung pondasi tiang bor (borepile) dengan daya dukung izin tekan sebesar 66,3 ton dan nilai gaya tarik maksimal sebesar 9,36 ton dengan daya dukung izin tarik sebesar 11,025 ton. Kata kunci: Tower; SUTT; borpile; Baja

viii

SUMMARY

PLANNING ANALYSIS OF HIGH VOLTAGE 150KV OVERHEAD POWERLINE DEAD END TOWER DDR2 TYPE Scientific Paper In the form of Final Assignment, 2017

M Ikhsan Pratama Putra, Supervised by Ir. Indra Chusaini San, M.S and Ir. H. Rozirwan M.T

Xii + 70 Page, 25 pictures, 18 tables, 5 attachments

SUMMARY Fabrication of high voltage Overhead Power line (SUTT) has been done in many places at the city of Palembang. However, because the people's electricity needs are increasing every year, another tower is created to provide the electricity supply that need to distributed from the power source system to the community. Tower construction is made of profile steel arranged in such a way that it is a tower that has been calculated its strength. the compressive strength and tensile strength of structural elements calculated using wind load planning standards TIA / EIA-222-F Standard (Structural Standards for Steel Antenna Towers and Antenna ing Structures) and LRFD method to calculate. For the model of electric tower structure based on State Electricity Company (SPLN). Materials used is steel and loads of dead load reviewed in the form of tower weight, cable weight and insulator, live load and wind load. Conclusion that can be taken from the research is for high voltage air channel model model with 100 meters to the Direction of substation and 350 meter toward the path fulfill the requirement based on PLN standard. Maximum force value at tower feet result of result of structure analysis equal to 47,8 ton can be ed by the foundation of drill pile (borepile) with capacity of press permit at 66,3 Ton and a maximum tensile force at 9.36 tons with a carrying capacity of 11,025 tons. Keyword: Tower; SUTT; borpile; steel

ix

DAFTAR ISI Halaman Judul ......................................................................................................

i

Lembar Pengesahan .............................................................................................

ii

Lembar Persetujuan ............................................................................................. iii Halaman Pernyataan Integritas............................................................................ iv Halaman Pernyataan Persetujuan Publikasi.......................................................

v

Riwayat Hidup ...................................................................................................... vi Kata Pengantar ...................................................................................................... vii Ringkasan ............................................................................................................... viii Summary ...............................................................................................................

ix

Daftar Isi ................................................................................................................

x

Daftar Tabel ........................................................................................................... xiii Daftar Gambar ...................................................................................................... xiv Daftar Lampiran .................................................................................................... xv

BAB I

PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang .................................................................................

1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................. 2 1.3 Maksud dan tujuan penulisan ............................................................. 2 1.4 RuangLingkupPenelitian

BAB II

...............................................................

2

1.5 Sistematika Penulisan .......................................................................

2

TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Penelitian Terdahulu.......................................................................... 4 2.2 Menara Transmisi ............................................................................

5

2.2.1 Tipe Menara ...........................................................................

5

2.2.2 Komponen Menara................................................ .................

9

2.3 Struktur Rangka Menara.............. .................................................... 10 2.3.1 Baja......................................................................................... 10 2.3.2 Baut............... ......................................................................... 12 2.4 Pembebanan Pada Struktur Menara.................................................. 14 ix

2.5 Pondasi.............................................................................................. 16 2.5.1 Kapasitas Daya Dukung Pondasi............................................ 18 2.5.2 Kapasitas Daya Dukung tiang kelompok................................ 25 2.5.3 Kombinasi Pembebanan.......................................................... 25 2.5.4 Kontrol Reaksi Pondasi Terhadap Muatan Normal ..............

26

2.5.5 Kontrol Reaksi Pondasi Terhadap Muatan Normal................ 27 2.5.6 Pile cap.................................................................................... 27

BAB III Metodologi Penelitian 3.1 Studi Literatur................................................................................... 35 3.2 Pengumpulan Data............................................................................ 35 3.3 Pemodelan......................................................................................... 36 3.4 Analisa Perhitungan.......................................................................... 38 3.4 Pembahasan....................................................................................... 38 3.4 Kesimpulan...................................................................................... 38

BAB IV TINJAUAN PELAKSANAAN 4.1 Data Perhitungan.............................................................................. 41 4.2 Pembebanan Pada Menara................................................................. 42 4.3 Kombinasi Pembebanan Pada menara.............................................. 47 4.4 Kontrol Design................................................................................. 47 4.4.1 Batang Tekan.......................................................................... 49 4.4.2 Batang Tarik ........................................................................... 51 4.5 Perhitungan Sambungan................................................................... 53 4.6 Perhitungan Pondasi.......................................................................... 55 4.6.1 Daya Dukung Izin Tekan....................................................... 56 4.6.2 Daya Dukung Tiang Tarik .................................................... 61 4.7 Perencanaan Jumlah Tiang............................................................... 62 4.8 Kontrol Reaksi Tiang Tunggal terhadan beban tetap..................... 63 4.9 Kontrol Reaksi Tiang Tunggal terhadan beban darurat................. 64 4.10 Pile cap...........................................................................................

64

4.11 Pembahasan ...................................................................................

67

BAB IV KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan.....................................................................................

69

5.2 Saran ..............................................................................................

69

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

DAFTAR TABEL Tabel

Halaman

2.1

Tipe sudut belok menara 150 kV

......................................................

2.2

Tipe sudut belok menara 275 kV dan 500 kV...............

2.3

Beban Angin untuk menara ................................................................

15

2.4

Intensitas gaya geser tiang .................................................................

22

4.1

B eban angin sudut 00 ............................................................................

46

4.2

B eban angin sudut 900 .........................................................................

46

4.3

Rekapitulasi perhitungan rangka batang tekan..................................

51

4.4

Rekapitulasi perhitungan rangka batang tarik................................ ......

53

4.5

Rekapitulasi Sambungan struktur...........................................................

51

4.6

Reaksi Pada t Menara .......................................................................

56

4.7

Gaya tarik pada Menara...... ....................................................................

56

4.8

Rekapitulasi data sondir SO1 ..................................................................

57

4.9

Gaya Geser Pada Tiang........ ..................................................................

60

4.10

Kapasitas Daya Dukung Berdasarkan Trezhagi ...............................

61

4.11

Kapasita Daya Dukung Berdasarkan Reisee dan Wright..................

61

4.12

Perhitungan Tahan Uplift........ ................................................................. 62

4.13

Reaksi Gaya Dalam Kaki Tower..................................................... ........ 63

4.14

Ratio Batang Pada Menara......................................................................... 67

xiii

.................

7 8

DAFTAR GAMBAR Gambar

Halaman

Gambar 2.1 Tower Sudut.................................................................................... ....

6

Gambar 2.2 Supension Tower ................................................................................

6

Gambar 2.3 Dead End Tower

.............................................................................

7

Gambar 2.4 Komponen Menara .............................................................................

9

Gambar 2.5 Pilecap ................................................................................................ 29 Gambar 2.6 Tampak Samping pilecap .................................................................... 30 Gambar 2.7 Tampak atas pilecap .......................................................................... 30 Gambar 2.8 Pototongan pilecap I ........................................................................... 31 Gambar 2.8 Pototongan pilecap II........................................................................... 32 Gambar 3.1 Tampak depan menara ....................................................................... 36 Gambar 3.2 Pemodelan sap

................................................................................. 37

Gambar 3.3 bagan alir Penelitian .......................................................................... 39 Gambar 3.4 bagan alir Pengolahan Data ............................................................... 40 Gambar 4.1 Menara Transmisi 150 Kv ................................................................. 41 Gambar 4.2 Denah Menara Transmisi 150 Kv......................................................

41

Gambar 4.3 Beban Putus Pada Crossarm EW .......................................................

48

Gambar 4.4 Beban Putus Pada Crossarm top .......................................................

48

Gambar 4.5 Batang Tekan ............................. ....................................................... 49 Gambar 4.6 Batang Tarik ............................. .......................................................

52

Gambar 4.7 Kalibrasi harga N pada pondasi........................................................

59

Gambar 4.8 Grafik Hubungan N ............................................................................ 59 Gambar 4.9 Tampak atas Pondasi ......................................................................... 66 Gambar 4.10 Tampak Samping Pilecap ................................................................. 66 Gambar 4.11 Tampak atas Pilecap .......................................................................

66

Gambar 4.11 Tampak atas Pilecap potongan B ....................................................

67

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1

: Standar PT PLN (Persero) T5.004: 2010 Hal 7-15

Lampiran 2

: Standar TIA/EIA-222-F wind Direction Factor

Lampiran 3

: Ratio pada rangka batang hasil pengolahan sap

Lampiran 4

: Statical calculation untuk menara transmisi tipe Ddr

Lampiran 5

: Data Tanah

xiv

BAB I PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang Pada suatu sistem tenaga listrik, energi listrik yang dibangkitkan dari pusat

pembangkit listrik ditransmisikan kepusat-pusat pengatur beban melalui suatu saluran transmisi, saluran transmisi tersebut dapat berupa saluran udara atau saluran bawah tanah, namun pada umumnya berupa saluran udara. Energi listrik yang disalurkan lewat saluran transmisi udara pada umumnya menggunakan kawat telanjang sehingga mengandalkan udara sebagai media isolasi antara kawat penghantar tersebut dengan benda sekelilingnya, dan untuk menyanggah / merentang kawat penghantar dengan ketinggian dan jarak yang aman bagi manusia dan lingkungan sekitarnya, kawat-kawat penghantar tersebut dipasang pada suatu konstruksi bangunan yang kokoh, yang biasa disebut menara listrik, yang lebih dikenal dengan Menara SUTET atau SUTT. Pembuatan Menara listrik sendiri telah banyak di kota Palembang. Namun, dikarenakan kebutuhan listrik masyarakat semakin meningkat tiap tahunnya maka, dibuat lagi menara tambahan. Menurut fungsinya, menara / tower listrik terbagi beberapa macam yaitu tension tower, suspension tower, section tower dan dead end tower. Dead end tower ini merupakan tiang akhir yang berlokasi didekat gardu induk yang menghubungkan kabel dari jalur transmisi ke gardu induk. Konstruksi menara terbuat dari baja profil yang disusun sedemikian rupa sehingga merupakan suatu menara yang telah diperhitungkan kekuatannya disesuaikan dengan kebutuhannya. Salah satu yang akan menjadi pertimbangan pada pembahasan tugas akhir ini adalah mengenai analisa struktur pada menara transmisi SUTT dimana salah satunya adalah program yang digunakan pada tugas akhir ini adalah SAP 2000, dimana untuk PLN sendiri menggunakan program analisa struktur yaitu Micro Strans Tower yang menjadi tolak ukur PLN untuk mendesain menara transmisi baja, oleh karena itu dengan menggunakan alternatif pilihan seperti SAP 2000 bisa mendesain menara transmisi listrik dimana pada SAP 2000 akan didapatkan profil baja, baut baja yang sesuai dengan menara baja yang akan didesain. 1 UNIVERSITAS SRIWIJAYA

2

1.2 Rumusan Masalah Dari uraian tersebut, setiap tower menanggung gaya yang berbeda dan dibangun dilokasi yang berbeda pula. Dead end tower memiliki struktur yang berbeda dan hampir sepenuhnya menanggung gaya tarik. Dengan kondisi demikian, bagaimana mendesain dan menganalisis perhitungan pada struktur atas dan pondasi bawah menara transmisi yang aman berdasarkan beban-beban yang berkerja ? 1.3

Maksud dan Tujuan Penulisan Maksud dan tujuan dari penulisan laporan tugas akhir ini, antara lain : a) Untuk menganalisa perhitungan struktur atas dan bawah menara transmisi menara transmisi dead end tower tipe DDR2. b) Merencanakan dimensi dan sambungan struktur baja serta pondasi menara transmisi yang sesuai dengan persyaratan keamanan.

1.4

Ruang Lingkup Penulisan Ruang lingkup penelitian pada tugas akhir ini yaitu menganalisa menara

transmisi dead end tower tipe DDR2 yang mengacu kepada SPLN T5.004: 2010 dengan menggunakan bantuan SAP 2000 sebagai output sehingga didapatkan hasil yang berguna untuk profil baja dan sambungan yang diperlukan serta merencanakan pondasi sesuai dengan data tanah yang diberikan untuk perencanaan pondasi struktur tower. 1.5

Sistematika Penulisan Dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini, akan dibagi menjadi 5 bab dengan

pembahasan sebagai berikut : BAB I. Pendahuluan Berisi tentang latar belakang, maksud dan tujuan penulisan, ruang lingkup pembahasan, dan sistematika penulisan laporan Tugas Akhir. BAB II. Tinjauan Pustaka

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

3

Membahas tentang landasan teori yang berasal dari pustaka atau berbagai literature maupun yang berasal dari penelitian secara umum dan juga berisi rujukan kepada penelitian terdahulu mengenai topik yang berkaitan dengan masalah yang dibahas. BAB III. Metodologi Penelitian Berisi mengenai metode atau langkah – langkah yang dilakukan dalam pelaksanaan penelitian atau metode yang digunakan dalam menganalisis data yang didapat.

BAB IV.Hasil Analisis dan Pembahasan Berisi tentang analisis, perhitungan dan hasil yang didapat.Hasil ini kemudian dibandingkan dengan perhitungan atau perencanaan yang ada. BAB V. Kesimpulan dan Saran Berisi kesimpulan dari hasil analisis yang sesuai dengan permasalahan dan tujuan serta saran-saran untuk memperbaiki penelitian di masa mendatang.


