laporan kerja praktek unsika 2015

1

PERANCANGAN MODEL PROSES MODIFIKASI POLY SILO

DI PT . ASIA PACIFIC FIBER TBK , KARAWANG

LAPORAN KERJA PRAKTEK II

BIDANG KONTRUKSI

Disusun oleh :

Abdullah

1141177005081

JURUSAN TEKNIK MESIN (S1)

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SINGAPERBANGSA KARAWANG

2015

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

KP dengan judul :



Dibuat untuk melengkapi Mata Kuliah Kerja Praktek II pada Jurusan Teknik Mesin,

Fakultas Teknik,Universitas Negeri Singaperbangsa Karawang.

Laporan KP ini dapat diterima dan disetujui sebagai sebuah hasil penelitian setelah melalui

proses ujian/seminar dan perbaikan yang diperlukan.

Karawang, 20 Mei 2015

Dosen Pembimbing Koordinator KP

Murtalim . , ST Nana Rahdiana, ST., MT.

NIS. ........................... NIS. 0417037903

Menyetujui,

Ketua Jurusan Teknik Mesin

Marno, Ir., MT.

NIS. 0403026501

iii

LEMBAR PENGESAHAN DARI PIHAK INDUSTRI

KP dengan judul :



Ditulis Sebagai Salah Satu Syarat Akademik

Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin Strata Satu (S1)

Disusun oleh :

Abdullah

1141177005081

Disetujui oleh :

Pembimbing Lapangan

Bpk. Sumanto. ST., MT Bpk. Ujang Serpendi

Sr. Superintendance HR. Function

iv

ABSTRAK

Laporan Kerja Praktek dengan judul “PERANCANGAN MODEL PROSES

MODIFIKASI POLY SILO DI PT. ASIA PACIFIC FIBERS TBK, KARAWANG ”.

Tujuan penulisan Laporan Kerja Praktek ini adalah untuk mengetahui Analisa terjadinya

defleksi dan deformasi pada balok, pada perancangan model proses modifikasi poly silo di

PT. Asia Pasific Fibers. Tbk , Karawang.

Metode penelitian yang dilakukan oleh penulis dalam melakukan analisa penelitian

meliputi studi lapangan dan studi pustaka. Studi lapangan meliputi wawancara kepada

pembimbing lapangan dan pengamatan dilapangan. Studi pustaka dilakukan dengan

penelitian kepustakaan yang relevan dengan masalah yang dihadapai penulis dan

berdiskusi dengan dosen pembimbing.

Dari analisa dan hasil pengamatan yang dilakukan dapat diketahui bahwa analisa

berdasarkan perhitungan Deformasi dan Strees pada WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 956

LG sebesar 0,009701664357 mm berbeda dengan analisa menggunakan sofwer Ansys

14.0 sebesar 0,017639 mm. Ultimate Stress pada WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 956 LG

sebesar 9,313597783 Mpa berbeda dengan analisa menggunakan sofwer Ansys 14.0

sebesar 12,443 Mpa. Kemudian hasil analisa Deformasi pada WF 300 X 150 X 6.5 X 9

X 2615 LG secara perhitungan adalah 0,06192746 mm kemudian dilanjutkan

dengan analisa dengan menggunakan sofwer ansys 14.0 sebesar 0,09242 mm.

Ultimate Stress pada analisa perhitungan WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 2615 LG adalah

5,6 MPa dan dengan menggunakan sofwer ansys sebesar 8,8166 Mpa.

Secara analisa perhitungan dan sofwer ansys bahwa balok WF 300 X 150 X

6.5 X 9 X 956 LG dan WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 2615 LG dengan materials Bj

50 aman digunakan untuk merima beban sebesar 16070 N

Kata kunci : Ultimate StressDeformasi , Defleksi ,Wide Flange WF 300 X 150 X

6.5 X 9 X 956 LG , WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 2615 LG

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan yang Maha Esa atas segala berkat yang telah diberikan-

Nya, sehingga Laporan Kerja Praktek ini dapat diselesaikan. Laporan Kerja Praktek dengan

judul “ PERANCANGAN MODEL PROSES MODIFIKASI POLY SILO ” ini

ditunjukan untuk memenuhi sebagian persyaratan akademik untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik Mesin (S1) di Universitas Negeri Singperbangsa Karawang.

Penulis menyadari bahwa tanpa bimbingan, bantuan, dan doa dari berbagai pihak,

Laporan Kerja Praktek ini tidak akan dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Oleh karena

itu, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar- besarnya kepada semua pihak yang

telah membantu dalam proses pengerjaan Laporan Kerja Praktek ini, yaitu kepada:

1. Bapak Ir. Marno, MT . Selaku Ketua jurusan Teknik Mesin .

2. Bapak Murtalim. ST. Selaku Dosen Pembimbing Kerja Praktek yang telah

memberikan masukan kepada penulis.

3. Bapak Ir. Sumanto . MT. Selaku Sr. Superintendance Project Engineer

Departement. PT. ASIA PACIFIC FIBER . TBK yang berkenan memberi izin

dan masukan kepada penulis dalam menyusun Laporan Kerja Praktek ini.

4. Bapak Ujang . Selaku HRD PT. ASIA FACIFIC FIBER. TBK yang telah

memberikan izin dan oreantasi selama Kerja Praktek ini.

5. Ayah, Ibu, dan adik-adik yang telah memberikan dukungan moril, doá, semangat

selama melakukan Study.

