ANALISIS PENGARUH RENOVASI STRUKTUR PABRIK TERHADAP RESPON DINAMIK

ANALISIS PENGARUH RENOVASI STRUKTUR PABRIK TERHADAP RESPON DINAMIK Bram Timoteus Setiadi Pakpahan,* 1

Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Kampus UI Depok, Depok, 16424, Jawa Barat E-mail: [email protected]

Abstrak Untuk meningkatkan kapasitas produksi,sebuah struktur pabrik direnovasi berupaperkuatan komponen struktur yang sudah ada serta penambahan komponen struktur dan pondasi baru.Pada awalnya, struktur ini mengalami getaran akibat beban dinamik mesin flash gas bag filter, namun setelah direnovasigetaran tersebut menghilang.Melalui penelitian ini dikaji penyebab menghilangnya getaran tersebut dengan cara memodelkan struktur pabrik sebelum dan sesudah renovasi serta memodelkanbeban mesin sebagai1 beban dinamik impuls.Pada permodelan beban gravitasi, urutan pembebanan pada struktur yang sudah ada maupun struktur yang sudah direnovasi ikut diperhitungkan. Dari hasil permodelan tersebut akan didapatkan rasio tegangan akibat beban mati pada struktur sebelum renovasi, dan rasio tegangan akibat kombinasi pembebanan pada struktur setelah direnovasi.Dan didapatkan juga nilai respon dinamik struktur yang berupa acceleration, displacement, dan velocity yang berkurang secara signifikan setelah direnovasi. Struktur pabrik sebelum direnovasi menunjukkan respon dinamik yang masuk dalam kategori uncomfortableberdasarkan standar internasional untuk skala getaran ketidaknyamanan. Namun, ketika struktur pabrik tersebut sudah direnovasi, respon dinamik yang didapatkan akan berada pada kategori not uncomfortable. . Kata Kunci : struktur pabrik, renovasi, acceleration, displacement, velocity, beban dinamik, impuls, getaran, uncomfortable, flash gas bag filter, mesin

Abstract To increase production capacity, a renovated plant structure components such as retrofitting existing structures and structural components as well as the addition of a new foundation. At first, these structures undergo the vibration due to dynamic loads from flash gas bag filter engine, but after the renovation the vibration disappears. Through this study examined the causes of the disappearance of the vibration by way of modeling plant structure before and after the renovation as well as modeling the engine load as 1 dynamic impulse load. In the gravity load modeling, the sequence of loading on existing structures or structures that have been renovated are considered. From the modeling results will be obtained due to the dead load stress ratio on the structure before the renovation, and the ratio of stress due to the combination of loading on the structure after being renovated. And also the value obtained in the form of structural dynamic response acceleration, displacement, and velocity were reduced significantly after the renovation. Plant structure before it was renovated structure shows that the dynamic response in the category uncomfortable based on international standards for vibration-scale inconvenience. However, when the structure of the plant has been renovated, the dynamic response will be obtained in the category of not uncomfortable. Key Words : plant strucutre, renovation, acceleration, displacement, velocity, dynamic load, impulse, vibration, uncomfortable,