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Penelitian Terdahulu Penelitian mengenai menara transmisi listrik telah dilakukan sejak lama dimana

penelitian ini membahas beban yang di tanggung oleh menara tersebut serta mengenai distribusi-distribusi yang digunakan untuk mengolah data khsusunya data mengenai beban angin. Dalam jurnal berjudul “Perencanaan Struktur Menara Listrik Tegangan Tinggi” oleh Teddy Ferdian, Yosafat Aji Pratama, dan Ronald Simatupang tahun 2013, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Kristen Maranatha, saluran udara tegangan tinggi (SUTT) dan saluran udara tegangan ekstra tinggi (SUTET) adalah sarana yang terbentang di Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi (ir. Suyono Sosrodarsono) udara untuk menyalurakan tenaga listrik dari pusat pembangkit ke gardu induk (GI). Gardu induk masing-masing disalurkan melalui konduktor yang direntangkan antara tiang-tiang (tower) melalui insulator-insulator dengan sistem tegangan tinggi (30kV, 70kV,150kV) atau tegangan ekstra tinggi (275kV,500kV). Metode penelitian untuk kontrol kekuatan tarik dan tekan pada elemen struktur mengguakan metode LRFD dengan perangkat lunak yang digunakan dalam penilitian ini adalah SAP2000, dan peraturan angin yang digunakan adalah peraturan angin TIA/EIA-222-F standard. Dalam jurnal yang berjudul “Analysis and Design of Multi Circuit Transmission Line Tower” oleh Sakthivel. Tdan Sanjeevi. R dalam International Journal of Emerging Technology in Computer Science & Electronics (IJETCSE) tahun 2015, menulis analisis yang dilakukan dengan menggunakan STADD.PRO digunakan untuk mendesain tower transmisi, merencanakan berat tower dan mendapatkan sudut tower dengan keadaan wilayah yang potensi angin yang berbeda dan dengan keadaan kota yang sangat padat sesuai keamanan yang memadai.Sama hal juga menurut Hendra Erinofiardi, dalam jurnalnya yang berjudul“Analisa Defleksi Struktur Tower Transmisi Menggunakan Metode Elemen Hingga” dimana menggunakan SAP 2000 v.14 untuk menganalisis tower transmisi dengan menggunakan bantuan program untuk mengetahui sejauh mana defleksi

tower

akibat

beban

yang 4

ditanggung

pada

tower

transmisi.

5

2.2

Menara Transmisi Pada suatu sistem tenaga listrik, energi listrik yang dibangkitkan dari pusat

pembangkit

listrik

suatu salurantransmisi,

ditransmisikan saluran

ke

pusat-pusat

transmisi

tersebut

pengatur

beban

dapat

melalui

berupa saluran

udara atau saluran bawahtanah, namun pada umumnya berupa saluran udara. Energi listrik yang disalurkan lewat saluran transmisi udara pada umumnya menggunakan kawat telanjang sehingga mengandalkan udara sebagai media isolasi antara kawat penghantar tersebut dengan benda sekelilingnya, dan untuk menyanggah / merentang kawat penghantar dengan ketinggian dan jarak yang aman bagi manusia dan lingkungan sekitarnya, kawat-kawat penghantar tersebut dipasang pada suatu konstruksi bangunan yang kokoh, yang biasa disebut menara listrik, yang lebih dikenal dengan Menara Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) atau Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET). Konstruksi tower besi baja merupakan jenis konstruksi saluran transmisi tegangan tinggi (SUTT) ataupun saluran transmisi tegangan ekstra tinggi (SUTET) yang paling banyak digunakan di jaringan PLN (Perusahaan Listrik Negara). Karenamudah dirakit terutama untuk pemasangan di daerah pegunungan dan jauh dari jalan raya, harganya yang relatif lebih murah dibandingkan dengan penggunaan saluran bawah tanah serta pemeliharaannya yang mudah.

2.2.1. Tipe Menara Komponen utama dari Fungsi struktur pada sistem transmisi SUTT / SUTET adalah Tiang (menara/tower).Tiang adalah konstruksi bangunan yang kokoh untuk menyangga / merentang konduktor penghantar dengan ketinggian dan jarak yang aman bagi manusia dan lingkungan sekitarnya dengan sekat insulator. Menurut fungsinya, tiang / tower terbagi beberapa macam, yaitu:

Universitas sriwijaya

6

a. Tower sudut (angle tower) Tower sudut adalah tiang penegang yang berfungsi menerima gaya tarik akibat perubahan arah jalur transmisi yang mempunyai sudut belok sampai 90o untuk Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) atau Ekstra Tinggi (SUTET).

Sumber : Google.com (http://www.idoub.com/doc/98733009/1-pedoman-sutt-sutet-180110#idoub)

Gambar II.1. Tower Sudut b. Tower gantung (supension tower) Tower yang digunakan untuk menyangga penghantar atau konduktor pada kedua bentang untuk jalur transmisi yang relatif lurus dengan sudut belok antara 0 sampai dengan 3 derajat untuk SUTT dan 0 sampai 5 derajat untuk SUTET

Sumber : Google.com (http://www.skm-eleksys.com/2011/02/transmission-tower-types.html)

Gambar II.2. suspension tower Universitas sriwijaya

7

c. Tower akhir (dead end tower) Tower akhir adalah Tower penegang yang direncanakan sedemikian rupa sehingga kuat untuk menahan gaya tarik konduktor-konduktor dari satu arah saja. Tiang akhir ditempatkan di ujung Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) atau Ekstra Tinggi (SUTET) yang akan masuk ke switch yard Gardu Induk (GI).

Sumber : (Data Pribadi)

Gambar II.3. Dead end Tower Menurut sudut belok, tipe menara digolongkan pada tabel seperti berikut : Tabel II.1. Tipe sudut belok menara SUTT 66 kV dan 150 kV No

Tipe Tower

Sudut Belok

Tipe insulator

1

AA

0–3

Gantung

2

BB

0 – 20

Tarik

3

CC

20 – 40

Tarik dengan Jumper

4

DD

40 – 60

Tarik dengan Jumper

5

EE

60 - 90

Tarik dengan Jumper

6

DDR

0 - 60

Tarik dengan Jumper

Sumber : (SPLN T5.004: 2010 halaman 7)


8

Tabel II.2. Tipe sudut belok menara SUTT 275 kV dan 500 kV No

Tipe Tower

Sudut Belok

Tipe insulator

1

AA

0–5

Gantung

2

BB

0 – 10

Tarik

3

CC

10 – 30

Tarik dengan Jumper

4

DD

30 - 60

Tarik dengan Jumper

5

EE

60 - 90

Tarik dengan Jumper

6

FF

Terminal tower tension 45 entry

Tarik dengan Jumper


2.2.2 Komponen Menara Secara umum suatu menara/tower listrik transmisi terdiridari : a. Pondasi, yaitu suatu konstruksi beton bertulang untuk mengikat kaki tower (stub) dengan bumi. b. Stub, bagian paling bawah dari kaki tower, dipasang bersamaan dengan pemasangan pondasi dan diikat menyatu dengan pondasi. c. Leg, kaki tower yang terhubung antara stub dengan bodi tower. Pada tanah yang tidak rata perlu dilakukan penambahan atau pengurangan tinggi leg, sedangkan bodi harus tetap sama tinggi permukaannya d. Common Body, badan tower bagian bawah yang terhubung antara leg dengan badan tower bagian atas (superstructure). Kebutuhan tinggi tower dapat dilakukan dengan pengaturan tinggi common body dengan cara penambahan atau pengurangan. e. Super structure, badan tower bagian atas yang terhubung dengan common body dan cross arm kawat fasa maupun kawat petir. Pada tower jenis delta


9

tidak dikenal istilah super structure namun digantikan dengan “K” frame dan bridge. f. Cross arm, bagian tower yang berfungsi untuk tempat menggantungkan atau mengaitkan isolator kawat fasa serta clamp kawat petir. Pada umumnya cross arm berbentuk segitiga kecuali tower jenis tension yang mempunyai sudut belokan besar berbentuk segi empat. g. Step bolt, baut panjang yang dipasang dari atas ACD ke sepanjang badan tower hingga super structure dan arm kawat petir. Berfungsi untuk pijakan petugas sewaktu naik maupun turun dari tower.

Sumber : (Data Pribadi)

Gambar II.4. komponen menara Universitas sriwijaya

10

2.3

Struktur Rangka Menara Struktur rangka meliputi baja, yang dimana terdapat ukuran batang dan simpul

hubung atau sambungan baut dari rangka batang baja dan komponen penunjang lainnya. 2.3.1. Baja Baja adalah logam paduan, logam besi sebagai unsur dasar dengan beberapa elemen lainnya, termasuk karbon dan memiliki beragam bentuk dan ukuran sesuai dengan pengaplikasiannya. Dalam menara transmisi digunakan baja dengan profil L. Adapun perhitungan yang didasarkan pada ASCE 10-97, yang meliputi kekuatan tarik dan tekan dari baja yang digunakan nantinya dengan perumusan sebagai berikut : 2.3.1.1 Kekuatan Tarik Izin Kekuatan tarik adalah tegangan maksimum yang bisa ditahan oleh sebuah bahan ketika direnggangkan atau ditarik, sebelum bahan tersebut patah atau terpisah. Kekuatan tarik pada setiap benda berbeda. Beberapa bahan dapat patah begitu saja tanpa mengalami deformasi, yang berarti benda tersebut bersifat rapuh atau getas (brittle). Kekuatan tarik pada baja terjadi pada setiap permukaannya, sehingga didapat rumus : Ta = Ae . fu ..................................................................................................................(2.1) Keterangan : Tn

: tahanan nominal penampang

Ae

: luas penanmpang efektif (mm2)

Fu

: tegangan tarik putus (MPa)

Untuk konstruksi menara, dimana pada tiap propil dibuat lubang (hole) untuk menyambungkan baja yang satu dengan yang lain, maka penjabaran rumus didasarkan pada :


11

a) connected at both legs Hal ini, dimaksudkan pada bagian baja yang pada pada kedua sisi dilubangi untuk menyambungkan baja yang lain, sehingga luasan baja menjadi : 𝑠2

An = Ag – t(dh n - ∑4𝑔)....................................................................................(2.2)

Keterangan : Ag

: gross area

dh

: diameter lubang

n

: jumlah baut

s

: longitudinal spacing

g

: transverse spacing

t

: ketebalan

b) connected at one legs Hal ini, dimaksudkan pada bagian baja yang dilubangi pada salah satu sisinya untuk menyambungkan baja yang lain, sehingga luasan baja menjadi : An = A + Bk.....................................................................................................(2.3) Keterangan : A

: Area yang digunakan untuk sambungan

B

: Outstanding area

K

:

1 𝐵 𝐴

1+0,35( )

2.3.1.2 Kekuatan Tekan Izin Kekuatan tekan adalah kapasitas dari suatu bahan atau struktur dalam menahan beban yang akan mengurangi ukurannya. Beberapa bahan akan patah pada batas tekan, beberapa mengalami deformasi yang tidak dapat dikembalikan. Kuat tekan izin yang terjadi pada daerah yang terkena gaya tekan atau arean yang mengalami pengurangan karena gaya axial. Rumus yang dapat dipakai dalam menentukan kuat tekan izin, yaitu: Universitas sriwijaya

12 2 1 𝐾𝐿⁄𝑟 𝐾𝐿 ) ] 𝐹𝑦; 𝐶𝑐 𝑟

Pn =[1 − 2 (

≤ 𝐶𝑐 ..............................................................................(2.4)

2𝐸

Cc = 𝜋√𝐹𝑦..................................................................................................................(2.5) Keterangan : Fy

: tegangan leleh (Mpa)

E

: modulus elastisitas bahan berdasarkan ASCE No. 52

L

: Panjang bahan Bahan (mm)

r

: radius bahan (mm)

K

: koefisien panjang efektif

2.3.2

Baut Dalam penyambungan antara bahan baja untuk membuat suatu struktur rangka

perlu adanya benda yang dapat menyambungkan baja-baja tersebut, karena itulah baut merupakan salah satu cara penyambungan yang dapat digunakan. Pada perencanaan menara baut yang biasa dibuat untuk menahan gesekan. Dalam pengasumsiannya juga sambungan baut menyebarkan gaya yang sama pada setiap bahan dan gaya ini akan memberikan friksi yang cukup kuat yang disebut dengan proof load. Rumus mencari proof load adalah dengan mengalikan luas daerah tegangan tarik dengan kuat leleh. Rumus luas tegangan tarik: 𝜋

As = 4 [𝑑𝑏 −

0,9743 2 𝑛

] ...................................................................................................(2.6)

Keterangan : As

: Luas tegangan tarik

db

: diameter nominal baut

n

: jumlah ulir per mm


13

Dalam pengaplikasiannya diameter area yang dilubangi dengan diameter baut harus memiliki rasio ≤ 2. Untuk tekanan pada lubang baut harus seminimal mungkin dengan kriteria sebagai berikut : P ≤ 0,75 (L-0,5 dh) t Fu atau P ≤ 135dtFu .................................................................(2.7) Keterangan : L

: jarak minimum dari pusat lubang ke tengah bahan (m)

d

: diameter baut (m)

dh

: diameter lubang (mm)

t

: ketebalan bahan

Fu

: gaya tekan minimum pada baut (Mpa)

Setelah perhitungan dilakukan maka dilakukan kontrol terhadap baut dengan menggunakan: Ru≤ ∅Rn .....................................................................................................................(2.8) Ru

: beban terfaktor

Rn

: tahanan nominal baut

∅

: faktor reduksi (0,75)

2.3.3

Kontrol Batang Tarik dan Tekan Setelah perhitungan dilakukan perlu adanya pengecekan yang didasarkan pada

acuan yang digunakan, untuk mengetahui apakah rencana pemakaian profil baja yang diinginkan sesuai dan dapat menahan gaya atau beban yang terjadi pada profil tersebut. Pengontrolan pada batang, yaitu : a) Batang Tekan Dalam pengontrolan batang tekan sama dengan batang tarik bahwa semua komponen yang mengalami gaya tekan konsentris akibat beban harus memenuhi syarat : Pu≤ ∅Pn ...........................................................................................................(2.9) Pu