6. Semua pihakyang namanya tidak dapat disebutkan satu persatu.

Akhir kata, penulis menyadari bahwa mungkin masih terdapat banyak kekurangan

dalam Laporan Kerja Praktek ini. Oleh karena itu, kritik dan saran dari pembaca akan

sangat bermanfaat bagi penulis. Semoga Laporan Kerja Praktek ini dapat bermanfaat bagi

semua pihak yang membacanya.

Karawang, 20 Mei 2015

Penulis

vi

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL ……………...................................................................... i

LEMBAR PERSETUJUAN ……………………………….………………… ii

LEMBAR KETERANGAN PERUSAHAAN ………………..……………… iii

ABSTRAK ……………………………………………………..…………….. iv

KATA PENGANTAR ……………………………………..……………….. v

DAFTAR ISI ……………………………………………….……………….. vi

DAFTAR TABEL …………………………………………………………… viii

DAFTAR GAMBAR ………………………………………………….……... ix

DAFTAR NOTASI ………………………………………………..………….. xi

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ……………………………………..……………… 1

1.2. Perumusan Masalah …………………………………..……………… 2

1.3. Pembatasan Masalah ………………………………………………… 2

1.4. Waktu dan Lokasi Penelitian ……………………………………….. 2

1.5. Tujuan dan Manfaat Penelitian ……………………………………… 3

1.6. Metode Pengumpulan Data ………………….………..……………… 4

BAB II DATA UMUM PERUSAHAAN

2.1. Profil Perusahaan ………………………………….………………… 6

2.2. Sejarah Perusahaan ……………………………….…………………. 6

2.3. Visi dan Misi Perusahaan …………………………………………… 8

2.4. Lokasi pabrik ……………………..…........................………………. 8

2.5. Struktur Organisasi Perusahaan ………………….………………….. 10

2.6. Distribusi dan Pemasaran …………………………..................……… 12

2.7. Jam Kerja ………………………………………….………………… 14

BAB III DASAR TEORI

3.1. Tabung ….........................…………………………………………… 15

3.2. Pelat ……………................……………………………….…………. 16

3.3. Berat ……………….......……………………………………………. 17

3.4. Balok …….....................…………………………………..………… 17

3.4.1. Pengertian balok ........................................................................ 17

3.4.2. Jenis dan tumpuan balok ............................................................. 17

3.4.3. Gaya geser dan momen bending ................................................ 18

3.4.4. Momen inersia ........................................................................... 20

3.4.5. Diagram benda bebas dan persamaan kesetimbangan ............... 20

3.4.6. Metode perhitungan lendutan (Defleksi) .................................... 22

3.4.7. Tegangan normal pada balok ..................................................... 24

3.4.8. Tegangan Geser .......................................................................... 25

3.5. Sifat Bahan Baja …………………………….………………………. 25

3.6. Sambungan ………………………………………..……………… 28

vii

3.6.1. Permodelan sambungan …………………………………… 28

3.6.2. Jenis alat penyambung ……...………………………………. 32

BAB IV PEMBAHASAN

4.1. Diagram Alir Penelitian ……………………………………………… 37

4.2. Analisa Pengamatan Dilapangan ……………….…………………… 38

4.3. Data Perencanaan …………….........................……………………… 39

4.4. Menghitung Berat Tabung ……………..............………..…………… 40

4.4.1. Menghitung berat surface tabung A ….….....................…….. 40

4.4.2. Menghitung berat surface tabung B …….……......................... 43

4.4.3. Mencari berat total surface tabung ……..…........................… 44

4.4.4. Mencari berat isi tabung ……………...................................... 45

4.4.5. Mencari berat total keseluruhan tabung .................................. 46

4.5. Mencari Berat Balok WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 956 LG …….....… 46

4.6. Mencari Berat Breaket Plate 200 X 150 X 10 THK …..............…….. 48

4.7. Mncari Gaya Total Pembebanan …….................…………………… 49

4.8. Analisa Balok WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 956 LG ……............……. 49

4.8.1. Mencari meomen geser ......................................................... 51

4.8.2. Mencari momen inersia ......................................................... 54

4.8.3. Mencari defleksi maksimum .................................................. 54

4.8.4. Mencari tegangan lentur maksimum ........................................ 56

4.9. Analisa Balok WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 2615 LG ........................... 58

4.9.1. Mencari berat WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 2615 LG .............. 59

4.9.2. Mencari berat plate 368 X 150 X 10 THK di Batang 2 ........... 60

4.9.3. Mencari berat 300 x 150 x 9 x 2615 LG ................................... 61

4.9.4. Mencari gaya pada beban W 1 dan W2 pada batang 2 .............. 63

4.9.5. Mencari momen geser dan gaya geser .................................... 63

4.9.6. Mencari momen inersia pada WF 300X150X6.5X 9X2615 LG 67

4.9.7. Mencari defleksi maksimum ..................................................... 67

4.9.8. Mencari tegangan lentur maksimum ........................................ 69

4.10. Perhitungan Baut ................................................................................. 71

4.10.1. Mencari beban masing – masing baut ...................................... 72

4.10.2. Mencari tegangan tarik pada baut ........................................... 73

BAB V Kesimpulan Dan Saran

5.1. Kesimpulan …………………………………………….……………. 74

5.2. Saran ………………………………………………………………… 75

DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………….. 76