Analisis pengaruh..., Bram Timoteus Setiadi Pakpahan, FT UI, 2013

Pendahuluan Seiring dengan bertambahnya jumlah penduduk dan pertumbuhan ekonomi masyarakat, banyaknya barang dan jasa untuk memenuhi kebutuhan akan meningkat sehingga kegiatan produksi barang yang diperlukan dalam proses industri pada suatu pabrik merupakan hal yang sangat vital. Sehingga banyak perusahaan industri besar terutama yang bergerak di bidang petrokimia ingin meningkatkan produksi dari pabrik yang dimilikinya untuk memenuhi banyaknya permintaan yang ada di pasar dengan menambah jumlah mesin yang ada. Masalah yang terjadi adalah ketika struktur pabrik yang dimiliki tidak didesain untuk pengembangan produksi seperti penambahan kapasitas mesin yang telah direncanakan maka perlu dilakukan evaluasi struktur pabrik yang ada sehingga dapat didesain ulang yang mengakibatkan pabrik tersebut harus direnovasi dengan diberi perkuatan pada komponen struktur dan ditambah dengan struktur dan pondasi baru untuk bisa menyokong penambahan mesin untuk pengembangan produksi. Pada saat proses renovasi struktur pabrik yang ada ditemukan suatu hal yang menarik yang berhubungan dengan getaran yang ditimbulkan akibat beban impuls ketika mesin pada pabrik tersebut bekerja. Hal tersebut adalah getaran yang ditimbulkan akibat beban impuls mesin sangat terasa pada struktur pabrik lama, tetapi ketika struktur pabrik lama tersebut diberi perkuatan dan penambahan struktur baru yang terjadi adalah getaran yang ditimbulkan akibat beban impuls mesin ketika pabrik tersebut bekerja sudah tidak ada. Hal inilah yang melatarbelakangi dibuatnya penelitian ini yaitu untuk mengetahui mengapa hal tersebut bisa terjadi. Seperti yang kita ketahui, getaran yang terjadi pada bangunan pabrik merupakan suatu efek negatif yang akan berdampak pada hasil produksi, kondisi karyawan yang bekerja, keselamatan kerja, dan bahkan struktur pabrik itu sendiri. Dan untuk struktur pabrik merupakan suatu hal yang sangat penting untuk dijaga keamanannya karena kegagalan suatu struktur pabrik akan mempengaruhi proses industri dalam pabrik tersebut secara keseluruhan. Sehingga ketika pabrik tersebut bisa beroperasi tanpa mengakibatkan getaran yang dapat menimbulkan banyak efek negatif tersebut tentu saja merupakan hal yang sangat bagus untuk diteliti. Pada awalnya struktur pabrik lama mengalami getaran akibat mesin yang ada pada pabrik tersebut. Mesin tersebut menghasilkan beban dinamik berupa impuls sehingga dilakukan analisis perilaku struktur pabrik lama berupa acceleration, velocity, dan displacement pada struktur pabrik lama tersebut sebagai akibat dari beban impuls yang dihasilkan oleh mesin yang ada di pabrik lama tersebut. Nilai acceleration yang didapat akan dianalisis berdasarkan standar internasional untuk skala


getaran ketidaknyamanan. Lalu ketika struktur pabrik lama tersebut direnovasi dengan cara diberi perkuatan pada komponen-komponen struktur dan ditambah struktur yang baru, maka perilaku struktur pabrik renovasi akibat beban dinamik dengan mesin yang sama berupa impuls tersebut akan dianalisis kembali berupa acceleration, velocity, dan displacement. Lalu nilai acceleration yang diperoleh akan dianalisis kembali berdasarkan standar internasional untuk skala getaran ketidaknyamanan. Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Menganalisis perbedaan perilaku antara struktur pabrik lama dengan struktur pabrik renovasi yang berupa rasio tegangan pada komponen-komponen struktur akibat beban mati pada struktur pabrik lama dan kombinasi pembebanan pada struktur pabrik renovasi. 2. Menganalisis nilai acceleration, velocity, dan displacement pada struktur pabrik sebelum dan setelah direnovasi berdasarkan standar internasional untuk skala getaran ketidaknyamanan Tinjauan Teoritis Suatu struktur akan mengalami getaran bebas ketika struktur tersebut dalam keadaan diam diganggu dengan diberikan displacement awal atau kecepatan awal tanpa adanya gaya dinamik dari luar. a.