: gaya aksial terfaktor Universitas sriwijaya

14

∅

: Faktor tahanan

Pn

: tahanan

nominal penampang

b) Batang Tarik Dalam pengontrolan batang tarik mengikuti standar dinyatakan bahwa semua komponen struktur yang memikul gaya tarik aksial memenuhi syarat : Tu≤ ∅Tn........................................................................................................(2.10)

2.4

Tu

: gaya aksial terfaktor

∅

: faktor tahanan

Tn

: tahanan nominal penampang

Pembebanan Pada Struktur Menara Dalam merencanakan beban untuk suatu bangunan diharuskan memperhatikan

penggunaan beban-beban yang diijinkan dalam perencanaan tersebut. Beban yang terjadi pada konstruksi menara rangka baja SUTT dan SUTET digunakan untuk menentukan dimensi batang dan baut dari tower yang menentukan kekuatan menara pada kondisi rencana pembebanan normal dan abnormal. Terdapat beberapa beban yang diperhitungkan dalam dalam perencanaan struktur menara : a. Beban Mati Beban mati dari suatu menara transmisi adalah berat sendiri menara dengan seluruh kelengkapannya, berat kawat penghantar dan kawat tanah, insulator berikut serta beban lainnya jika ada, yang setiap saat selalu berada pada tower tersebut. b. Beban Angin Beban angin adalah beban yang ditimbulkan oleh angin yang mengenai permukaan menara, konduktor dan insulator. Besarnya beban angin tersebut mengacu pada InternationalIEC 60826, 2003 namun tidak boleh kurang dari besaran tekanan angin minimum yang ditentukan dalam standar PLN T5.004: 2010. Tekanan angin minimum pada satu sisi permukaan yang digunakan untuk menghitung beban kerja akibat angin pada konduktor, insulator dan menara adalah sebagai berikut :


15

Tabel II.3. Beban angin untuk menara transimisi Beban Angin Tegangan

Tower (kg/m2)

Kawat (kg/m2)

Insulator (kg/m2)

SUTT 60 kV

180

40

60

SUTT 150 kV

180

40

60

SUTET 275 kV

235

71

95

SUTET 500 kV

245

73

107


c. Beban Khusus Beban yang terjadi selama pembangunan, pemeliharaan dan beban untuk menghindari untuk menghindari kerusakan beruntun pada jaringan transmisi. Beban khusus ini adalah beban maksimum dan tidak dapat dianalisis secara statik. Acuan yang digunakan dalam menentukan kriteria dan besarnya beban khusu adalah IEC 60826, 2003 dan ASCE Manuals and Reports on Engineering Practice No. 74, 1991. d. Kombinasi Beban Pada desain menara, perhitungan beban harus dilakukan dengan meninjau kombinasi antara beban normal dan beban abnormal yang akan menentukan ukuran dimensi batang dan baut dari menara. 1. Beban Normal Kombinasi antara beban mati (beban permanen) dan beban angin (beban acak) yang dianggap mungkin untuk terjadi secara bersamaan. Beban normal yang diperhitungkan adalah beban vertikal, beban transversal dan beban longitudinal. Beban vertikal terdiri dari berat sendiri menara, berat konduktor, berat isolator. Beban transversal berasal dari tekanan angin transversal pada

bagian menara, konduktor, isolator serta akibat jalur

transmisi. Sedangkan beban longitudinal berasal dari perbedaan tarikan pada seluruh kawat penghantar dan kawat tanah pada bentang yang bersebelahan.


16

2. Beban Abnormal Kombinasi beban mati, beban angin dan beban khusus tertentu yang dianggap munkin untuk terjadi secara bersamaan. Beban abnormal yang diperhitungkan terdiri dari beban vertikal, beban transversal, beban longitudinal dan beban torsional yang diakibatkan oleh beban mati, beban angin, serta beban khusus. Beban vertikal terdiri dari berat sendiri menara, berat konduktor, berat isolator. Beban transversal berasal dari tekanan angin transversal pada

bagian menara, konduktor, isolator serta akibat jalur

transmisi. Sedangkan beban longitudinal berasal dari tarikan kawat penghantar putus sedangkan beban torsial terjadi diakibatkan oleh tarikan kawat penghantar putus pada satu sisi.

2.5

Pondasi Pondasi adalah suatu bagian dari konstruksi bangunan yang bertugas meletakkan

bangunan dan meneruskan beban bangunan atas (upper structure/super structure) ke dasar tanah yang cukup kuat untuk mendukungnya. Untuk tujuan itu pondasi bangunan diperhitungkan dapat menjamin kestabilan bangunan terhadap berat sendiri, bebanbeban berguna dan gaya-gaya luar, seperti tekanan angin, gempa bumi dan lain-lain, dantidak penurunan pondasi setempat ataupun penurunan pondasi yang merata lebih dari batas tertentu. Pada suatu menara pondasi yang dibuat harus kuat,karena jika tidak tower tersebut akan roboh , pada pondasi akan bekerja tiga macam gaya yaitu : a. Gaya vertikal yang disebabkan oleh berat konduktor dan fitting dan beratnya tower itu sendiri. b. Gaya transversal yang disebabkan oleh adanya tiupan angin. c. Gaya tarikan konduktor yang dirasakan sepanjang konduktor. Secara garis besar pondasi dapat dibagi menjadi dua jenis: 1. Pondasi Dangkal Pondasi jenis ini biasanya dilaksanakan pada tanah dengan kedalaman tanah tidak lebih dari 3 meter atau sepertiga dari lebar alas pondasi. Dengan kata lain, pondasi ini diterapkan pada tanah yang keras atau stabil yang mendukung struktur Universitas sriwijaya

17

bangunan yang tidak terlalu berat dan tinggi, dengan kedalaman tanah keras kurang dari 3 meter.Pondasi dangkal tidak disarankan untuk dilaksanakan pada jenis tanah yang kurang stabil atau memiliki kepadatan tanah yang buruk, seperti tanah bekas rawa/gambut. Adapun beberapa macam pondasi dangkal, yaitu : a. Pondasi Memanjang Pondasi memanjang digunakan mendukung dinding memanjang atau sederetan kolom yang berjarak dekat sehingga bila dipakai pondasi telapak sisinya akan berimpit satu sama lain Menahan beban satu kolom dan menyalurkannya melalui dasar pondasi. b. Pondasi Telapak (footing foundation) Pondasi telapak adalah pondasi yang mendukung bangunan secara langsung pada tanah pondasi. Pondasi telapak umumnya dibangun diatas tanah pendukung pondasi dengan membuat suatu tumpuan yang bentuk dan ukurannya (dimensinya) sesuai dengan beban bangunan dan daya dukung tanah pondasi itu.(sumber: Ir.S,Suryono dan Kazuto Nakazawa,2000). 2. Pondasi dalam Pondasi dalam adalah pondasi yang meneruskan beban struktur kelapisan tanah keras yang letaknya sangat dalam. Jenis pondasi dalam antara lain pondasi tiang pancang bor dan pondasi sumuran (Hary Christady, 1996). Pondasi dalam mempunyai kedalaman lebih kurang 6,00 meter dari permukaan tanah asli. Beberapa macam pondasi dalam : a) Pondasi Tiang Bor Pondasi dalam borpilemerupakan salah satu jenis pondasi yang sering digunakan, karena tidak menimbulkan getaran pada saat pemasangannya. Perbedaan tiang bor dengan tiang pancang adalah cara pembuatannya dengan membor tanah, kemudian dipasang tulangan selanjutnya baru dicor dengan beton. b) Pondasi Tiang Pancang Pondasi tiang pancang banyak digunakan pada struktur bangunan tinggi ataupun sebagai pondasi pada dermaga dan jembatan. Daya dukung pondasi


18

tiang pancang yang diperoleh dari skin friction dapat diaplikasikan untuk gaya lateral yang ada.

2.5.1 Kapasitas Daya Dukung Pondasi Dalam perencanaan pondasi dangkal dan dalam perlu adanya perhitungan mengenai daya dukung pondasi. Daya dukung adalah kemampuan pondasi tersebut dalam menahan beban yang terjadi padanya. Hal ini, yang menjadi pokok dalam perencanaan pondasi. Berikut perhitungan daya dukung pondasi menurut cara dan kedalamannya.

2.5.1.1 Statis Analitis Daya dukung statis analitis lebih kepada perumusan dari seorang ahli yang didasarkan pada riset uji lab. Rumus statis analitis untuk pondasi dapat berupa : a) Pondasi Dangkal Untuk menghitung daya dukung pondasi dangkal menurutHansen (1970) dalam Bowles (1992) menyarankan persamaan daya dukung sebagai berikut : qult = cNcScdcicgcbc+DfγNqsqdqiqgqbq+0,5γBNγsγdγiγgγbγ .....................................(2.11) Bila, φ = 0 (tanah berbutir halus)

qu = 5.14 Su( 1+ S’c + d’c – i’c – b’c – g’c) + q Keterangan : Nc, Nq, N : Faktor Kapasitas Dukung pondasi Sc, Sq, S

: Faktor bentuk dasar pondasi

dc, dq, d

: Faktor kedalaman dasar pondasi

ic, iq , i

: Faktor kemiringan beban

bc, bq, b

: Faktor kemiringan dasar pondasi

gc, gq, g

: Faktor kemiringan tanah

b) Pondasi Dalam Dalam perhitungan daya dukung pondasi dalam lebih kepada jenis tanah, yang juga dikemukakan oleh Terzhagi, yaitu: Universitas sriwijaya

19

▪

Tiang dalam tanah non kohesif Perumusan untuk tanah non kohesif (granuler), yaitu: Pult = (𝜎 ′ 𝑡 𝑥 𝑁𝑞 𝑥 𝐴𝑏) + (𝐾𝑑 𝑥 𝜎 ′ 𝑣 𝑥 𝑡𝑔. 𝛿 𝑥 𝐴𝑠).........................................(2.12)

Keterangan :

▪

𝜎′𝑡

= tekanan overbuden di dasar tiang = ∑ 𝑦𝑖 𝑥 𝑧𝑖

Nq

= faktor kapasitas dukung

Ab

= luas penampang ujung tiang

Kd

= koefisien tekana tanah lateral

𝜎′𝑣

= tekanan overbudenefektif pada tengah bentang

𝑡𝑔. 𝛿

= Luas selimut tiang

𝐴𝑠

= Sudut geser antara tiang dan tanah

Tiang dalam tanah kohesif Perumusan untuk tanah kohesif, yaitu : Pult

= Qu + Su

Pult

= (9 x c Ab) + (𝛼 𝑥 𝑐 𝑥 𝐴𝑠).................................................................(2.13)

Keterangan : c

= nilai kohesi dari tanah

Ab

= Luas penampang ujung tiang

𝛼

= Faktor adhesi antara tiang dan tanah

𝐴𝑠

= Luas selimut tiang

2.5.1.2 Formula Empiris Pencarian daya dukung pondasi menggunakan statis empiris berdasarkan pada dua tes yaitu sondir dan spt. Rumus empiris ini digunakan pada pondasi dalam. Sehingga dapat dijabarkan sebagai berikut :

a) Cone Penetration Test (T) Dari SNI2827:2008, pemeriksaan kekuatan tanah dengan sondir bertujuan untuk mengetahui kekuatan suatu lapisan tanah berdasarkan pada perlawanan penetrasi konus Universitas sriwijaya

20

dan hambatan lekat. Perlawanan penetrasi konus adalah perlawanan tanah terhadap ujung konus yang dinyatakan dalam gaya per satuan luas. Sedangkan hambatan lekat adalah perlawanan geser tanah terhadap selubung bikonus dalam gaya per satuan luas. Perhitungan daya dukung pondasi dalam berdasarkan data hasil pengujian sondir dapat dilakukan dengan metodede Ruiter dan Beringen(1979), untuk menghitung daya dukung yang mana membedakan perhitungan untuk tanah lempung dengan tanah pasir, yaitu : Tanah Lempung Qu = Ab(𝑁𝑐

𝑞𝑐 (𝑡𝑖𝑝) 𝑁𝑘

)+ As(𝛽

𝑞𝑐 (𝑡𝑖𝑝) 𝑁𝑘

).....................................................................(2.14)

Tanah Pasir Qu = Ab(𝑁𝑐

qc1+ 𝑞𝑐2

𝑞𝑐 (𝑠𝑖𝑑𝑒)

𝑓=

).............................................................................................(2.15)

2

300

;𝑓=

𝑞𝑐 (𝑠𝑖𝑑𝑒) 400

; 𝑓 = 1.20 (𝑘𝑔/𝑐𝑚2 ) Nilai f yang dipakai adalah nilai f

yang minimum. Keterangan : Qb

= tahanan ujung, ton

Ab

= luas ujung tiang, kg/ cm²

Nc

= faktor daya dukung = 9,

qc(tip) = nilai tahanan kerucut rata-rata yang hitungannya sama dengan metode Schmertmann, Nk

= cone factor = 15 – 20.

β

=adhesion factor,β = 1 untuk normally konsolidasi, β = 0,5 untuk over konsolidasi,

qc(side)= nilai tahanan kerucut rata-rata sepanjang lapisan tanah.