DAFTAR RIWAYAT HIDUP …………………………………………….. 77

LAMPIRAN – LAMPIRAN ………………………………………………. 79

viii

DAFTAR TABEL

Tabel Hal

1. Tabel 1. Bar chart kegiatran KP ………………..……………………….. 3

2. Tabel 2.1 Jam kerja PT. APF. Tbk ……………..……………………… 14

3. Tabel 3.1 Harga tegangan leleh ………………..………………………… 27

4. Tabel 4.1 Macam – macam jenis benda ......................................………. 42

5. Tabel 4.2 Modulus elastis benda padat SNI 03 - 1729 – 2002 ................... 50

6. Tabel 4.3 Sifat mekanis baja struktural ………………..................……… 51

7. Tabel 4.4 Sifat – sifat baja ......................................……………………. 72

ix

DAFTAR GAMBAR

Hal

1. Gambar 2.1 Logo PT. APF. TBK …………….......................…………… 6

2. Gambar 2.2 Lokasi PT. ASIA FACIFIC FIBER. TBK ……………..……. 8

3. Gambar 2.3 Tata Letak PT. ASIA FACIFIC FIBERS. TBK ……….…… 9

4. Gambar 2.4 Struktur organisasi PED (Project Enginering Departement) .... 11

5. Gambar 3.1 Tabung …………………………………………......…..…… 15

6. Gambar 3.2 Pelat persegi panjang …………………………………….……. 16

7. Gambar 3.3 Profil Baja Wide Flange Shapes ……….....………………… 17

8. Gambar 3.4 Balok : Wide Flange ……....................................................… 18

9. Gambar 3.5 Gaya geser ……...................................................................... 19

10. Gambar 3.6 Definisi Momen Bending …………………………………… 19

11. Gambar 3.7 Tanda momen bending ……………………………………… 20

12. Gambar 3.8 Profil wide flange …………………………………............. 20

13. Gambar 3.9 Metode integrasi ganda ........................................................... 22

14. Gambar 3.10 Balok menerima beban ............................................................ 23

15. Gambar 3.11 Penyebaran tegangan normal pada sebuh balok elastis .......… 24

16. Gambar 3.12 Penentuan tegangan leleh ………..............………………… 27

17. Gambar 3.13 Deformasi rotasi sambungan ………………......................... 29

18. Gambar 3.14. Kurva M-θr sambungan ......................................................... 29

19. Gambar 3.15 Tipe sambungan (a) Single Web – Angle dan (b) Single plate 30

20. Gambar 3.16. Tipe sambungan bouble single web – angle ........................ 30

21. Gambar 3.17. Sambungan top and shet-angle with doble web angle ........... 31

22. Gambar 3.18. Tipe sambungan header plate .............................................. 31

23. Gambar 3.19. Tipe sambungan extend plate,(a) extended on tension side

only (b) extended on tendion and compression sides .................................. 31

24. Gambar 3.20. Tipe sambungan flush and plate .......................................... 32

25. Gambar 3.21 baut ..................................................................................... 33

26. Gambar 3.22 Tekanan permukaan yang terjadi pada ulir ........................... 34

27. Gambar 3.23 Tegangan geser yang terjadi pada ulir ................................. 35

28. Gambar 4.1 Flow chart Pembahasan ......................................................... 37

29. Gambar 4.2. Batch Poly Silo ........................................................................ 38

30. Gambar 4.3 Perbedaa Proto-Type Poly Silo Modification Proposed ......... 38

31. Gambar 4.4 Perencanaan Proto T-ype Poly Silo Modification Proposed .... 39

32. Gambar 4.5 2D Proto T-ype Poly Silo Modification Proposed ................ 39

33. Gambar 4.6 Assy tabung poly silo ............................................................... 40

34. Gambar 4.7 Tabung Poly Silo Point A ............................................. 40

35. Gambar 4.8 Tabung Poly Silo Point B .................................................... 43

36. Gambar 4.9 Balok WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 956 LG ............................ 46

37. Gambar 4.10 Profil WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 956 LG ........................... 47

38. Gambar 4.11 Profil Plate 200 X 150 X 10 THK for Breaket ..................... 48

39. Gambar 4.12 Balok WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 956 LG yang

direncanakan ................................................................................................ 49

40. Gambar 4.13 Gaya tekan yang terjadi pada balok .................................... 49

x

41. Gambar 4.14 DBB gaya yang terjadi pada balok ........................................ 51

42. Gambar 4.15 DBB Bidang Momen Geser 1 ............................................... 52

43. Gambar 4.16 DBB Bidang Momen Geser 2 ............................................... 52

44. Gambar 4.17 Diagram Gaya Geser ............................................................ 53

45. Gambar 4.18 Diagram Momen Geser .......................................................... 53

46. Gambar 4.19 Profil WF 300 X 150 X 9 X 956 LG .................................... 54

47. Gambar 4.20 Analisa Defleksi Batang 1 dengan Sofwer Ansys 14.0 ...... 55

48. Gambar 4.21 Analisa defleksi dengan sofwer Autodesk Inventor

propesional 2014 ......................................................................................... 56

49. Gambar 4.22 Analisa tegangan dengan sofwer Ansys14.0 ........................ 57

50. Gambar 4.23 Analisa tegangan dengan sofwer Autodesk Inventor

Profesional 2014 .......................................................................................... 57