Getaran Bebas tak teredam Pt= 0 ; C = 0 Mű + ku = 0

Free vibration terjadi ketika diberikan displacement awal u(0) dan kecepatan awal ŭ(0) di t = 0 u = u(0) ŭ = ŭ(0) Sehingga : u(t) = u(0) cos ὠnt +

sin ὠnt

Dimana : ὠn = √ Waktu yang diperlukan oleh sistem tak teredam untuk menyelesaikan 1 putaran getaran bebas disebut periode natural getaran (Tn) yang memiliki hubungan dengan frekuensi natural (ὠn) dalam satuan radian/detik.


Tn =

;

fn =

;

fn =

Sehingga dapat disimpulkan bahwa nilai Tn, fn, dan ὠn ditentukan oleh massa dan kekakuan struktur. Semakin besar kekakuan maka semakin besar nilai fn pada massa yang sama dan nilai Tn akan semakin kecil, begitu juga sebaliknya ὠn = √

;

fn =

√

Tn = 2 π √

;

dimana: = Pada sistem tak teredam, terdapat maksimum displacement u(0) dan minimum displacement -u(0) dengan besar yang sama yang disebut juga amplitudo u(0) = √ dapat dilihat bahwa amplitudo u(0) bergantung pada nilai displacement awal dan kecepatan. b.

. Getaran Bebas teredam P(t) = 0

mű + cŭ + ku = 0

Dibagi m menjadi : Ű + 2 ὠnŭ + ὠ2nu = 0 Dimana

: ὠn = √

dan

=

=

Sehingga : Ccr =

=2√

=

adalah rasio redaman 

Tipe Gerakan 1.

Jika C = Ccr atau = 1, maka sistem akan kembali ke kesetimbangan statik tanpa bergetar bolak-balik

2.

Jika C > Ccr atau

> 1, sama seperti sebelumnya sistem akan kembali ke

kesetimbangan statik tanpa bergetar bolak-balik 3.

Jika C < Ccr atau < 1, maka sistem akan lebih dahulu bergetar bolak-balik dengan amplitudo yang semakin berkurang terus sampai kembali ke kesetimbangan statik



Sistem Underdamped

Untuk sistem dengan C < Cr atau < 1, maka :


u(t) =

[ u(o) cos

Dt

̇ (o) +

+(

nu(o))/ d))+sin

Dt]

dimana : D

n√

=

Periode natural untuk damping, TD = yang berhubungan dengan periode natural tanpa damping sehingga menjadi: TD = √



Perlambatan Gerakan

Perbandingan antara perindahan di waktu t dengan nilainya pada saat full vibration periode TD = exp (

)=

exp √

= exp √

Reaksi logaritma dari rasio diatas: = ln

= √

Jika

kecil, √

1

maka

c.

Energi pada Getaran Bebas

Energi yang masuk dalam SDF sistem dengan perpindahan awal u(o) dan kecepatan awal ̇ (o) adalah E1 = k [v(o)]2 + m [ ̇ (o)]2 Menghasilkan energi kinetik Ek dan energi potensial yang sama dengan energi regangan Es : Ek = m [ ̇ (t)]2 ; Es = k [u(t)]2 Pada undamped system n2 [ -u(o) sin nt +( ̇ (o)/ n) cos

Ek (t) =

Es (t) =

nt ]2

[ u(o) cos nt +( ̇ (o)/ n) sin nt ]2

Total Energi : Ek (t) + Es (t) = k[u(o)]2 + m[ ̇ (o)]2


Pada sistem dengan viscous damping, energi kinetik dan energi potensialnya menjadi : ED = ∫ d.

=∫

̇

=∫

̇

Kriteria Mesin Kecepatan mesin pada saat beroperasi dibagi menjadi 3 kelompok:

1. Frekuensi rendah sampai menengah

0 – 500

rpm

2. Frekuensi menengah sampai tinggi

300 – 1000

rpm

3. Frekuensi sangat tinggi

>1000

rpm

Kelompok pertama meliputi mesin-mesin dengan ukuran besar seperti kompresor dan blower-blower besar. Frekuensi kerjanya berada pada rentang 50 – 250 rpm. Kelompok kedua adalah mesin-mesin dengan ukuran sedang seperti mesin-mesin diesel dan bensin. Kelompok ketiga adalah mesin-mesin yang beroperasi dengan kecepatan tinggi, seperti motor listrik dan paket turbogenerator e.