Adapun besarnya daya dukung suatu pondasi tiang menurut Wesley (1977) dipengaruhi luas dan keliling, nilai konus dan jumlah hambatan perekat (TF) diformulasikan dengan rumus empiris dibawah ini : Qa =

𝑄𝑐 .𝐴 3

+

𝑇𝑓.𝑂 5

.....................................................................................................(2.16)


21

Keterangan : Dimana (Qc dan Tf didapat dari hasil sondir) A = Luas O = Keliling tiang 3 dan 5 faktor keamanan Qa = daya dukung yang diizinkan Qc = nilai konus rata rata

b) Standard Penetration Test Metode uji yang dilakukan secara bersamaan dengan pengeboran untuk mengetahui perlawanan dinamik tanah maupun pengambilan contoh terganggu dengan teknik penumbukan. Suatu pengujian yang ujungnya berupa konus dimasukkan kedalam tanah dengan menjatuhkan beban dengan tinggi jatuh tertentu, dan jumlah pukulan yang diperlukan untuk mendorong ujung tersebut dimana jumlah pukulan persatuan meter. ̅ rencana dari tanah Pertama dalam perhitungan N-SPT adalah dengan mencari harga 𝑁 pondasi tiang diperoleh dengan : ̅ = 𝑁1+𝑁2 ..................................................................................................................(2.17) 𝑁 2 Keterangan: N1

= harga N pada ujung tiang

N2

= harga rata-rata pada jarak 4D dari ujung tiang

Setelah itu dengan menggunakan grafik hubungan antara qd/n dengan nilai ̅ dan selanjutnya bisa mencari nilai qd. ekivalen meka bisa didapatkan nilai qd/𝑁 ̅ .........................................................................................................(2.18) qd= 𝑋. 𝑁 Selanjutnya nilai qd tersebut dikalikan dengan luas dari tiang, hingga didapatkan rumus : Kapasitas Dukung Pada Ujung Tiang = qd x A .........................................................(2.19)


22 Tabel 2.4. Intensitas Gaya Geser Dinding Tiang Jenis tanah pondasi

Tiang Pracetak 𝑁

tanah berpasir

5

Tiang yang dicor ditempat 𝑁

(< 10)

5 𝑁

tanah kohesif

C atau N (<10)

5

(<12) (<12)

Sumber :Mekanika Tanah dan Teknik Pondasi (Ir. Suryono Sosrodarsono)

Untuk mencari gaya geser maksimum dinding tiang digunakan rumus sebagai berikut

: Gaya Geser Maksimum Dinding Tiang = 𝑈 ∑ 𝑙𝑖 . 𝑓𝑖......................................(2.20)

Keterangan U

:

= 3,14 x diameter tiang

∑ 𝑙𝑖 . 𝑓𝑖 = Jumlah gaya geser pada keliling tiang Dilanjutkan

dengan

menghitung

daya

dukung

ultimate

dengan

rumus

:

Qult= qd x A + 𝑈 ∑ 𝑙𝑖 . 𝑓𝑖............................................................................................(2.21) Dan terakhir untuk mencari daya dukung yang diijinkan dapat digunakan rumus : Qall=

𝑅𝑢 𝑛

......................................................................................................................(2.22)

Mayerhoff (1956) menganjurkan formula untuk daya dukung tiang pancang sebagai berikut: Qu = 40Nb x Ap + 0,2 N x As ..................................................................................(2.23) Keterangan : Qu

= Daya dukung ultimit pondasi tiang pancang (ton)

Nb

= Harga N-SPT pada elevasi dasar tiang

Ap

= luas penanampang dasar tiang (m2)

As

= luas selimut tiang (m2)

N

= harga N-SPT rata-rata


23

2.5.1.3 Daya Dukung Tiang Dinamis Pengujian dan perhitungan kapasitas ultimit tiang secara dinamis diambil dari data pada saat tiang pancang sedang dalam proses maupun saat telah selesai pemancangan. Ada beberapa metode atau Perumusan dalam daya dukung dinamis salah satunya : a) Metode Janbu (1953) Dalam metode ini persamaan untuk menghitung daya dukung tiang dengan hasil uji dari tes kalendering adalah Qu =

𝑒ℎ .𝑤𝑟 .ℎ 𝐾𝑢. 𝑆

.....................................................................................................(2.24)

Dengan : 𝜆

Ku= Cd [ 1 + (1 + 𝑐 )2 ]...............................................................................(2.25) 𝑑

Cd= 0,75 + 0,15 (Wp/Wr)............................................................................(2.26) 𝑒ℎ .𝐸

λ = 𝐴𝐸.𝑆ℎ2.𝐿 ........................................................................................................(2.27) Keterangan : Qu

= kapasitas dukung tiang pancang (ton)

eh

= efisiensi palu

wr

= berat piston hammer (ton)

h

= tinggi jatuhnya balok besi (m)

s

= Penetrasi tiang pancang (cm)

A

= Luas penampang tiang pancang(m2)

E

=Modulus elastisitas tiang pancang (m)

L

= panjang tiang pancang (m2)

Eh

= Tenaga palu pabrik (Wr.h) (ton m)

b) Metode Danish Perhitungan kapasitas daya dukung dengan Danish Formula, dengan rumus : Qu=

𝑛𝑥𝐸 𝑛 𝑥 𝐸 𝑥 𝐿; 0,5 𝑆+ ( ) 2 𝑥 𝐴 𝑥 𝐸𝑝

.........................................................................................(2.28)

Keterangan : n

= efesiensi tiang pancang Universitas sriwijaya

24

E

= Energi alat pancang

L

= Panjang tiang pancang

Ep

= Modulus elastisitas tiang

S

= Penetrasi tiang pancang

2.5.1.4 Daya Dukung Tiang Tarik Perhitungan pondasi khususnya daya dukung pondasi tidak selalu tentang tekan. Ada gaya tarik yang dapat terjadi di pondasi, sebagai contoh pada menara transmisi yang saling berhubungan satu sama lain, akan timbul tarikan bukan hanya pada struktur atas tapi juga pada pondasinya. Sehingga, perhitungan daya dukung tarik pondasi diperlukan dan dirumuskan dengan : Tug = Tun + W..............................................................................................................(2.29) Keterangan : Tug

= Daya dukung tarik bruto

Tun

= Daya dukung tarik netto

W

= Berat efektif tiang pancang

Untuk mencari daya dukung tarik netto tergantung pada kondisi tanah sebagai berikut : a) Tanah Lempung Penggunaan Metode Das Seeley (1982) dayaaa dukung tarik netto pada tanah lempung dirumuskan dengan : Tun= 𝐿𝑝𝛼Cu............................................................................................................(2.30) Keterangan:

Cu

L

= Panjang tiang pondasi

P

= keliling penampang tiang

𝛼

= koefisien adhesi antara tiang dan tanah = koefisien kohesi

b) Tanah Pasir Penggunaan Metode Das seeley (1982) daya dukung tarik netto pada tanah lempung dirumuskan dengan : 1

Tun = 2 𝑝 𝛾 𝐿2 Kutan𝛿 Universitas sriwijaya

25

Keterangan : Ku = Koefisien tarik 𝛿

= sudut friksi

𝛾

= berat volume basah

2.5.2

Kapasitas Daya Dukung Tiang Kelompok Kapasitas daya dukung tiang pancang secara berkelompok memiliki daya dukung

tiang yang lebih besar dirumuskan dengan metode Converse-Labarre. Pada metode ini dicari terlebih dahulu efediensi dari kelompok tiang yang akan ditinjau, seperti pada rumus : Efisiensi tiang menggunakan Metode Converse-Labarre : 𝑛=1− 𝜃 [

(𝑛−1)𝑚+(𝑚−1)𝑛 90𝑚 𝑛′

]......................................................................................(2.31)

Keterangan : m

= jumlah tiang pancang dalam deretan baris

𝑛′

= Jumlah tiang dalam deretan kolom

𝜃

= arc tan (d/s) dalam derajat

d

= diameter tiang (cm)

Setelah dihitung efisiensi, maka diperoleh kapasitas kelompok izin tiang: Qizin grup = 𝑛tiang . Qtiang tunggal......................................................................................(2.32) Dimana Qizin grup

: P ditambah berat poer

2.5.3

Kombinasi Pembebanan Kombinasi pembebanan yang digunakan dalam mengontrol reaksi yang terjadi

pada pondasi ada 11, yang dimana kombinasi 1 sampai dengan 10 adalah beban darurat atau sementara,sedangkan kombinasi ke 11 adalah beban beban tetap yang ada di pondasi. Kesebelas kombinasi pembebanan, yaitu : Universitas sriwijaya

26

1. Kombinasi

: 1,4 DL

2. Kombinasi

: 1,2 DL + 1,6 DL

3. Kombinasi

: 1,2 DL +1,0 LL + 1,0 EX + 0,3 EY

4. Kombinasi

: 1,2 DL +1,0 LL + 1,0 EX - 0,3 EY

5. Kombinasi

: 1,2 DL +1,0 LL - 1,0 EX + 0,3 EY

6. Kombinasi

: 1,2 DL +1,0 LL - 1,0 EX - 0,3 EY

7. Kombinasi

: 1,2 DL +1,0 LL + 0,3 EX + 1,0 EY

8. Kombinasi

: 1,2 DL +1,0 LL + 0,3 EX – 1,0 EY

9. Kombinasi

: 1,2 DL +1,0 LL + 0,3 EX – 1,0 EY

10. Kombinasi

: 1,2 DL +1,0 LL – 0,3 EX – 1,0 EY

11. Kombinasi

: DL + LL

2.5.4

Kontrol Reaksi Pondasi Terhadap Muatan Normal Setelah dilakukan kontrol reaksi terhadap beban tetap yang terjadi pada pondasi

tiang maka dilakukan pengecekan dimana dilakukan pada tiang tunggal dan kelompok. a) Tiang tunggal 𝑊

𝑉1 = 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ1𝑇𝑖𝑎𝑛𝑔 ±

𝑀𝑦1𝑥 𝛴𝑥 2

±

𝑀𝑥1𝑦 𝛴𝑦 2

……………………........................................(2.33)

Dengan V1 ≤ Qizin

Keterangan : W1= PKolom ditambah berat poer (menggunakan kombinasi pemebanan ke 11) My = Momen arah y Mx = Momen arah x x = Jarak tiang ke pusat berat kelompok tiang searah x y = Jarak tiang ke pusat berat kelompok tiang searah y x2 = jumlah kuadrat semua koordinat tiang arah x y2 = jumlah kuadrat semua koordinat tiang arah y


27

b) Tiang kelompok W1< Qizin grup ……………….............………………………...................……….(2.34)

2.5.5 Kontrol Reaksi Darurat Pondasi Terhadap Muatan Normal Sama dengan di atas pengecekan kontrol darurat dilakukan untuk beban yang tidak diduga sehingga perlu diperhitungakan sehingga rumus yang dipakai: a) Tiang tunggal 𝑊

𝑉2 = 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ2𝑇𝑖𝑎𝑛𝑔 ±

𝑀𝑦2𝑥 𝛴𝑥 2

±

𝑀𝑥2𝑦 𝛴𝑦 2

………………………................................…(2.35)

Dengan syarat V2≤ 1,5 Qizin Keterangan : W2= PKolom ditambah berat poer (menggunakan kombinasi pembebanan dari 1 samapai 10)

b) Tiang kelompok W2> 1,5 Qizin grup……………………………………................................……. (2.36)

2.5.6

Pile Cap Pile cap adalah suatu elemen struktur yang menyatukan satu atau beberapa

pondasi tiang terhadap kolom atau elemen struktur lain di atasnya. Pile cap berfungsi menerima beban dari kolom yang kemudian disebarkan ke tiang pancang. Dalam suatu perencanaan, pile cap memiliki beragam bentuk modelisasi. Pada suatu pekerjaan pondasi, bentuk pile capakan berbeda tergantung dari jumlah tiang pancang yang dikelompokkan dalam satu pile cap. Pondasi merupakan bagian bangunan yang menghubungkan bangunan dengan tanah, yang menjamin kestabilan bangunan terhadap berat sendiri, beban berguna dan gaya-gaya luar terhadap gedung seperti tekanan angin dan gempa bumi, menurut Heinz Frick, 2001. Dalam perhitungan pile cap dianggap atau dibuat kaku sempurna sehingga apabila beban-beban yang bekerja pada kelompok tiang pancang tersebut menimbulkan penurunan maka setelah penurunan bidang pile cap tetap akan merupakan bidang datar, Universitas sriwijaya

28

dan gaya-gaya yang bekerja pada tiang berbanding lurus dengan penurunan tiang – tiang tersebut.

Pkolom

Kolom

PileCap

borepile

borepile

Gambar II.5 Gambar Pile cap 2.5.6.1 Perhitungan Pile cap Pada perhitungan pile cap yang akan dibahas adalah mengenai perhitungan pembebanan pada kolom dan perhitungan rencana tulangan pile. Analisa struktur akan dilakukan dengan menggunakan SAP 2000. Analisa ini memperhitungkan pembebanan akibat beban mati, hidup, angin dan abnormal sehingga analisa akan didapatkan seberapa besar gaya yang bekerja pada kaki kolom yang akan disalurkan ke pile cap. Untuk perhitungan pada pile cap,adapun tahap-tahap perhitunganya yaitu : a). Mencari dimensi pile cap Jarak tiang mempengaruhi ukuran pile cap. Jarak tiang pada kelompok tiang biasanya diambil 2,5 D – 3D , dengan D adalah diameter. b). Mencari tegangan geser Untuk mencari tegangan geser digunakan persamaan berikut: τizin= ϕ

√𝑓𝑐′ ……………………………………………………................(2.37) 6


29

c).Punching Shear Pile Cap Berikut persamaan yang digunakan: Panjang area geser (Sv) = s + (h – hb)……………………………………...............(2.38) Luas area geser (Av) = Sv2………………………………………………….............(2.39) Tegangan geser (τbpu) =

𝑝 𝑟𝑒𝑎𝑘𝑠𝑖 𝑡𝑖𝑎𝑛𝑔 𝑝𝑎𝑛𝑐𝑎𝑛𝑔 𝐴𝑣

……………………………... ............(2.40)

dimana τbpu < τizin (Aman). Dengan keterangan sebagai berikut: s =Sisi atau diameter tiang H =Tinggi pilecap Hb=Tinggi efektif pilecap Sv =Panjang area geser Av= Luas area geser

d).Punching Shear Pile Cap dan Kolom Berikut langkah-langkah perhitungan untuk mencari nilai punching shear pile cap dan kolom: Panjang area geser (Bv) = panjang kolom + (h-hb)…………………………............(2.41) Panjang area geser (Hv) = Lebar kolom + (h-hb)…………………………...............(2.42) Luas area geser (Av) = Bv x Hv……………………………………………...............(2.43) Maka tegangan geser (τbpu) = Pkolom / Av…………………………………................(2.44) dimana τbpu < τizin (Aman). Dengan keterangan sebagai berikut: Pkolom = Beban yang ada pada kolom H

= Tinggi pile cap

Hb

= Tinggi efektif pile cap

Bv

= Panjang area geser (panjang)

Hv

= Panjang area geser (lebar)

Av

= Luas area geser


30

Kemudian setelah nilai tegangan geser di dapat maka dilanjutkan dengan menghitung nilai Mu. Gambar tampak atas pile cap diperlihatkan pada Gambar 2.6 dan tampak samping pile cap diperlihatkan pada Gambar 2.7

Potongan 1-1 Potongan 2-2

Mx

Potongan 2-2 V1

My

V2

Potongan 1-1 Gambar 2.6.Tampak Atas Pile Cap

P M T1= Berat Lantai (W1) T2= Berat Plat (W2) T3= Berat Pasir (W3) T4= Berat Tanah (W4)

Kolom Pile cap

T5= Pile cap (W5)

Pondasi

V1

V2

Gambar 2.7. Tampak Samping Pile Cap Untuk perencanaan pile cap, maka nilai Mu di dapat dengan cara yang dijelaskan dibawah ini. Gambar potongan I-I pada pile cap diperlihatkan pada Gambar 2.12 dan untuk gambar potongan II-II diperlihatkan pada Gambar 2.13.