51. Gambar 4.24 Analisa Balok WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 2615 LG ........... 58

52. Gambar 4.25 Gaya tekan yang terjadi pada balok WF 300 X 150 X 6.5 X

9 X 2615 LG ............................................................................................... 58

53. Gambar 4.26 Balok WF 300 X 150 X 9 X 1480 LG .................................... 59

54. Gambar 4.27 Profil WF 300 X 150 X 9 X 1480 LG ................................... 59

55. Gambar 4.28 Plate 368 X 150 X 10 THK ................................................... 60

56. Gambar 4.29 WF 300 x 150 x 9 x 2615 LG ............................................... 61

57. Gambar 4.30 Profil WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 2615 LG .......................... 61

58. Gambar 4.31 DBB momen geser dan gaya geser ......................................... 63

59. Gambar 4.32 DBB Bidang Momen Geser 1 WF 300 X 150 X 6.5 X 9

X 2615 LG ................................................................................................... 64

60. Gambar 4.33 DBB Bidang Momen Geser 2 WF 300X150 X 6.5 X 9 X

2615 LG ........................................................................................................ 65

61. Gambar 4.34 DBB Bidang Momen Geser 3 WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X

2615 LG ....................................................................................................... 65

62. Gambar 4.35 Diagram Gaya Geser WF 300X150X6.5X 9X2615 LG ......... 66

63. Gambar 4.36 Diagram Momen Geser WF 300X150X6.5X 9X2615 LG .... 66

64. Gambar 4.37 Profil WF 300X150X6.5X 9X2615 LG ............................... 67

65. Gambar 4.38 Analisa defleksi dengan sofwer Autodesk Inventor

Propesional 2014 .......................................................................................... 68

66. Gambar 4.39 Analisa defleksi dengan sofwer Ansys 14.0 ....................... 69

67. Gambar 4.40 Analisa Tegangan maksimum dengan sofwer Ansys 14.0

pada WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 2615 LG ................................................ 70

68. Gambar 4.41 Analisa Tegangan maksimum dengan sofwer Autodesk

Inventor Profesional 2014 pada WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 2615 LG ....... 70

69. Gambar 4.42 Assy bolt dan nut ........................................................ 71

xi

DAFTAR NOTASI

Notasi

Nama Satuan

A Luas tahananan efektif las mm²

Ab Luas baut mm²

a Lebar luasan tertarik pada baut mm

b Lebar profil pengaku mm

be Lebar efektif mm

D Gaya Lintang mm

d Diameter baut mm

e Eksentrisitas

Fp Gaya putus las sudut N

I Momem kelembaman Nmm

J Momen inersia polar Nmm

L Panjang las Mm

M Momen Nmm

m Jumlah baris baut mm

n Jumlah baut

P Beban terpusat N

q Beban mati N

R Resultan N

s Jarak sumbu ke sumbu baut mm

T Gaya tarik N

t Tebal pelat penyambung mm

α Sudut antara gaya P terhadap bidang

retak las

δ Tebal propil yang dilas mm

a Tegangan dasar baja MPa

𝛿𝑖 Tegangan idiil MPa

τ Tegangan geser izin baja MPa

φ Koefisien kejut

A Luas penampang total mm²

a Jarak antara dua pengaku vertikal mm

𝐴𝑏 Luas penampang bruto mm²

𝐴𝑓 Luas efektif pelat sayap mm²

𝐴𝑔 Luas penampang kotor mm²

C Jarak garis netral ke serat luar mm

𝐶𝑤 Konstanta pilin 𝑚𝑚6

𝐶𝑏 Koefisien pengali momen

𝐶𝑥 Centre Of Grafity sumbu x mm

𝐶𝑦 Centre Of Grafity sumbu y mm

𝐶𝑚 Koefisien lentur kolom

𝑑𝑓 Jarak antara titik berat pelat sayap mm

E Moudulus elastis baja MPa

f Tegangan MPa

𝑓𝑐𝑟 Tegangan kritis penampang tertekan MPa

𝑓𝑟 Tegangan sisa MPa

𝑓𝑦 Tegangan luluh baja MPa

xii

G Modulus geser baja Mpa

𝐼𝑥 Momen inersia terhadap sumbu x 𝑚𝑚4

𝐼𝑦 Momen inersia terhadap sumbu y 𝑚𝑚4

𝐼𝑤 Kontanta puntir lengkung 𝑚𝑚6 J Kontanta puntir 𝑚𝑚4 K Faktor panjang efektif

L Panjang bentang antara 2 ‘pengekang

yang berdekatan

mm

𝐿𝑏 Panjang tanpa pertambahan mm

𝑀𝑛 Kuat lentur nominal Nmm

𝑀𝑢 Momen lentur perlu Nmm

𝑀𝑝 Momen lentur yang menyebabkan

seluruh penampang mengalami tegangan

lele

Nmm

𝑀𝑚𝑎𝑥 Momen maksimum pada bentang yang

ditinjau

Nmm

𝑀𝐴 Momen pada ¼ bentang Nmm

𝑀𝐵 Momen pada 1/2 bentang Nmm

𝑀𝐶 Momen pada 3/4 bentang Nmm

𝑀𝐶𝑟 Momen kritis terhadap tekuk torsional

lateral

Nmm

𝑀𝑓 Kuat lentur nominal dihitung dengan

pelat sayap saja

Nmm

𝑀1 Moimen ujung terkecil Nmm

𝑀2 Moimen ujung terbesar Nmm

𝑀𝑦 Momen luluh Nmm

𝑁𝑢 Beban aksial terfaktor N

𝑁𝑛 Kuat aksial nominal komponen struktur N

𝑁𝑐𝑟𝑏 Beban kritis elastis untuk komponen

struktur tak bergoyang

N

𝑟𝑦 Jari – jari girasi terhadap sumbu lemah Mm

λ Kelangsingan

λp Batas maksimum untuk penampang

kompak

λr Batas maksimum untuk penampang tak-

kompak

λc Parameter kelangsingan batang tekan

ω Faktor tekuk

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada suatu kontruksi perancangan dudukan tabung yang sangat besar ,tidak