Fondasi untuk Mesin Pondasi yang menopang mesin dipengaruhi oleh getaran yang disebabkan gaya

dinamis dan juga oleh beban statis yang terjadi pada saat mesin beroperasi. Getaran yang berlebihan dapat menyebabkan mesin rusak dan memberikan efek yang merugikan pada struktur pondasi atau orang yang bekerja di dekat mesin tersebut. Berdasarkan bentuk strukturnya, pondasi mesin dibedakan menjadi 4 tipe: 1. Tipe blok, berupa blok beton dimana mesin langsung diletakkan di atasnya 2. Tipe box, yang terdiri dari blok beton berongga yang menopang mesin dibagian atasnya 3. Tipe dinding, yang terdiri dari sepasang dinding yang menopang mesin tepat di atasnya. 4. Tipe portal, berbentuk portal dimana mesin diletakkan di atas portal.

Gambar 1. Tipe-Tipe pondasi mesin


f.

Mesin berputar Mesin berputar merupakan suatu mesin yang berfungsi mengubah energi listrik

menjadi energi mekanik berupa putaran. Mekanisme pada mesin berputar yaitu arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya. Kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan. Sehingga pasangan gaya tersebut menghasilkan tenaga putar/torque untuk memutar kumparan(rotor)

Gambar 2. proses konversi energi yang terjadi pada mesin berputar Proses ini terjadi pada batas udara antara stator (bagian yang diam) dengan rotor (bagian yang berputar). Pada rotor terdapat shaftyang berfungsi untuk meneruskan energi mekanik ke luar. Jenis-jenis mesin berputar yang sering digunakan diantaranya fan/kipas, blower, pompa, turbin, motor.

Gambar 3. bagian-bagian mesin berputar (motor) Pada awalnya komponen mesin dapat bergetar dikarenakan adanya gesekan antara 2 atau lebih komponen mesin pada saat mesin sedang berputar. Getaran mesin kemudian dipropagasikan melalui komponen-komponen mesin, kemudian baru keluar dari bodi mesin sehingga menimbulkan suara. Kerusakan pada mesin yang semakin parah akan menyebabkan bunyi yang khas dan semakin lama semakin keras. Deteksi kerusakan dapat dilakukan karena perbedaan kerusakan akan menyebabkan perbedan getaran. g. Sambungan 1.

Klasisfikasi jenis sambungan


Semua sambungan mempunyai tahanan terhadap perputaran sudut (kekangan) antara batang-batang yang disambung bila ada beban yang bekerja padanya. 2. Tipe sambungan Tipe sambungan berdasar atas kemampuan terhadap perputaran dibagi menjadi 3 tipe, yaitu : 

Tipe Fullt Restrained (FR) adalah penahanan penuh atau kaku, mempunyai tahanan yang kaku, tidak dapat berputar



Tipe Partially Restrained (PR) adalah penahanan tidak penuh, tidak cukup kaku untuk mempertahankan sudut akibat beban pada sambungan ini.



Tipe rangka setengah kaku, terjadi jika kekangan rotasi kira-kira 20-90% dari yang diperlukan untuk mencegah perubahan sudut relatif

3. Klasifikasi sambungan berdasar ratio tahanan momen 

Klasifikasi sambungan berdasar pada rasio tahanan momen sambungan terhadap momen jepit sempurna, adalah :



Simple connection, Momen sambungan = (0 – 20%) momen jepit sempurna o

Sambungan dapat memberikan perputaran pada ujung balok secara bebas

o

Sambungan tidak boleh mengakibatkan momen lentur terhadap elemen struktur yang disambung



o

Detail sambungan harus mempunyai kapasitas rotasi yang cukup

o

Dapat memikul gaya reaksi yang bekerja.