31

Gambar 2.8.Potongan Pile capI-I

Beban – beban yang terjadi pada potongan pile cap I-I : Bebanlantai (W1) = Panjanglantai x lebarlantaixberatlantai/m2 Beban pelat (W2) = Panjang pelat x lebar pelat x tinggi pelat x

 beton

Bebanpasir (W3) = Panjangpasir x lebarpasir x tinggipasir xγpasir Bebantanah (W4) = Panjangtanah x lebartanah x tinggitanah xγtanah Bebanpile cap (W5)= Panjangpile cap x lebarpile cap x tinggipile cap x

 beton

Beban pada tiang (V2) Sehingga di peroleh nilai momen pada potongan I-I : M1-1= (W1.X1)+(W2.X2)+(W3.X3)+(W4.X4)+(W5.X5)-(V2).X6


32

Gambar 2.9. Potongan Pile cap II – II Beban – beban yang terjadi pada potongan pile cap II-II : Bebanlantai (W1)

=Panjanglantai x lebarlantaixberatlantai/m2

Beban pelat (W2)

=Panjang pelat x lebar pelat x tinggi pelat x  beton

Bebanpasir (W3)

=Panjangpasir x lebarpasir x tinggipasir xγpasir

Bebantanah (W4)

=Panjangtanah x lebartanah x tinggitanah xγtanah

Bebanpile cap (W5) =Panjangpile cap x lebarpile cap x tinggipile cap x  beton Beban pada tiang (V1 + V2) Sehingga diperoleh nilai momen pada potongan II-II : M11-11=(W1.X1) + (W2.X2) + (W3.X3) + (W4.X4) + (W5.X5) - (V1+V2).X6 Pada perencanaan pile cap di ambil momen maksimum sebagai nilai Mu, kemudian dilanjutkan dengan mencari jarak dari serat tepi tekan terluar terhadap titik berat tulangan tarik (d) :

d = h –(h selimut beton+ ½ɸ tulangan utama)……………………………................(2.45) Dan momen maksimum yang digunakan untuk mencari k:


33

Rn 

m



Mu ……………………………………………………..............(2.46)  b d 2

fy …………………………………………………….............(2.47) 0.85  fc

1 2mRn  ………………………………………………............…(2.48) 1  1   m  fy 

 min 

1.4 …………………………………………………............……...(2.49) fy

Untuk efisinsi tulangan maka: ρmin x 25 % ............................................................................................................(2.50) ρmin ≤ ρ ≤ ρmax .......................................................................................................(2.51) Kemudian dicari luas tulangan dengan rumus As = ρ .b .d…………………………………………………………….............…….(2.52) As’= Diambil 50% dari tulangan utama Keterangan : Mu

= Momen terfaktor pada penampang pile cap

b

= Lebarpile cap

d

= Tinggi efektif pile cap

fy

= Tegangan luluh baja

f’c

= Kuat tekan beton

ρ

= Rasio penulangan

As

= Luas penampang tulangan baja tarik

As’

= Luas penampang tulangan baja tekan


BAB III METODELOGI PENELITIAN

Dalam bab ini akan membahas mengenai prosedur tata cara mengenai dalam penelitian tugas akhir ini. Metodologi penelitiannya berupa studi kasus Menara SUTT jenis Dead End Tower tipe DDR2, yang membahas mengenai perhitungan dan perencanaan Menara SUTT tersebut. Dalam pengerjaan laporan ini, salah satu cara yang membantu dalam menghitung dan merencanakan Menara SUTT yaitu dengan menggunakan program komputer tentang struktur. Program yang digunakan dalam laporan ini yaitu SAP 2000. Dalam proses perencanaan struktur tentulah harus sesuai dengan standar yang berlaku didaerah tersebut dan dalam pembuatan tugas ini akan menggunakan pedoman standar PLN. 3.1

Studi Literatur Sumber literatur yang berkaitan dengan perencanaan struktur baja, dan pondasi serta

panduan aplikasi program SAP 2000 didapatkan buku panduan, makalah, jurnal, maupun bacaan lain yang merupakan sumber referensi untuk mendapatkan dasar - dasar teori dan parameter yang diperlukan dalam menganalisa struktur, sehingga dapat digunakan untuk menganalisis struktur menara transmisi dan data yang digunakan untuk menghitung jumlah baut yang diperlukan serta perencanaan pondasi. 3.2

Pengumpulan Data Pengumpulan data yang diperlukan dalam pembuatan tugas ini dilakukan dengan cara

sebagai berikut : 1)

Data gambar Data gambar untuk struktur atas pada pembuatan tugas akhir ini didapatkan di PLN Unit Induk Pembangunan 3 Palembang dan struktur bawah didapatkan juga dari PLN Unit Induk Pembangunan 3 Palembang

2)

Data tanah Data tanah berupa data tanah sondir dan data bor log

35 UNIVERSITAS SRIWIJAYA

36

3.3

Pemodelan Pada tahapan ini data – data yang didapat atau dibutuhkan akan dimasukkan kedalam

program komputer yang membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini. Program komputer yang digunakan dalam penyelesaian tugas akhir iniadalah SAP 2000, dan dengan standar PLN sebagai acuan untuk pemodelan struktur rangka menara baja.

4.000

4.500

41

4.500

13.00

3.00

3.00

3.00

6.00

Gambar 3.1. Tampak Depan Menara Transmisi


37

Gambar 3.2. Pemodelan SAP 2000


38

3.4

Analisa Perhitungan Sedangkan pada tahapan analisa perhitungan, kita perlu menyusun beberapa langkah

dalam menganalisa perhitungan pada menara transmisis tersebut yang mengacu kepada Standar PLN yaitu SPLN T5.004:2010. Dalam tugas akhir ini perhitungan struktur atas akan dibantu dengan SAP 2000, jadi tahapannya dibagi atas : a) Membuat model menara transmisi dengan menggunakan autocad 2010 b) Model yang selesai dibuat selanjutnya dianalisa kedalam SAP 2000 V.14 c) Masukan dimensi profil baja yang telah ada kedalam program d) Masukan nilai pembebanan kedalam program sesuai dengan standar yang ada e) Menghitung beban angin pada menara transmisi yang selanjutnya didapatkan nilai beban angin kedalam program f) Masukkan kombinasi pembebanan yang telah ada kedalam SAP 2000 g) Jalankan run analysis dan pengecekan struktur h) Kontrol aman atau tidak struktur atas i) Keluarkan hasil analisa dalam bentuk output excel j) Studi keadaan tanah yang akan direncanakan k) Penentuan jenis pondasi l) Merencanakan dimensi pondasi m) Input gaya yang bekerja pada pondasi n) Kontrol keamanan pondasi o) selesai 3.5

Pembahasan Tahapan pembahasan adalah membahas mengenai hasil output dari analisa SAP 2000

untuk menghitung jumlah dan ukuran baut, dimensi rangka baja dan pondasi yang direncanakan aman dalam tugas akhir ini. 3.6

Kesimpulan Kesimpulan akhir mengenai Menara transmisi berisi tentang hasil dari proses

penganalisaan yang ada sehingga didapatkan dimensi komponen yang telah ada. Maka akan diambil

beberapa kesimpulan

setelah proses

mengumpulkan literatur

yang ada,

mengumpulkan data yang diperlukan, melakukan pemodelan struktur dan juga penganalisaan


39

struktur. Setelah selesai maka hasil pengerjaan kemudian disusun dalam sebuah tugas akhir ini dan dipersentasikan. Adapun diagram penelitian ini dapat dilihat di bawah ini.

mulai

Studi Pustaka

Pengumpulan Data

Pemodelan Struktur

Analisa Perhitungan

Pembahasan

Kesimpulan

Gambar 3.3. Bagan Alir Penelitian


40

Mulai

Pemodelan Dimensi Menggunakan SaP 2000

Input Pembebanan Pada Struktur

Tidak

Mulai

Data Tanah Running Hasil Input dengan SAP 2000 Penentuan Jenis Tanah

Mencari Gaya yang Bekerja Pada Struktur

Merencanakan Dimensi Pondasi

Kontrol Aman tidaknya struktur :

Input gaya-gaya yang akan didukung pondasi.

1. Kontrol terhadap tekan

Tidak

2. Kontrol terhadap tarik Kontrol aman tidaknya pondasi : Daya dukung tiang Pengecekan keamanan Selesai

Gambar 3.4. Bagan Alir Pengolahan Data


BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN

Berikut ini adalah perhitungan dan pembahasan mengenai analisa struktur menara transmisi yang dapat dijelaskan dibawah ini : 4.1. Data Perhitungan Mutu beton K225

: 225 kg/cm2 = 18,68 Mpa

Berat Jenis Beton

: 2400 kg/m

Kolom

: 60x60

Balok

: 30x70

Tinggi Menara

: 41 m

Tipe

: DDr (Sudut 600)

Fy struktur

: 360 MPa

Fu struktur

: 520 MPa

Tegangan

: 150 Kv

4.1.1. Perencanaan Menara Transmisi

Gambar 4.1. Menara Transmisi SUTT 150 kv jenis Dead End Tower


42

4.1.2. Letak Menara Pada jalur Transmisi Menara Saluran Udara Tegangan Tinggi jenis Dead end tower terletak diantara gardu induk dan tower yang berada pada jalur. Jika pada gambar 4.2 ,terlihat menara A merupakan dead end tower. Pada situasi ini kabel menara yang mengarah ke Gardu Induk mengalami sudut belok sebesar 600 .

GARDU INDUK

A

J A L U B

R

C

Gambar 4.2. Denah SUTT 150 kv jenis Dead End Tower


43

4.2. Pembebanan pada menara Pembebanan yang diberikan pada struktur menara transmisi listrik diantaranya : Beban mati, beban hidup, beban angin, bebabn abnormal. Beban-beban ini diberikan berdasarkan standar yang telah ditentukan oleh standar PLN. a. Beban Mati Beban mati terdiri dai beban sendiri yaitu berat struktur dan beban konduktor serta insulator. Adapun beban mati tambahan yang digunakan berdasarkan SPLN T5.004: 2010 terdiri dari : Berat Konduktor

: 172,72 kg

Berat Konduktor (Gi)

: 49,4 kg

Beban fitting dan clamp

: 40kg

b. Beban Hidup Berdasarkan SPLN T5.004: 2010 struktur menara harus dirancang untuk mendukung beban hidup sebesar 100 kg, beban hidup berupa para pekerja ketika melakukan maintance atau perbaikan konduktor maupun isolator.

c. Beban Angin Beban angin pada menara transmisi yang digunakan sesuai dengan daerah yang akan direncanakan, maka untuk mendapatkan gaya angin pada setiap , perhitungan kecepatan angin juga harus diperhitungkan. Untuk beban angin digunakan sebesar 120 kg/m2 dan bisa dilihat pada lampiran . Beban angin = 120 kg/m2 𝑃=

𝑣2 16

𝑣 2 = 𝑃 𝑥 16

V=√(120 𝑥 16) = 43,82 m/s

Berdasarkan hasil perhitungan kecepatan angin maksimum berdasarkan formula di atas 43,82 m/s. Nilai ini memenuhi standar minimum yang ditetapkan oleh EIA/TIA-222-F-1996 pasal 11.2 yang menyebutkan bahwa kecepatan angin minimum yang menjadi beban dalam perencanaan struktur menara harus lebih besar


44

daripada 50 Mph atau 22,4 m/s sehinggakecepatan angin yang akan digunakan adalah sebesar 43,82 m/s. Beban angin yang didapatkan di atas selanjutnya akan dilakukan perhitungan di bawah ini :

Elevasi : 6 meter V

: 61,31m/s

Kz = (h⁄10)

2⁄ 7

Kz = (6⁄10)

2⁄ 7

Kz = 0,86 qz = 0,613 x Kz x V 2 qz = 0,613 x 0,86 x 43,822 qz = 1016,8 Pa = 101,68kg/m2 F = qz x Gh x (Cf x Ae + Ca x Aa) Dengan Syarat: 𝐹 ≤ 2𝑞𝑧 𝑥 𝐺𝐻 𝑥 𝐴𝑔 0.60

Gh = 0,65 +

𝐺h = 0,65 +

1⁄ 7

(h⁄10) 0.60 (6⁄10)

1⁄ 7

𝐺ℎ = 1,29 m Ag = 0,5 x (lebar bawah + lebar atas )x tinggi Ag = 0,5 x(9,6 + 7, ) ∗ 10 Ag = 52,68 m2 Af = (lebar profil leg x panjang leg 2)+(lebar profil horizontal x panjang profil horizontal x 2) + (lebar diagonal x panjang diagonal x 2)+(lebar subhorizontal x panjang horizontal x 2) + (lebar redundant x panjang redundant x 2) = (6 x 0,01 x 2) + (3,16x 0,06 x 2) + (0,006 x 7,96 x 2).+(0,04 x 0,9x 2) + (0,15 x 1,52 x 2 )


45

𝐴𝑓 = 2,54 m2

𝑒=

𝐴𝑓 𝐴𝑔

𝑒=

2,54 52,68

𝑒 = 0,0483 Cf = 4 e2 – 5.9 e + 4 Cf = 4 x 0,06022 − 5,9 x 0,0602 + 3,4 Cf = 3,72 Rr = 0,51 x e2 + 0,57 Rr = 0,51 x 0,06022 + 0,57 = 0,57

DF = Faktor arah angin untuk komponen pada flat di menara transmisi yang didapat 1 (tabel TIA/EIA-222-F)

AE = DF x AF 𝐴𝑒 = 1 𝑥 2,54 𝐴𝑒 = 2,54

AA = (Jumlah luasan (proyeksi linier dari perangkat menara) x tinggi penampang)/10 = (4 x 0,15 x 6)/10 = 0,36 m2 Untuk aspek rasio ≤ 7 , maka nilai Ca Ca= 1,4 (Tabel 3 EIA/TIA-222-F) F = qz x GH x (CF x AE + CA x AA) F = 101,68x 1,29 x (3,72 x 2,54 + 1,4 x 0,36) F =1313,99kg Fizin = 2 x qz x Gh x Ag Fizin = 2 x 230,421 x 1,29 x 52,68


46

Fizin = 13877,42 kg F ≤ Fizin 1313,99 kg ≤ 13877,42 kg ...... Memenuhi Syarat !