terlepas dari elemen – elemen seperti balok, kolom pelat maupun kolom balok, baik itu

yang terbuat dari baja , pada tempat tempat tertentu harus disambung. Hal ini dikarenakan

keterbasan ketersedian material dipasaran dan juga berhubungan dengan kemudahan

pemasangan dilapangan. Khusus untuk kontruksi yang terbuat dari baja , sambungan

merupakan sesuatu hal yang perlu mendapat perhatian yang serius dan matang karena pada

kontruksi baja elemen – elemen struktur yang disambung tidak dapat bersifat monolit

seperti kontruksi beton.

Pada umumnya sambungan berfungsi untuk memindahkan gaya – gaya yang

bekerja pada elemen – elemen struktur yang disambung. Sambungan dibuat karena

keterbatasan bahan yang tersedia dipasaran juga untuk kemudahan pemasangan dilapangan

serta kemudahan dalam hal pengangkutan misalkan saja akan dibuat suatu struktur rangka

penyangga pipa gas yang terbuat dari baja profil siku – siku , maka tidak mungkin

melaksanakannya secara langsung dilapangan karena tidak ekonomis , tetapi akan lebih

hemat jika terlebih dahulu merakitnya di workshop, baru selanjutnya tinggal

menyambungkan pada kolom - kolom dilapangan

Alat – alat sambung yang biasa digunakan pada kontruksi baja adalah :

1. Sambungan dengan baut (Bolt)

2. Sambungan dengan las (Welding)

Jika dibandingkan dengan alat sambungan ini, maka las merupakan alat sambungan yang

menghasilkan kekakuan yang paling besar. Oleh karena itu pada laporan kerja praktek ini

akan memakai sambungan baut

Sifat dari sambungan ini sangat tergantung pada jenis dan kontruksi sambungan,

bervariasi mulai dari yang berkakuan sendi sampai dengan kaku sempuran. Untuk

menghilangkan salah pengertian , perlu terlebih dahulu dijelaskan tentang istilah kekakuan

pada struktur batang , kata stikness. Suatu struktur sambungan dapat bersifat sendi (ekstrim

bawah) dan kaku atau rigid pada ekstrim atas . Diantaranya terdapat sifat semi kaku “semi

2

rigid” . Tidak ada ukuran yang dapat dipakai untuk menentukan tingkat kekakuan dan

sambungan dimaksud.

Dalam melaksanakan Kerja Praktek ini, penulis memilih PT. ASIA FACIFIC

FIBER .TBK, KARAWANG yang berlokasi di Jl. Kiara Payung Klari – Karawang. Dan

topik yang kami ambil pada KP ini yaitu “PERANCANGAN MODEL PROSES

MODIFIKASI POLY SILO DI PT. ASIA PASIFIC FIBERS. TBK”.

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan uraian pada latar belakang, rumusan masalah yang dapat disusun sebagai

berikut :

1. Bagaimana Defleksi dan Deformasi maksimal yang tejadi pada WF 300 X 150 X 6.5

X 9 X 956 LG aman atau tidak jika digunakan ?

2. Bagaimana Defleksi dan Deformasi maksimal yang terjadi pada WF 300 X 150 X

6.5 X 9 X 2615 LG aman atau tidak jika digunakan ?

3. Berapa Ultimate stress pada baut yang harus menerima beban dari WF 300 X 150 X

6.5 X 9 X 956 LG aman atau tidak jika digunakan ?

1.3 Batasan Masalah

Dalam penulisan laporan kerja praktek ini agar masalah ini tidak melebar dan

menjauh dari pokok permasalahan yang dirumuskan, maka laporan kerja praktek ini

dibatasi pada beberapa masalah sebagai berikut :

1. Profil Baja WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 956 LG dan WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 2615

LG

2. Analisa hanya dilakukan terhadap gaya dalam momen lentur M saja yang bekerja,

sedangkan gaya dalam lainnya seperti gaya lintang tidak diperhitungkan

3. Pembahasan sambungan yang di analisa meliputi sambungan baut pada WF 300 X

150 X 9 X 956 LG

1.4 Waktu dan Lokasi Penelitian

Adapun tempat dan waktu Kerja Praktek adalah pada DEVISI PED ( PROJECT

ENGINERING DEPARTEMENT ) PT. ASIA FACIFIC FIBER. TBK sebagai

perusahaan yang memproduksi PTA ( Purified Terephatalic Acid ), Polyester Chips, Stable

3

Fiber dan Benang Filament. Kerja praktek ini dimulai dari tanggal 20 April 2015 sampai

dengan 20 Mei 2015.