Simple rigid connection, Momen sambungan = (20 – 90%) momen jepit sempurna o

Sambungan tidak memiliki kekuatan yang cukup untuk mempertahankan sudut antara elemen yang disambung

o

Dianggap tidak memiliki untuk memberikan tahanan yang dapat diukur terhadap perubahan sudut tersebut.



Rigid connection, Momen sambungan = (90 - 100%) momen jepit sempurna. o

Sambungan dianggap memiliki kekuatan yang cukup untuk mempertahankan sudut antara elemen-elemen yang disambung

4. a.

Semirigid connection Sambungan tidak memiliki kekuatan yang cukup untuk mempertahankan sudut antara alemen yang disambung

b.

Dianggap mempunyai kapasitas yang cukup untuk memberikan tahanan yang dapat diukur terhadap perubahan besar sudut tersebut.


c.

Tingkat kapasitas tersebut terhadap pembebanan yang bekerja ditetapkan dengan metoda berdasarkan percobaan.

5.

Rigid connection Sambungan dianggap memiliki kekakuan yang cukup untuk mempertahankan sudut diantara elemen-elemen yang disambung

Metode Penelitian Geometri bangunan yang ditinjau adalah bangunan pabrik lama yang memiliki luas 7 m x 16 m, dan ditambah struktur baru seluas 5.5 m x 7 m yang akan digunakan untuk permodelan. Untuk lebih jelasnya geometri bangunan pada kedua struktur pabrik akan dijelaskan sebagai berikut: 

Luas Bangunan

: Pabrik lama : 7 x 16 =112m2 Pabrik renovasi : 7 x 21,5 =150,5 m2



Jumlah Tingkat

: Pabrik lama terdiri dari 6 elevasi utama yaitu elevasi

pada dasar, elevasi di ketinggian 5,4 m, ketinggian 7,1 m, ketinggian 10,2 m, ketinggian 13,5 ,ketinggian 17,5 m, ketinggian 20 m, ketinggian 22,3 m, ketinggian 24,7 m, dan ketinggian 27,3 m sedangkan pabrik renovasi terdiri dari 7 elevasi utama elevasi pada dasar, elevasi di ketinggian 5,4 m, ketinggian 7,1 m, ketinggian 10,2 m, ketinggian 13,5 m ,ketinggian 17,5, ketinggian 20m, ketinggian 22,3 m, ketinggian 24,7 m, ketinggian 27,3 m, dan ketinggian 32,2 m 

Tinggi Bangunan

: Total tinggi bangunan pabrik lama adalah 27,3 m dan

Total tinggi bangunan pabrik renovasi adalah 32,2 m 

Dimensi Struktur

1. Ukuran kolom baja Kolom pada bangunan pabrik ini terdiri dari kolom baja dengan properti H-shapes yang terdiri dari 3 macam ukuran yaitu : a. WF – 200x200x8x12 mm yang terdapat pada elevasi 0 hingga 17,5m pada section line 206 b. WF – 450x300x11x8 mm yang terdapat pada elevasi 10,2 m sampai dengan elevasi 17,5 m c. WF – 600x300x12x20 yang terdapat pada dasar hingga elevasi 10,2 m 2. Ukuran balok baja Balok pada bangunan pabrik ini terdiri dari balok baja dengan properti H-shapes yang terdiri dari 10 macam ukuran yaitu :


a. WF - 350x350x12x19 mm b. WF - 300x200x8x12 mm c. WF - 250x125x6x9 mm d. WF – 400x200x8x12 mm e. WF – 350x175x7x11 mm f. WF – 200x100x5,5x8 mm g. WF – 500x200x9x14 mm h. WF – 500x200x10x16 mm i. WF – 300x150x6,5x9 mm j. WF – 350x175x6x9 mm a. Ukuran Bracing Bracing pada bangunan pabrik ini terdiri dari balok baja H shapes dengan ukuran : a. WF-350x175x7x11 mm b. WF-250x250x9x14 mm Vertical brace L shapes dengan ukuran : a. L- 65x65x6x6 mm dan Vertical Brace double angle C shapes dengan ukuran a. C-100x50x5x7.5 mm b. Perkuatan Struktur Kolom a. C12A : WF – 200 x 150 x 6 x 9 dan T – 294 x 300 x 12 x 20