Untuk perhitungan beban angin dilakukan dengan cara yang sama seperti di atas, jadi perhitungan dalam bentuk tabel. Table 4.1.beban angin sudut 00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 crossarm bawah crossarm tengah crossarm atas earthwire

qz

Ag

1017 834,1 834,1 834,1 834,1 1177 697 826,1 697 826,1 697 642 642 697 697 697 642

52,68 22,59 20,07 17,58 15,06 32 2,88 5,22 2,88 5,22 2,88 2,16 2,16 4,8 4,8 4,8 3,6

cf 3,72 3,05 3,03 3,02 3,01 2,28 2,67 2,55 2,76 2,62 2,42 2,42 2,71 2,71 2,71 2,71 2,71

Aa 0,36 0,18 0,18 0,18 0,18 0,6 0,1 0,17 0,1 0,17 0,1 0,07 0,07 0,1 0,1 0,1 0,07

F izin 13877,4 5134,86 4562,05 3996,06 3423,24 9412,33 573,901 1178,09 573,901 1178,09 573,901 405,532 405,532 956,502 956,502 956,502 675,887

F

1314 639,87 603,11 548,68 485,95 1066,2 214,01 308,21 169,91 276,41 157,71 134,91 134,91 229,66 229,66 229,66 182,16

Status Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman

Tabel 4.2.beban angin sudut 900 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

qz

Ag

1017 834,1 834,1 834,1 834,1 1177 697 826,1 697 826,1 697

52,68 22,59 20,07 17,58 15,06 32 2,88 5,22 2,88 5,22 2,88

cf 3,72 3,05 3,03 3,02 3,01 2,28 2,67 2,55 2,76 2,62 2,42

Aa 0,36 0,18 0,18 0,18 0,18 0,6 0,1 0,17 0,1 0,17 0,1

F izin 13877,4 5134,86 4562,05 3996,06 3423,24 9412,33 573,901 1178,09 573,901 1178,09 573,901

F

1314 639,87 603,11 548,68 485,95 1066,2 214,01 308,21 169,91 276,41 157,71

Status Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman Aman


47

12 13 crossarm bawah crossarm tengah crossarm atas earthwire

642 642 697 697 697 642

2,16 2,16 4,8 4,8 4,8 3,6

2,42 2,71 2,71 2,71 2,71 2,71

0,07 0,07 0,1 0,1 0,1 0,07

405,532 405,532 956,502 956,502 956,502 675,887

134,91 134,91 229,66 229,66 229,66 182,16

Aman Aman Aman Aman Aman Aman

4.3. Kombinasi Pembebanan Menara Desain menara transmisi listrik direncanakan sesuai dengan kombinasi pembebanan standar

PLN, dimana

DL merupakan

beban mati

menara,

konduktor,dan insulator ,beban hidup adalah LL , dan WL merupakan beban angin. Pada menara ini, beban angin yang diperhitungkan adalah beban angin dengan sudut datang angin 00, dan 900. Sehingga kombinasi pembebanan pada menara dapat dijabarkan sebagai berikut:

a)

Kombinasi 1: L = DL

b) Kombinasi 2: L = DD + DL c)

Kombinasi 3: L = 1.4 DL

d) Kombinasi 4: L = 1.2 DL + 1.6 LL e)

Kombinasi 5: L= 0.9 DL + 1.6 WL

f)

Kombinasi 6: L= 1.2 DL + 1 LL + 1.2 putus EW dan top

g) Kombinasi 7: L= 1.2 DL + 1 LL + 1.2 Putus top dan mid h) Kombinasi 8 :L= 1.2 DL + 1 LL + 1.2 Putus mid dan bottom i)

Kombinasi 9 :L= 1.2 DL + 1 LL + 1.2 Putus ew cir2

j)

Kombinasi 10 :L= 1.2 DL + 1 LL + 1.2 Putus mid cir2

k) Kombinasi 11 :L= 1.2 DL + 1 LL + 1.2 Putus bot cir2 l)

Kombinasi 12 :L= 1.2 DL + 1 LL + 1.2 Putus ew cir1a

m) Kombinasi 13 :L= 1.2 DL + 1 LL + 1.2 Putus mid cir1a n) Kombinasi 14 :L= 1.2 DL + 1 LL + 1.2 Putus bot cir1a


48

Untuk putus Ew dan top , merupakan beban yang terjadi karena gaya maksimal kabel mengalami tarikan. Beban putus diambil dari statical calculation for standard tower transmision line tipe ddr2 PLN. Untuk contoh beban putus ew dan top dapat dilihat pada gambar crossarm yang dilingkar dibawah ini:

4,78 kN

3,34 kN

2,18 kN

1,76 kN

Gambar 4.3 Beban putus pada Crossarm Earthwire

16,84kN

23,23kN 12,56kN

10,67kN

Gambar 4.4 Beban putus pada Crossarm top

Pada perhitungan struktur menara dilakukan analisis dengan menggunakan program SAP 2000, sehingga didapat nilai momen, gaya batang yang akan digunakan untuk perhitungan kontrol desain struktur atas dan desain pondasi.


49

4.4 Kontrol Desain 4.4.1. Kontrol Terhadap Batang Tekan dan Batang Tarik. 4.4.1.1. Batang Tekan

5 mm

50 mm

1705 mm

50 mm

Gambar 4.5 Batang Tekan

Pada batang tekan dijumpai komponen-komponen pada batang yang mengalami gaya tekan dimana syarat kestabilan pada dalam mendisain komponen struktur tekan sangat perlu diperhatikan, mengingat adanya bahaya tekuk (buckling) pada komponen-komponen tekan yang langsing. Pada perhitungan batang akan dijelaskan di bawah ini Profil baja

: L 50mm x 50mm x 0,5mm

Frame

: 145

Gaya Tekan

: 0,21 ton

Panjang Batang

: 1705,967 mm

Luas kotor penampang (Ag) : 480mm2 Periksa kelangsingan penampang pada pofil siku Syarat Flens dimana

𝑏 200

<

𝑡 √𝑓𝑦

b 50 = = 10 t 5 200 √𝑓𝑦

=

200 √360

= 11,54

Sehingga , 10< 11,54 …. Aman


50

𝜆1 = 𝑟

𝐿

1705,967

𝑚𝑖𝑛

=

9,8

=174,07

Web = tidak ada

Kondisi tumpuan yang digunakan sendi-sendi sehingga memakai k=1 Arah sumbu kuat (sumbu x) :

𝜆𝑥 =

𝑘.𝐿𝑥 𝑟𝑥

=

1 𝑥 1705,967 15,1

= 112,97

Arah sumbu kuat (sumbu y) : 𝑡

2

𝜆𝑦 =2 (𝜆𝑦 + 𝐴𝑔 (𝑒𝑦 + 2𝑝) ) 𝜆𝑦 =2.(11.104 + 480(14+ (0/2))2 = 221881,6 mm4 𝐴𝑝𝑟𝑜𝑓𝑖𝑙 = 2.Ag = 2. 480 = 960 mm2 ry = √𝜆

𝜆𝑦 =

𝐼𝑦 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑖𝑙

𝑘.𝐿𝑦 𝑟𝑦

=√

=

221881,6 960

= 15,20 mm

1 𝑥 1705,967 15,20

= 112,23

Kelangsingan Ideal 2

𝑚

2

2

𝜆𝑖𝑦 = √𝜆𝑦 + 2 . 𝜆1 = √112,212 + 2 174,082 =207,11 Karena 𝜆𝑖𝑦 >𝜆𝑥 sehingga tekuk terjadi pada sumbu bebas bahan

𝜆𝑐𝑦 = 𝜔𝑦 =

𝜆𝑖𝑦 𝜋

𝑓𝑦 207,11

. √𝐸 =

𝜋

1,43

360

. √200000= 2,33 1,43

= 1,6−(0,67.2,3) =24,23 1,6−0,67.𝜆𝑐𝑦 𝑓

360

𝑁𝑢 = 𝐴𝑔 . 𝑓𝑐𝑟 = 𝐴𝑔 . 𝜔𝑦 = 960. 5,27 = 0,63 ton 𝑥

Sehingga ∅𝑐 . 𝑁𝑛𝑙𝑡 = 0,85 . 0,63 = 0,53 𝑡𝑜𝑛


51 𝑁𝑢

4,90

∅𝑐 .𝑁𝑛𝑙𝑡

= 4,16 = 0,21

0,21< 1 …… aman Jadi profil L 50.50.0,5 cukup kuat Untuk perhitungan batang tekan disajikan dalam bentuk tabel dibawah ini : Tabel 4.3 Reakapitulasi perhitungan rangka batang tekan No

frame

Profil

λ1

1

145

L 5x 0,5

2

291

No

frame

sumbu x

sumbu y

λ

λy

ry

λy

174.16

112,97

221881.67

15.23

112,3

L 7 x0,5

155.45

66,623

90372.71

12.11

100,11

Profil

λ1

Sumbu x λ

Sumbu y

λy 9440794

ry

λy

39,6

44,8

3

443

L 13 x 1,2

70,07

44,836

4

858

L 15 x 1,2

135,37

86,89

1665515.3

45,79

86,9

5

900

L 20 X 2

39,30

25,02

57132921

117,5

12,11

Tabel lanjutan No

profil

ωy

Nu (ton)

Øc .Nultimate

ratio

1

L 5 X 0,5

38,07

0,63

0,53

0,39

2

L 7 X 0.5

6,97

2,209

1,877

0,062

3

L 13 X 1.2

1,4

101,9

86,684

0,053

4

L 15 X 1.2

3,7

54,44

46,277

0.014

5

L 20 X 2

1,11

92,75

78,83

0.2

4.4.2.2. Batang Tarik Pada batang tarik yang seperti diketahui merupakan komponen yang mentransfer gaya tarik antara ujung pada suatu struktur batang. Kestabilan batang tarik sangat perlu ditinjau lagi dalam perencanaan bila sambungan ujung direncanakan lebih kuat dari pada kekuatan batangnya. Pada perhitungan tugas akhir ini batang tarik yang akan ditinjau pada satu batang saja.