Berikut ini Bar chart aktifitas kegiatan yang dilakukan pada saat kerja praktek

dilingkungan perusahaan :

Tabel 1.1. Bar chart kegiatan kerja praktek

NO KEGIATAN

WAKTU

Minggu

1

Minggu

2

Minggu

3

Minggu

4

Minggu

6

1 Pelaksanaan Kerja Praktek

2 Pengumpulan Data

3 Pengolahan Data

4 Penyusunan Kesimpulan dan

Pengesahan

5 Seminar hasil Kerja Praktek

1.5 Tujuan dan Manfaat Penelitian

Maksud dari kerja praktek ini adalah agar mahasiswa Teknik Mesin Universitas

Negeri Singaperbangsa Karawang pada khususnya dapat belajar mengaplikasikan ilmu

yang telah diperolehnya di bangku kuliah. Serta untuk menyiapkan mahasiswa –

mahasiswa yang berkualitas serta profesional sesuai dengan disiplin ilmu yang didapat

dengan adanya kerja praktek ini diharapkan terciptanya mahasiswa yang dapat dan mampu

memanfaatkan sarana dan prasarana yang efektif & efisien guna memperoleh hasil yang

maksimal. Dari kerja praktek ini mahasiswa Teknik Mesin diharapkan memperoleh

pengalaman dan pengetahuan dalam menerapkan teori serta praktek yang sebenarnya

dilapangan.

Tujuan kerja praktek ini adalah :

1. Mengetahui hasil Deformasi dan Defleksi dari masing – masing balok WF 300 X 150

X 6.5 X 9 X 956 LG dan WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 2615 LG

2. Mengetahui ultimate strees dari baut yang menumpu beban dari batang 1 yaitu WF

300 X 150 X 6.5 X 9 X 956 LG

Manfaat kerja praktek ini adalah :

1. Dapat menjalin hubungan yang baik antar pihak Fakultas Teknik dengan dunia

Industri

2. Menambah experience mahasiswa terhadap kontruksi poly silo yang berada di PT

APF. TBK

4

1.6 Metodologi Penelitian

Dalam menyajikan gambaran yang jelas, dalam penyusunan laporan Kerja Praktek

ini penulis mengumpulkan data sebanyak – banyaknya sesuai yang dibutuhkan. Laporan

Kerja Praktek ini pada hakekatnya melaporkan hasil pengamatan atau peninjauan selama

pelaksanaan Kerja Praktek. Adapun metode-metode .yang penulis gunakan adalah sebagai

berikut :

1. Mengacu pada pedoman Kerja Praktek yang diberikan oleh koordinator Kerja Praktek

2. Mengikuti arahan yang diberikan oleh pembimbing baik pembimbing lapangan

maupun pembimbing dari Jurusan Teknik Mesin

3. Melaksanakan tugas-tugas yang diberikan oleh pembimbing lapangan seperti

mendesain perancangan permodelan proses modifikasi poly silo

4. Mencari data dan informasi yang dibutuhkan dengan cara studi pustaka, wawancara

dengan pihak – pihak yang terlibat langsung dilapangan, maupun memanfaatkan

literatur bahan kuliah yang telah didapatkan.

1.7 Sistematika Pembahasan

Sistematika pembahasan laporan Kerja Praktek disajikan dalam 5 Bab. Untuk lebih

jelasnya adalah sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Membahas tentang latar belakang Kerja prkatek , Perumusan Masalah, Batasan

Masalah, Waktu dan Lokasi Penelitian, Tujuan dan Manfaat Penelitian, Metedologi

Penelitian, dan Sistematika Pembahasan.

BAB II PROFIL PERUSAHAAN

Membahas tentang Profil Perusahaan , Visi dan Misi, Struktur Organisasi, Ruang

Lingkup Usaha dan Kebijakan Perusahaan tentang sefty dan Lingkungan.

BAB III TEORI DASAR

Membahas tentang Propil Baja WF, Macam – Macam Sambungan, Macam – Macam

Sambungan Baud, Deformasi, Simulasi Statis Autodesk Inventor Propesioanl 2014

dan simulasi dengan Ansys 14.0.

BAB IV PEMBAHASAN DATA

Membahas dari hasil penelitian yaitu konsep perancangan ,Perhitungan secara

manual dan Simulasikan oleh Sofwer Autodesk Inventor Propesional 2014.

5

BAB V KESIMPULAN & SARAN

Sebagai akhir dari Laporan Kerja Praktek penulis membahas tentang kesimpulan

secara meyeluruh dari hasil analisa dan pengamatan yang dilakukan selama kerja

praktek dan saran kepada mahasiswa Teknik Mesin yang akan melakukan kerja

praktek setelah ini.

6

BAB II

DATA UMUM PERUSAHAAN

2.1. Profil Perusahaan

Gambar.2.1 Logo PT. APF. TBK

PT. ASIA FACIFIC FIBER Tbk adalah perusahaan yang bergerak pada bidang

industri petrokimia yang merupakan satu – satunya penghasil polyester terkemuka di

Indonesia. PT. ASIA FACIFIC FIBER. Tbk yang terintegritas dalam menjalankan

rangkaian proses produksi polyster mulai dari bahan baku sampai dengan barang jadi

dengan mengutamakan mutu dan konsistensi.