Gambar 4. Perkuatan Kolom C12A b. C4A : WF – 175 x 175 x 7,5 x 11 dan T – 125 x 250 x 9 x 14 dan


T – 125 x 250 x 9 x 14

Gambar 5. Perkuatan Kolom C4A c. Perkuatan Struktur Balok a. 250 x 125 x 6 x 9 dan WF – 100 x 100 x 6 x 8

Gambar 6. Perkuatan Balok 2x30 

Pembebanan Struktur Pada struktur pabrik ini, jenis pembebanannya berbeda dengan pembebebanan pada

rumah atau gedung biasa, jenis pembebanannya adalah : a.

Beban Mati (DL) Beban mati adalah semua beban yang ditanggung oleh struktur yang bersifat tetap,

beban ini terdiri dari berat sendiri material struktur yang digunakan ditambah dengan segala berat lain termasuk berat mesin pada pabrik tersebut yang bersifat tetap, diantaranya : a. Berat sendiri struktur : 7850 kg/m3 (Baja)


b. Small Pipe (Ø ≤ 12”) : 100 kg/m2 c. Checkered plate : 49.2 kg/m2 d. Metal Bar Grating : 50 kg/m2 e. Bag Filter : 64100 kg f. Flash Tank : 98500 kg g. Railing : 15 kg/m2

Lokasi mesin flash gas bag filter

Lokasi mesin flash tank

Gambar 7. Lokasi beban mesin b.

Beban Hidup (LL) Beban hidup adalah beban yang berasal adari penghuni atau barang-barang yang

sifatnya tidak tetap, dalam hal ini adalah beban pekerja yang berada pada pabrik tersebut dan juga beban lainnya yaitu :

c.



Lantai Pabrik

:

400 kg/m2



Hidup Railing

:

75 kg/m2

Beban Gempa (E) Berdasarkan SNI-03-1726-2002 tentang Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa

untuk Bangunan Gedung, perhitungan beban gempa dapat menggunakan rumus :

Dimana :


C1:

Faktor respons gempa dari spektrum respons gempa rencana untuk waktu getar alami

pertama T1 I : Faktor keutamaan gedung R : faktor reduksi gempa Wt: berat gedung Dan mengingat : Wt = DL + LL Dimana : DL : Dead load LL : Live load α : Reduction factor for live load = 0.9 (industrial building) Nilai dari C1 tergantung dari jenis tanah, dan zona gempa. Pada penelitian ini, pabrik berada pada wilayah zona gempa 4 dengan jenis tanah sedang

Gambar 6. SNI wilayah gempa 4 Sehingga menggunakan respon spektrum, maka pembebanan gempanya akan didapatkan dengan rumus :

Dimana : Sa : Respon Spektrum g : Gaya Gravitasi d.

Beban Dinamik


Beban dinamik pada struktur pabrik lama disebabkan oleh mesin flash gas bag filter. Mesin tersebut berada diatas pondasi mesin tipe portal.

Gambar 7. Pondasi mesin tipe portal Beban dinamik akibat mesin tersebut berupa impuls dikarenakan mesin yang ada pada pabrik tersebut merupakan mesin flash yang ketika beroperasi akan menyemburkan gas dalam jumlah yang sangat besar pada waktu yang sangat singkat. Gas tersebut disemburkan sekali dalam jangka waktu tertentu selama mesin tersebut bekerja. Pada struktur pabrik renovasi terdapat 2 mesin flash gas bag filter yang beroperasi bersama-sama tetapi proses penyemburan gas pada kedua mesin tersebut tidak dalam waktu yang sama sehingga modelisasi beban dinamik pada struktur pabrik renovasi hanya ketika 1 mesin saja yang bekerja yaitu pada mesin flash gas bag filter yang sudah ada pada struktur pabrik lama.