20 mm

1329 mm

200 mm

52

200 mm

Gambar 4.6 Batang Tarik

Profil baja

: L 200 mm x 200 mm x 20 mm

Frame

: 940

Gaya Tekan

: 81,6 ton

Panjang Batang

: 1329 mm

Luas kotor penampang (Ag) : 7640 mm2

Periksa kelangsingan batang tarik pada pofil siku 𝜆=𝑟

𝐿 𝑚𝑖𝑛

=

1529 6,11

=216,09

Syarat 𝜆 dimana maksimum 240 untuk batang tarik sehingga 216,09< 240 …… aman Kondisi Fraktur An = 0,85 x Ag = 0,85 x7640 = 6494 mm2 Nilai U (Koefisien reduksi) diambil untuk penampang baut dengan banyak baut 2 baris (arah gaya) U = 0,75 𝐴𝑒 = 𝑈. 𝐴𝑛 = 0,75.6494 = 4870,5 mm2 ∅.Tn = ∅ x Ae x fu = 0,75 x 4870,5 x 520 = 189,9ton


53

Kondisi leleh ∅.Tn = ∅ x Ag x fy = 0,9 x7640 x 360 = 247,6 ton Jadi, tahanan rencana yang menentukan kondisi fraktur sebesar 23,6 ton ∅.Tn > Tu 189,9 > 81,4 ….. aman Pada profil 200 mm x 200 mm x 20 mm, profil yang digunakan cukup kuat Untuk perhitungan batang tarik disajikan dalam bentuk tabel Tabel 4.4. Rekapitulasi Perhitungan Batang Tarik

No 1 2 3 4

profil L20.2 L15.1,2 L6.5.1,1 L6.0,6

Tu 0,26 5,57 0.45 0,26

Ag 690 5100 1320 690

u 0.8 0.8 0.8 0.8

ix=iy λ An Ae 6,11 119,2 587,5 439,8 4.5 51,47 32.2 3251 1.9 0.23 0.38 842 4.5 119,2 587,5 439,8

leleh 23,86 114.8 29.7 23,86

fraktur 17,15 99.98 25.88 17,15

4.5. Perhitungan Sambungan Perhitungan sambungan struktur baja khususnya pada menara transmisi digunakan sebagai alat pengikat antara satu batang dengan batang lainnya dimana baut yang digunakan haruslah di desain sesuai standar sehingga pada tugas akhir ini desain baut yang direncanakan sesuai dengan gaya yang dipikul pada menara. Diameter rencana baut

: 12 mm

Tebal pelat digunakan

: 5 mm

Jarak antar baut

: 3 x diameter baut

Jarak baut ke tepi

: 1,5 x diameter baut = 1,5 x 12 = 18 mm

Gaya yang bekerja

: 0,61 ton

= 3 x 12= 36 mm

Pada perencanaan sambungan, periksa kekuatan pelat Luas kotor (Ag) = 75 x 5 = 375mm2 An = Ag-2x(lebar lubang x tebal pelat) = 375 - 2 x ((12+3,2) x 5) = 223 mm2


cek ok ok ok ok

54

223 mm2< 0,85 Ag (318,75 mm2) An= Ae Max An = 0,85 x Ag = 0,85 x 223 = 189,55

Kondisi leleh = Ø .Tn = Øfy.Ag= 0,9 x 360 x 375 =12,15 ton Kondisi fraktrur = Ø .Tn = Øfu.An= 0,75 x 520 x 223, = 8,69 ton

Jadi ,jumlah baut di hitung berdasarkan gaya 8,69 ton

Perencanaan baut Geser = Ø.Rn = Ø . 0,5 . 𝑓𝑢𝑏 . M . Ab = 0,9 x 0,5 x 825 x 1 x ( ¼ x π x 12) = 4,196 ton per baut

Tumpu = Ø.Rn = Ø . 2,4 .db .tp. fu = 0,75 . 2,4 . 12 .5 . 520 = 5,61 ton per baut tahanan geser yang menentukan sehingga jumlah baut yang diperlukan

Σ=

8,69 4,19

= 2,07 = 2 buah

Jadi baut diperlukan sebanyak 4 buah Kontrol keruntuhan geser blok Anv = 1 . 36 – (1,5 x (12+3,2)) x 5 = 66 mm Ant = 1 . 18 – (1,5 x (12+3,2)) x 5 = 52 mm

Geser Fraktur = 0,6 x fu x Anv = 0,6 x 410 x 66 = 2,059 ton Geser Leleh= fu x Ant

= 410 x 52

= 2,704 ton

Jadi kondisi geser leleh yang menentukan sehingga ∅ Rbs = ∅ (fu.Ant + fy . Ag) = 0,75 ( 2,704 + 360 x 36 x 5) = 4,86 ton


55

∅ Rbs > Tu ….. Aman 4,86 ton >0,61 ton

Untuk perhitungan sambungan disajikan dalam bentuk tabel :

Tabel 4.5 rekapitulasi batang tarik No

profil

diameter baut

tebal pelat

jarak antar baut

jarak baut ke tepi

luas kotor

1 2 3 4 5

L15.1.2 L7,5.0.5 L13.1.2 pelat 8 L13.1.2 pelat 8 L10.0.7 pelat 8 L10.0.7 pelat 8

12 16 16 16 16

5 8 8 8

36 48 48 48

18 24 24 24

375 720 720 720

8

48

24

720

No

profil

1 2 3 4 5

An

L15.1.2 L7,5.0.5 748 L13.1.2 pelat 8 528 L13.1.2 pelat 8 528 L10.0.7 pelat 8 528 L10.0.7 pelat 8 528

765 612 612 612

periksa kekuatan pelat leleh fraktur 12,15 8,697 23,38 20,59 23,38 20,59 23,38 20,59

612

23,38

max An

20,59

tinjau tahanan baut geser tumpu 3.497175 4.427 6.2172 9.4464 6.2172 9.4464 6.2172 9.4464 6.2172 9.4464

baut 2,48 3,31 3,31 3,31 3,31

Tabel lanjutan

No

profil

1 2 3 4 5

L16.1,9 L7,5.1,2 L13.1.2 pelat 8 L13.1.2 pelat 8 L10.0.7 pelat 8 L10.0.7 pelat 8

cek keruntuhan geser blok Anv Ant 66 52 153.6 115.2 153.6 115.2 153.6 115.2 153.6 115.2

0.6.fu.Anv fu.Ant Ø.Rbs Status 2,0592 4,792 4,792 4,792

2,704 5,990 5,990 5,990

4,458 9,676 9,676 9,676

4,792

5,990

9,676

aman aman aman aman aman

4.6. Perhitungan Pondasi Untuk perencanaan pondasi, pondasi yang digunakan pondasi bore pile. Perhitungan pondasi pada menara transmisi mengacu kepada beban di atas menara dan daya dukung pada pondasi menggunakan metode empiris berdasarkan data sondir dan N-SPT dan metode statis analitis. UNIVERSITAS SRIWIJAYA

56

Selanjutnya digunakan besar gaya beban dan gaya tarik yang bekerja pada kaki menara sebagai acuan untuk mendapatkan daya dukung izin tekan dan tarik. Data ini diperoleh dari perhitungan sap pada t reactions. Berikut data dilampirkan pada tabel dibawah : Tabel 4.6 Reaksi Pada Dasar t Menara Transmisi t rections P (kgf) Mx (kgf) 46116,38 4326,39 46355,41 -4328,17 46825,57 4413,17 47044,4 -4411,39

t 383 395 405 413

My (kgf) -4354,71 -4384,39 4356,49 4382,61

Tabel 4.7 Gaya Tarik Pada Menara Transmisi t 383 395 405 413

nilai Gaya tarik (kgf) 2334,85 4996,84 9375,12 7997,74

4.6.1. Daya Dukung Ijin Tekan Analisis daya dukung ujung ijin tekan pondasi tiang terhadap kekuatan tanah berdasarkan data sondir ,data N SPT dan metode statis analitis . 4.6.1.1.Kapasitas Daya Dukung Berdasarkan Data Sondir Diameter rencana yang digunakan = 45 cm Kedalaman pondasi direncanakan = 10 m = 125 kg/cm2

Penetrasi Konus

Untuk pondasi borepile jumlah hambatan lekat sangat kecil dikarenakan sifat pondasi ini yang langsung dicor ditempat yang sudah dibor . Luas bored pile (Ap) = ¼ π d2 = ¼ x π x 452 cm = 1591,07 cm2 Keliling bored pile (Kp) = π x d


57

= π x 45 cm = 141,429 cm

1) Daya Dukung Tiang Tunggal Menggunakan Data S01 Nilai Konus

: 125 kg/cm2

JHL

: 75 kg/cm2 (diambil 50% (modifikasi))

Kedalaman

: 10 meter

Daya Dukung Tiang Tunggal : 𝑞𝑐𝑥𝐴 𝐽𝐻𝐿𝑥 𝐴𝑠𝑡 + 3 5 125 𝑥 1591,07 75𝑥141,43 𝑄𝑢𝑙𝑡 = + 3 5 𝑄𝑢𝑙𝑡 =

Qult = 76901 kg = 76,901 ton

Daya dukung izin (Qizin) : Qizin

= (qc x Ap) / SF = (125 kg/cm2 x 1591,07 cm2) / 3 = 66294,58 kg = 66,3 ton

Untuk rekapitulasi daya dukung tekan berdasarkan data sondir S01 yang telah dikelola dirangkum dalam bentuk tabel : Tabel 4.8 Rekapitulasi data sondir SO1

kedalaman -5 -5,2 -5,4 -5,6 -5,8 -6 -6,2 -6,4 -6,6 -6,8 -7 -7,2

qc 48 50 52 53 45 40 37 43 53 55 50 58

Tf ( JHP) 60 60 65 70 60 50 50 60 70 70 65 75

SO1 D bore A bore pile

pile

45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45

1591,1 1591,1 1591,1 1591,1 1591,1 1591,1 1591,1 1591,1 1591,1 1591,1 1591,1 1591,1

K bore pile 141,429 141,429 141,429 141,429 141,429 141,429 141,429 141,429 141,429 141,429 141,429 141,429

Qall

Qizin

27,154 28,215 29,417 30,089 25,563 22,629 21,038 24,503 30,089 31,15 28,356 32,882

25,457 26,518 27,579 28,109 23,866 21,214 19,623 22,805 28,109 29,17 26,518 30,761


58

-7,4 -7,6 -7,8 -8 -8,2 -8,4 -8,6 -8,8 -9 -9,2 -9,4 -9,6 -9,8 -10 -10,2 -10,4 -10,6 -10,8 -11 -11,2 -11,4 -11,6 -11,8

60 53 54 80 73 80 85 87 90 90 110 120 120 125 125 130 135 125 135 130 135 130 145

75 70 70 100 90 100 105 110 110 110 130 145 150 150 125 130 135 125 135 130 135 130 145

45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45

1591,1 1591,1 1591,1 1591,1 1591,1 1591,1 1591,1 1591,1 1591,1 1591,1 1591,1 1591,1 1591,1 1591,1 1591,1 1591,1 1591,1 1591,1 1591,1 1591,1 1591,1 1591,1 1591,1

141,429 141,429 141,429 141,429 141,429 141,429 141,429 141,429 141,429 141,429 141,429 141,429 141,429 141,429 141,429 141,429 141,429 141,429 141,429 141,429 141,429 141,429 141,429

33,943 30,089 30,619 45,257 41,262 45,257 48,05 49,253 50,844 50,844 62,016 67,744 67,886 70,538 69,83 72,624 75,417 69,83 75,417 72,624 75,417 72,624 81,003

31,821 28,109 28,639 42,429 38,716 42,429 45,08 46,141 47,732 47,732 58,339 63,643 63,643 66,295 66,295 68,946 71,598 66,295 71,598 68,946 71,598 68,946 76,902

4.6.1.2. Kapasitas Daya Dukung Berdasarkan Data N-SPT Dengan data Standard Penetration Test (SPT) yang tersedia pada lampiran D, dicari nilai N1, N2, dan N rata-rata terlebih dahulu, dimasukkan kedalam gambar 4.9 untuk mencari nilai N. Didapat nilai : Kedalaman (h)

= 10 m

N1

= 45

Kedalaman 4D dari ujung tiang : 10m – (4 x 0,45) = 8,2 m N2

= 34

̅N̅̅2̅

=

̅ 𝑁

=

𝑁1+ 𝑁2 2 𝑁1+ ̅̅̅̅ 𝑁2 2

= =

45 + 34 2

45 + 39,5 2

= 39,5 = 42,25

Panjang Penetrasi Ekivalen


59

= 10 m – 9,1 m = 0,9 m

Pada lapisan Pendukung (L)

Harga Kalibrasi N

30

7

40

50

8

D = 0,45

L = 0,9

9

4D = 1,8 m

Kedalaman (m)

8,2

10 11 Gambar 4.7 Kalibrasi Harga N pada bentuk penampang pondasi lingkaran

Setelah mendapatkan nilai l, selanjutnya adalah mencari daya dukung terpusat tiang (qd). Gambar grafik hubungan antara l/D dan qd/N atau grafik intensitas daya dukung ultimit tanah pada ujung tiang diperlihatkan pada Gambar 4. L/d

= 0,9/0,45 = 2

qd / N

30

20 14 10

2

5

10 L/D

Gambar 4.8 Grafik hubungan N dan diameter

Berdasarkan nilai l/d yang pada gambar diatas selanjutnya nilai tersebut dimasukkan ke dalam grafik l/D dan qd/N untuk mencari gaya intesitas daya dukung ultimit pada tanah ujung tiang. UNIVERSITAS SRIWIJAYA

60

Didapatkan qd/N Maka, qd =

= 14

14. N = 14 x 42,25 = 591,5 ton/m2

Kapasitas dukung

= qd . A = 591,5 x (0,25 . 3,14 x 0,452) = 94,11 ton

Tabel 4.9 Gaya geser pada tiang Tebal Kedalaman Lapisan Deskripsi Tanah (li) timbunan,kuning kekuningan sifat 0 – 2,75 2,75 sangat lunak dan plastis lempung, coklat 2,75-5,5 2,75 kekuningan sifat lunak dan plastis lempung,putih 5,5 – 7,25 1,75 sifat lunak lempung, abu tua 7,25 – 10 2,75 sifat padat

N rata rata

fi (t/m2)

li.fi

4,75

4,75

13,06

9,25

9,25

25,43

13,75

12

21

42,25

12

33

(t/m)

∑li.fi 92,51 Gaya geser maksimum dinding bored pile: U ∑ li.fi = 3,14 x 0,45 x 92,51 = 130,71 ton Daya dukung ultimit:

Qu

= qd A + U ∑ li.fi = 94,11 ton + 130,71 ton = ton

Qizin = qu/n = 183,48/3 = 74,94 ton / tiang

4.6.1.3. Kapasitas Daya Dukung Berdasarkan Metode Statis Analitis 1). Kapasitas daya dukungend bearing menggunakan rumus Terzaghi 𝑄𝑒 = 𝑐 𝑥 𝑁𝑐 + 𝑃𝑜 𝑥 𝑁𝑞 + 0.5 𝑥 𝛾 𝑥 𝐵 𝑥 𝑁𝛾


61

Tabel 4.10. Kapasitas daya dukung tiang 10 m berdasarkan Terzhagi Kedalaman

H (m)

0 -2,75 2,75-5,50 7,25-10

2.75 2.75 2,75

Cu (ton/m2)

γ

ɸ

Po

Nc

Nq

Ny

Qe

1.144283 1.52 1.5235 8.34 8.818 2.326 0.962 20.568 1.2824509 1.56 4.2798 8.513 8.915 2.37 0.99 22.346 2.5118371 1.61 6.422 15.34 13.21 4.5 2.6 64.168 130.58 Σ Qe

2). Kapasitas daya dukung friksi berdasarkan rumus Reese dan Wright: Qs = f x li x p = α x Cu

f

Tabel 4.11. Kapasitas daya dukung tiang berdasarkan Reese dan Wright Kedalaman 0-2,75 2,75-5,50 5,50-2,75 7,25-10

Ii (m) 2.75 2.75 1.75 2,75

Cu (ton/m2)

α

p (m)

f

Qs (ton)

1.144282972 1.282450909 1.508849166 2.511837123 Σ Qe

0.55 0.55 0.55 0.55

1.41 1.41 1.41 1.41

0.629356 0.705348 0.829867 1.38151

2,4401107 2,7349868 2.047698 5,356805 12,580209

Dari tabel perhitungan diatas dapat dihitung daya dukung tiang sebagai berikut: Qu

= Qe + Qs = 130,58ton + 12,58 ton = 143,16 ton

Dan daya dukung izin: Qall = Qu / 2 = 71,58 ton

Dari hasil perhitungan daya dukung pondasi. Untuk kedalaman rencana 10 m, berdasarkan metode empiris dengan data sondir didapat nilai daya dukung izin sebesar 66,29 ton/tiang dan dengan data N-SPT didapat daya dukung izin sebesar 74,94 ton/tiang. Sedangkan berdasarkan metode statis analitis didapatkan nilai daya dukung izin sebesar 71,58 ton/tiang. Sehingga nilai daya dukung izin yang digunakan yang minimum adalah daya dukung berdasarkan sondir yaitu 66,29 ton/tiang.