Nama Perusahaan : PT. ASIA FACIFIC FIBER. TBK

Alamat Perusahaan : Desa Kiara Payung

Kecamatan Klari. Kabupaten Karawang

Telepon : (0267) 431 971 / 431 974

Fax : (0267) 431970

E-mail : [email protected], [email protected]

2.2. Sejarah Umum PT. ASIA PACIFIC FIBERS TBK

PT. Asia Pacific Fibers, Tbk mulai berdiri pada tahun 1994 yang pada saat itu

bernama PT. Polysindo Eka Perkasa II, Tbk. Perusahaan yang bergerak dibidang industri

petrokimia ini diresmikan pada tanggal 25 April 1997 oleh mantan Presiden Republik

Indonesia, Bapak Soeharto. PT. Polysindo Eka Perkasa Tbk telah berkomitmen untuk

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

7

berdiri sendiri ( terlepas dari Texmaco Group ) dan memutuskan untuk berganti nama

menjadi PT. Asia Pacific Fibers, Tbk efektif sejak November 2009. nama Perubahan ini

sesuai dengan persetujuan dari BKPM dan Menteri Hukum dan HAM - RI dengan tujuan

untuk mencerminkan posisi Perusahaan pada pasar global.

Produk yang dihasilkan PT. Asia Pacific Fibers, Tbk saat ini meliputi Purified

Terephthalic Acid (PTA), polyester chips, staple fiber, filament yarn dan performance

fabrics. Hasil produksi PT. Asia Pacific Fibers, Tbk dipasarkan baik di dalam negeri

maupun di luar negeri. PT. Asia Pacific Fibers, Tbk terletak di Karawang dan Semarang

dengan konsentrasi pembuatan produk yang berbeda.

PT Asia Pacific Fibers, Tbk merupakan satu-satunya produsen polyester yang

terintegrasi di Indonesia, dengan fasilitas pabrik PTA (Purified Terephthalic Acid),

Polymer dan Fiber yang terletak di Karawang, Jawa Barat. PT Asia Pacific Fibers, Tbk

merupakan anak perusahaan PT. Texmaco Jaya, Tbk yang bergerak dalam bidang

pertenunan dan penyempurnaan tekstil yang berada di Karawang Jawa Barat dan Pemalang

Jawa Tengah. Perseroan menjalankan rangkaian proses produksi polyesternya mulai dari

bahan baku sampai dengan barang jadi dengan mengutamakan mutu dan konsistensi.

Sebagai pelopor industri di Indonesia.

PT Asia Pasific Fibers, Tbk dalam menjalankan industrinya mempunyai PKB

(Perjanjian Kerja Bersama) yang dibuat berlandaskan Undang-undang ketenagakerjaan dan

peraturan perundangan yang terkait dengan tujuan dengan terciptanya hubungan kerja yang

kooperatif dan harmonis antara pengusaha dan pekerja. PKB dijadikan sebagai tolak ukur

untuk mengatur hak dan kewajiban antara pekerja dan pihak perusahaan, penyelesaian

masalah, serta perbedaan pendapat. Rangkuman dari isi PKB menyangkut:

1. Ketentuan umum

2. Hak dan kewajiban masing-masing pihak

3. Hubungan kerja dengan syarat kerja

4. Tata tertib kerja, pelanggaran dan sanksi

5. Pengupahan dan cuti

6. Jaminan sosial dan kesejahteraan pekerja

7. Keselamatan dan kesehatan kerja

8. Pakaian kerja dan alat kerja

9. Pengembangan organisasi, sumber daya manusia, dan hubungan industrial

10. Berakhirnya hubungan kerja

8

2.3. Visi dan Misi

Visi PT. ASIA PACIFIC FIBERS. TBK adalah salah satu perusahaan kelas

dunia dengan penciptaan produksi terbaik secara konsisten untuk menyediakan produk-

produk yang senatiasa memuaskan pelanggan

Misi PT. ASIA PACIFIC FIBERS. TBK adalah menciptakan keunggulan

bersaing berupa penciptaan produk yang berkualitas prima dengan biaya yang kompetitif

dan upaya pengiriman tepat waktu serta inovasi produk yang berkesinambungan dan juga

melakukan pengembangan sumber daya manusia serta alih teknologi secara profesional ,

merupakan kunci untuk memenangkan persaingan dengan bisnis yang sejenis.

Misi yang di emban perusahaan telah dilaksanakan dengan sebaik-baiknya,

terbukti dengan didapatnya sertifikat ISO 9001:2008 tentang “Kebijakan Mutu” atau

company policy yang didapat oleh perusahaan. Sasaran utama dari perusahaan adalah

mempertahankan dan meningkatkan posisi dalam hal mutu dan biaya. Berkembangnya

perubahan struktur teknologi yang cepat yang terjadi di industri polyester, maka PT Asia

Pasific Fibers, Tbk menerapkan metode berorientasi pada pasar dan moderenisasi peralatan

serta teknik untuk meningkatkan daya saing mutu biaya produk.

2.4. Lokasi Pabrik

Gambar 2.2 Lokasi PT. ASIA FACIFIC FIBER. TBK

PT. Asia Pacific Fibers, Tbk terdapat di dua daerah, yaitu Karawang dan Semarang.

Perusahaan yang ditinjau saat ini, yaitu perusahaan yang terletak di kawasan Industri

Karawang. Perusahaan ini didirikan di atas lahan seluas 50 hektar yang berlokasi di Jalan

Raya Klari Desa Kiara Payung Kecamatan Klari Karawang Timur Jawa Barat

41371.Sementara itu, kantor pusat dari PT. Asia Pacific Fibers, Tbk berlokasi di The East

35 ST Floor – Unit 5 – 7 Jalan Lingkar Kuningan Blok E3 Kav.1 Jakarta 12950

9

Penentuan lokasi perusahaan merupakan hal yang sangat penting dilihat dari segi

pembangunan, pemasaran hasil produksi dan operasi pabrik. Penelitian dan studi mengenai

pembangunan proyek ini semula dilakukan oleh perusahaan konsultan Eastman, Fleissner,

John Brown dan Zimmer. Selanjutnya dilakukan bersama dengan PT. Texmaco Group yang

sebelumnya telah berdiri terlebih dahulu, yaitu PT. Texmaco Perkasa Engineering dan PT.