Lokasi mesin flash gas bag filter

Gambar 8. Lokasi beban dinamik mesin

Beban impuls yang terjadi pada mesin tersebut sebesar 58000 N yang terjadi selama waktu Td 0,2 detik.


Gambar 9. Pembebanan impuls pada SAP Dapat dilihat pada gambar diatas adalah input sap Time History untuk beban impuls yang terjadi, beban impuls yang terjadi dimodelkan pada arah panjang (arah x) seperti gambar dibawah.

Gambar 10. Arah beban dinamik impuls 

Modelisasi Struktur 1.

Modelisasi struktur pabrik secara keseluruhan Dari layout denah, properti material, dimensi dan geometri bangunan maka

dimodelkanlah suatu struktur pabrik yang akan dianalisis stress rasio, acceleration, velocity, dan displacement.


Gambar 11. Modelisasi Struktur Pabrik Lama secara keseluruhan pada SAP

Gambar 12. Modelisasi Struktur Pabrik Renovasi secara keseluruhan pada SAP


Hasil Penelitian Tabel 1. Nilai hasil perilaku struktur pabrik lama akibat beban dinamik Struktur Pabrik Lama Beban = 58000 N (arah panjang)

Td = 0,2 detik Joint

Arah

Acceleration (m/s2)

Velocity (m/s)

Displacement (m)

278

Ux

0,818

0,0417

0,001972

278

Uy

0,17393

0,0129

0,000964

278

Uz

0,0509

0,0023

0,000173

Jadi dapat dilihat pada tabel diatas nilai Acceleration, Velocity, dan Displacement arah Ux, Uy dan Uz akibat beban dinamik sebesar 58000 N selama Td 0,2 detik pada joint 278 di struktur pabrik lama. Dapat dianalisa juga nilai Acceleration terbesar ada pada arah Ux dengan nilai 0,818 sehingga berdasarkan parameter skala getaran ketidaknyamaanan maka struktur pabrik pada titik yang ditinjau mengalami getaran dengan kriteria Uncomfortable Tabel 2. Nilai hasil perilaku struktur pabrik renovasi akibat beban dinamik Struktur Pabrik Renovasi Td = 0,2 detik

Beban = 58000 N (arah panjang)

Joint

Arah

Acceleration (m/s2)

Velocity (m/s)

Displacement (m)

278

Ux

0,25296

0,0158

0,0011

278

Uy

0,03671

0,0018

0,000126

277

Uz

0,02638

0,001

0,000079

Jadi dapat dilihat pada tabel diatas nilai Acceleration, Velocity, dan Displacement arah Ux, Uy dan Uz akibat beban dinamik sebesar 58000 N selama Td 0,2 detik pada joint 184 di struktur pabrik renovasi. Dapat dianalisa juga nilai Acceleration terbesar ada pada arah Ux dengan nilai 0,25296 m/s2 sehingga berdasarkan parameter skala getaran ketidaknyamaanan maka struktur pabrik pada titik yang ditinjau mengalami getaran dengan kriteria a Not Uncomfortable


Pembahasan Tabel 3. Data perbandingan acceleration pada struktur pabrik lama dan baru Beban 58000 N (arah panjang)

Td = 0,2 detik

Struktur Pabrik

Acceleration (m/s2)