62

4.6.2. Kapasitas Dukung Tarik Tiang Tarik Dengan data tanah yang tersedia, dengan menggunakan rumus Das Seeley untuk mencari daya dukung tarik borepile : Tug

= Tun + W

Tun

= L p α’ cu

Tabel 4.12. Perhitungan Tahanan Uplift Kedalaman 0-2,75 2,75-5,50 5,50-2,75 7,25-10

W

P 2.75 2.75 1.75 2,75

L 1.41 1,41 1.41 1.41 ∑Tun

α'

cu

0.9 0.9 0.9 0.9

1.144283 1.282451 1.508849 2.511837

Tun 3,9932 4,4754 3,3507 8,7657 19,99

= 2,4 ton/m3 x 3,14 x 0,2252x 10 m = 3,815 ton

Tug = ∑Tun + W = 19,99 ton + 3,815 ton = 23,805 ton Qall = Q / 2 = 23,81 ton / 2 = 11,025 ton

Dari tabel 4.7 nilai gaya tarik maksimum diperoleh 9,3 ton. Cek terhadap gaya tarik pondasi: P

<

Qall

9,37 ton < 11,025ton (aman)

4.7. Perencanaan Jumlah Tiang Untuk menghitung jumlah bored pile pada satu kaki tower dapat dicari dengan melihat gaya vertikal pada tiap kaki tower dan daya dukung tiang tunggal. Berdasarkan kombinasi pembebanan pada struktur tower, pembebanan untuk pondasi dibedakan menjadi dua yaitu beban tetap dan beban darurat. Dari beberapa kombinasi beban, baik untuk beban tetap ataupun beban darurat dipilih kombinasi dengan nilai yang paling maximum. Berikut tabel reaksi gaya dalam pada kaki tower diperlihatkan pada Tabel 4.17


63

Tabel 4.13. Reaksi Gaya Dalam Pada Kaki Tower Beban Tetap t

Beban Darurat

V

Mx

My

V (tonf)

Mx (tonfcm)

My (tonfcm)

(tonf)

(tonf-cm)

(tonf-cm)

383

46,11

4,326

-4,354

93,98

11,436

-3,36

395

46,36

-4,328

-4,384

64,89

18,26

21,08

405

46,83

4,413

4,356

73,81

7,941

7,997

413

47,04

-4,411

4,382

66,69

-5,837

7,035

Dari tabel reaksi gaya dalam pada kaki menaradapat dilihat beban vertikal maksimum pada beban tetap sebesar 47,04 ton. Selanjutnya gaya vertikal pada masing-masing tower dibagi dengan daya dukung izin tiang tunggal sebesar 66,3 ton/tiang. Sebelum menghitung jumlah tiang, terlebih dahulu menghitung berat pile cap yang nantinya direncanakan sebagai salah satu beban pada pondasi tiang. tebal pile cap

: 60 cm

Berat pile cap : 0,7 m x 0,7 m x 0,6 m x 2,4 ton/m3 = 0,706 ton Volume tiang

: 2,4 ton/m3 x 3,14 x 0,2252x 10 m= 3,815ton

Jumlah tiang = =

𝑃 𝑘𝑜𝑙𝑜𝑚+𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑝𝑖𝑙𝑒 𝑐𝑎𝑝 𝑄𝑎𝑙𝑙 𝑡𝑖𝑎𝑛𝑔 47,04 𝑡𝑜𝑛 +0,706 𝑡𝑜𝑛 66,3 𝑡𝑜𝑛/𝑡𝑖𝑎𝑛𝑔

= 0,72 tiang ≈ 1 tiang

4.8. Kontrol Reaksi Tiang Tunggal Terhadap Beban Tetap Selanjutnya mengontrol beban tetap terhadap tiang tunggal. Berikut perhitungannya: 1) t 103 V1

≤ Qizin

V1

=

𝑊1 𝑛

±

𝑀𝑦 .𝑋 𝛴𝑋 2

±

𝑀𝑥 .𝑌 𝛴𝑌 2

Dimana: My

= -4,354 ton

Mx

= 4,326 ton

x=0 y=0 V1

=

47,04 𝑡𝑜𝑛 + 0,706 𝑡𝑜𝑛 1

+0+0 UNIVERSITAS SRIWIJAYA

64

V1

= 47,04 ton

V1

≤ Qizin

47,8 ton ≤ 66,3 ton (aman)

4.9. Kontrol Reaksi Tiang Tunggal Terhadap Beban Darurat

1) t 105 V2

≤ 1,5Qizin

V2

=

𝑊2 𝑛

±

𝑀𝑦 .𝑋 𝛴𝑋 2

±

𝑀𝑥 .𝑌 𝛴𝑌 2

Dimana: My

= -3,36ton

Mx

= 11,436ton

x=0 y=0 93,98 𝑡𝑜𝑛 + 0,706 𝑡𝑜𝑛

V2

=

V2

= 94,68

V2

≤ 1,5 Qizin

1

+0+0

94,68 ton ≤ 99,45 ton (aman)

4.10. Pile Cap Berikut keterangan pile cap: Tinggi pile cap (h)

: 60 cm

Tinggi selimut beton (hb) : 3 cm Diameter bored pile

: 45 cm

Luas permukaan pile cap : 0,6 m x 0,6 m = 0,36m2 Mutu beton pondasi (fc) Mutu tulangan baja (fy)

: 225 Kg/cm2= 18,68Mpa : 400 MPa


65

Dikarenakan pile cap hanya mengikat satu tiang dan berfungsi sebagai penyambung antara pondasi dan kolom, penulangan pada pile cap diambil 1,5% dari luas penampang pile cap. Berikut penjelasannya: Luas penampang pile cap = 70 mm x 70 mm = 4900 mm2 Jumlah penulangan 1,5% d’ = selimut beton + ½ d tulangan d’

= 11 mm

ρ

= (0,015) = 0,0075

d

= h-d’

= 600-11 = 589 mm

As

= ρbd

= 0,0075 x 600 x 589 = 2650,5 mm2

1 2

Berdasarkan

standar SNI 07-2052-2002, maka diameter rencana tulangan

untuk pile cap yang digunakan diameter 16 dan selanjutnya untuk mencari jumlah tulangan yang dibutuhkan : 𝐴𝑠 n= ¼ 𝜋 𝑑2 2650,5 𝑚𝑚2 = ¼ 𝜋 162 𝑚𝑚

= 10,05≈ 10 batang Pile cap diasumsikan sebagai kolom pendek, maka jumlah tulangan dibulatkan menjadi keliapatan 10, yaitu 20 batang. Karena itu digunakan tulangan D16-150. Berikut gambar penulangan pada pile cap.


66

tie beam 30 x 70

960 cm

B

Kaki menara

960 cm

pile cap A

B

A

Gambar 4.9 Tampak atas pondasi

45 cm

60 cm

D16-150 10 m

borepile

potongan A

Gambar 4.10 Potongan A. samping Pile cap


67

potongan B

70 cm

D16-150

3 cm

Gambar 4.11 Potongan B. Tampak atas Pile cap

4.11. Pembahasan Hasil analisa dengan menggunakan program SAP 2000 menunjukkan bahwa pada menara transmisi dengan gaya angin sebesar 120 kg/m2 mampu ditahan oleh menara tersebut sehingga beban angin yang digunakan secara analisa aman, pada beban angin sendiri gaya angin terbesar didapatkan pada 6 yaitu sebesar 1066,2 kg. Pada ratio baja sendiri ratio terbesar sebesar 0,98 pada profil L 10 x 10 x 8 oleh karena itu kondisi ratio pada menara transmisi bisa dikatakan aman. Untuk profil baja sendiri difokuskan kepada mencari profil yang aman pada menara tersebut sehingga sewaktu melakukan kontrol ratio ketika ada yang tidak aman maka dilakukan pergantian. Berikut ini hasil analisa perhitungan faktor ratio keamanan dengan menggunakan SAP 2000 : Tabel 4.14. Ratio Batang Pada Menara frame 22 1067 890 994 1361 605 1176 914 683

profil L10x0.8 L20x1.8 L5x0.4 L6.5x0.6 L5x0.6 L10x1 L12x1.3 L15x1.2 L9x0.6

Ratio 0,985187 0.97344 0,965662 0,924567 0,917953 0,936792 0,905416 0,897029 0,896527


68

Pada analisa struktur atas difokuskan kepada batang tekan dan batang tarik dimana batang tekan lebih difokuskan kepada tekuk.Untuk batang tekan pada menara transmisi dikatakan aman oleh gaya-gaya yang bekerja di setiap batang pada menara transmisi.Untuk desain baut sendiri didapatkan bahwa ada perbedaan antara jumlah baut yang digunakan, diameter baut, dan jarak antar baut hal ini dikarenakan PLN sendiri khusunya memiliki standar sendiri dalam mendesain baut. Untuk analisa pondasi sendiri menggunakan pondasi bor pile dan direncanakan di kota Palembang dengan kedalaman pondasi yang direncanakan sedalam 10 meter dan diameter rencana 45 cm, sehingga daya dukung tekan izin yang didapatkan pada Sondir sebesar 66,3 ton per tiang. Untuk gaya tarik pada pondasi sendiri aman yaitu 9,37 ton per tiang dari gaya izin yang diberikan sebesar 11,04 ton per tiang. Pada perencanaan jumlah tiang didapatkan sebesar 0,72 tiang ≈ 1 tiang sehingga pada perencanaan pondasi menggunakan satu tiang satu pile cap. Pada perencanan tulangan didapatkan tulangan desain menggunakan D16-150.


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Adapun kesimpulan dan saran yang didapat berdasarkan hasil analisa dan pembahasan yang telah dilaksanakan dapat disimpulkan bahwa : 5.1 Kesimpulan 1) Profil yang digunakan dalam menara transmisi untuk menahan beban tekan dan tarik maksimal yang diterima yang seperti terjadi pada batang L50x50x5 dengan gaya tekan 0,21 ton, L150x150x12 dengan gaya tarik 8,16 ton dikatakan aman berdasarkan perhitungan manual dengan menggunakan metode LRFD (load resistance factor design) dan adapun hasil dari output Sap 2000 pada tabel steel design dalam kategori aman yang ditunjukkan dengan angka ratio kurang dari 1 atau keadaan profil batang tidak dalam kondisi berwarna merah. 2) Dari analisa program Sap 2000 didapat gaya tekan maksimum terjadi pada label 413 dengan gaya sebesar 47044,4 kgf dan gaya tarik maksimum terjadi pada label 405 dengan gaya tarik 9375,12 kgf. 3) Perencanaan pondasi dilakukan dengan menggunakan borpile dengan diameter 450mm dan kedalaman 10 m. Kapasitas dukung tiang tekan dan tarik pondasi tiang bor (borpile) masih dikontrol terhadap beban tekan dan tarik pada kolom masih dalam tingkat aman, ditunjukkan dengan reaksi yang tidak melebihi daya dukung izin pondasi dengan gaya tekan sebesar 47,8 ton dengan daya dukung izin tekan sebesar 66,3 ton serta gaya tarik sebesar 9,36 ton dengan daya dukung izin tarik sebesar 11,025 ton.

5.2 Saran 1) Dalam melakukan input data kedalam SAP 2000 hendaknya 2000 hendaknya dilakukan dengan teliti sesuai dengan asumsi–asumsi yang telahd itetapkan sebelumnya sehingga dapat dihasilkanan alisisa struktur yang sesuai. 2) Sebelum melakukan suatu perhitungan & perencanaan struktur alangkah lebih tepat apabila memahami lebih dahulu peraturan yang berlaku khususnya SLPN mengenait tata cara desain menara rangka baja.


70

3) Mungkin akan lebih baik jika perhitungan dengan bantuan program struktur lebih dikhususkan untuk program menara, yaitu Ms.tower.


Scanned by CamScanner

a

Analisa Menara Sutt Tower Type Ddr 4a3v5r

Overview 26281t

More details 6y5l6z

Related Documents 3h463d

Analisa Menara Sutt Tower Type Ddr 4a3v5r

Menara Sembur (spray Tower) 1e5535

Ddr Overview 1qa1x

Lattice Type Tower Structure Vs Monopole Structure 5q521v

Ddr-fkk g1u2h

Memoria Ddr 174t1o

More Documents from "Valentino" 3qp4d

Preguntero Procesal 4 6i6n2g

Tipos De Estructura Del Diagnostico 3h4s1q

Analisa Menara Sutt Tower Type Ddr 4a3v5r

4p345f

Bioplastico Maiz 265417

Austrias Menores 265041