Kriteria

Lama

0,818

Uncomfortable

Renovasi

0,252

Not Uncomfortable

Jadi dari tabel diatas dapat disimpulkan bahwa ketika pada struktur pabrik lama terjadi beban dinamik berupa impuls sebesar 58000 N selama waktu Td 0,2 detik maka dititik pada struktur pabrik tersebut akan mengalami getaran dengan acceleration sebesar 0,8183 m/s2 sehingga pada struktur pabrik lama tersebut akan mengalami kondisi Uncomfortable akibat beban dinamik tersebut yang dengan kata lain getaran yang terjadi sangat terasa dan tidak nyaman dirasakan Lalu ketika pabrik tersebut diperkuat dan ditambah dengan struktur baru (struktur renovasi), dan terjadi beban dinamik berupa impuls dengan besar dan arah yang sama yaitu 58000 N selama waktu Td 0,2 detik, maka dititik pada struktur pabrik renovasi tersebut akan mengalami getaran yang lebih kecil dengan acceleration sebesar 0,252 m/s2 sehingga struktur pabrik renovasi tersebut mengalami perubahan kondisi menjadi Not Uncomfortable akibat beban dinamik tersebut yang dengan kata lain getaran yang terjadi sangat kecil dan hampir tidak terasa. Kesimpulan Dari hasil penelitian ini dapat didapatkan beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Struktur pabrik lama mengalami getaran yang cukup dirasakan secara tidak nyaman oleh manusia ketika menerima beban dinamik akibat mesin yang menyebabkan struktur pabrik tersebut berada dalam kategori Uncomfortable dengan nilai acceleration sebesar 0,818 m/s2 2. Struktur pabrik lama yang sudah direnovasi dengan diberi perkuatan dan ditambah struktur baru ketika menerima beban dinamik yang sama akibat mesin tidak lagi mengalami getaran yang membuat manusia menjadi tidak nyaman sehingga struktur pabrik tersebut berada dalam kategori Not Uncomfortable dengan nilai acceleration sebesar 0,252 m/s2


Saran Dari penelitian ini, diketahui bahwa akibat renovasi struktur pabrik yang terbuat dari baja sangat mempengaruhi respon dinamik struktur tersebut, sehingga perlu dilakukan penelitian lebih lanjut jenis-jenis renovasi seperti apakah yang sangat efisien dan berpengaruh untuk meminimalisir respon dinamik struktur pabrik. Daftar Referensi Chopra, Anil K. (1995) Dynamics of structures: Theory and Applications to Earthquake Engineering. New Jersey: Prentice-Hall. Zulfiana, Andi (2005). Studi Perilaku Sambungan Jenis Semi Rigid Connection dan Rigid Connection Pada Struktur Rangka Baja yang Tahan terhadap beban gempa dengan menggunakan ABAQUS 6.7: ITS Paper M. A. Nawafleh a, N.Al-Kloub b, M. Tarawneh c , and R. M. Younes. (2010). Reduction of Vibration of Industrial Equipments: Jordan Journal of Mechanical and Industrial Engineering. Shamser Prakash, Vijay K. Puri. (2006). Foundations for Vibrating Machines. India: Journal of Structural Engineering. Tim Penyusun (1987). Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung (SKBI-1.3.53.1987). Jakarta: Dinas Pekerjaan Umum. Tim Penyusun. (2001). Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-1726-2002). Jakarta: Badan Standarisasi Nasional Tim Penyusun. (2011). Engineering Consultant For De-Bottle Necking SDK (HDPE) Project (Final Report). Jakarta: Lembaga Teknologi Fakultas Teknik Universitas Indonesia ISO, 1997. Mechanical Vibration and shock: Evaluation of Human Exposure to Whole-Body Vibration. Part 1: General requirements, ISO 2361-1, International Organization for Standardization, Geneva. BSI, 1987a, Measurement and Evaluation of Human Exposure to Whole-Body Mechanical Vibration and Repeated Shock, BS 6841, British standards Institution, London.


ANALISIS PENGARUH RENOVASI STRUKTUR PABRIK TERHADAP RESPON DINAMIK

Recommend Documents