Texmaco Jaya.Perusahaan ini mencapai Hak Guna Bangunan (HGB) dengan luas area

keseluruhan mencapai 50 hektar. Pemilihan lokasi PT. Asia Pacific Fibers, Tbk didasarkan

atas pertimbangan sebagai berikut :

1. Letaknya strategis dan mudah dijangkau oleh tranportasi

2. Dekat dengan pusat kota, khususnya Jakarta dan Bandung karena terletak di

perbatasan keduanya.

3. Tersedianya cukup tenaga kerja dari masyarakat sekitar.

4. Adanya fasilitas dan lingkungan yang mendukung proses produksi.

Gambar 2.3 Tata Letak PT. ASIA FACIFIC FIBERS. Tbk

Keterangan :

A : Main Office

B : Security

C : EG Storage Tank

D : Penyimpanan PTA (PTA warehouse)

E : PTA Plant

F : Water Treatment

G : Polimer Plant

H : Chemical Laboratory

I : Spinning Plant

10

J : Fiber Plant

K : Gedung Begging Chips

L : Gudang Fiber / Spinning

M : HTM are

N : Utility Plant

O : Cooling Tower

P : Fire Station

Q : Tempat Parkir

2.5. Struktur Organisasi Perusahaan

Didalam suatu perusahaan, agar setiap kegiatan yang dilaksanakan hasilnya selalu

baik maka dibutuhkan kerjasama antar individu. Untuk pencapaian tujuan perusahaan maka

dalam setiap perusahaan harus memiliki struktur organisasi yang jelas dan sistematis.

Selain itu juga berguna untuk meningkatkan efisiensi kerja dan produktivitas kerja sejalan

dengan perkembangan aktivitas usaha.

Dalam hal ini hanya menerangkan struktur organisasi di area PED (Project

Engineering Departement). Berikut ini struktur organisasi di PED:

12

2.6. Distribusi & Pemasaran

Kapasitas produksi PT. Asia Pasific Fibers Tbk, antara lain :

a. PTA Plant mempunyai kapasitas untuk menghasilkan PTA 340.000 ton per tahun

b. Polymer dan FiberPlant mempunyai kapasitas untuk menghasilkan polyester chips dan

fiber 280.000 ton per tahun

Berikut ini adalah kapasitas produksi dari PT. Asia Pasifik Fiber per 31 Desember 2013 :

1. Purified Terephthalic Acid (PTA) : 532.000 ton/tahun

2. Polyester Chips : 283.200 ton/tahun

3. Polyester Staple Fiber (PSF) : 158.100 ton/tahun

4. Polyester Filament Yarn (PFY) : 140.000 ton/tahun

Sumber utama bahan baku adalah dari pemasok-pemasok internasional yang

bereputasi seperti : SABIC, EXXON MOBIL, LG, CALTEX, SHELL dan lain-lain. Selain

itu bahan baku juga dapat diperoleh dari dalam negeri, yaitu dari Cilegon yang dikirim

melalui Pelabuhan Tanjung Priuk.

PT. Asia Pacific Fibers, Tbk menjual produk utamanya ke pasar domestik, sekitar

70 persen. Sisanya, sekitar 30 persen, untuk diekspor. PT. Asia Pacific Fibers, Tbk,

merupakan perusahaan yang pertama membawa polyester dari Indonesia ke seluruh dunia.

Sehingga pasar ekspor PT. Asia Pacific Fibers, Tbk cukup luas, sampai ke Amerika

Selatan, Eropa, dan negara lainnya.

Pelanggan utama PT. Asia Pacific Fibers, Tbk adalah penghasil serat dan benang

di USA, Eropa, Asia dan pasar domestik. PT. Asia Pacific Fibers, Tbk masih terus berupaya

untuk tetap memelihara dan meningkatkan pangsa pasar dalam negeri untuk produk benang

polyester dan serat polyester. Walaupun penekanan diberikan pada perluasan pasar

domestik. PT. Asia Pacific Fibers, Tbk terus mengembangkan pasar ekspor untuk

meningkatkan mutu produk dan penjualan dengan penekanan pada pengembangan produk

khusus ke pasar yang terus berkembang. Spesialisasi produk membutuhkan peningkatan

yang signifikan dalam upaya mempertahankan kredibilitas sebagai perusahaan pengekspor

khususnya ke kawasan Eropa dan Amerika Utara.

PT. Asia Pacific Fibers, Tbk Karawang memberikan produk – produk yang

memuaskan sesuai dengan kebutuhan pelanggan dalam hal kuantitas, pengiriman dan harga

serta memberikan prioritas untuk kesehatan dan keselamatan kerja karyawan dan menjaga

lingkungan yang bersih. Semua pekerjaan dijalankan dengan memberikan kepuasan kepada

pelanggan, dimana perusahaan telah menetapkan dan akan mempertahankan penerapan

13

yang efektif, termasuk peningkatan yang berkelanjutan dari sistem manajemen mutu sesuai

dengan persyaratan ISO 9001. ISO adalah lembaga standarisasi mutu internasional yang

bermarkas di Swiss. Lembaga yang berkedudukan di Swiss tersebut melakukan audit atau

peninjauan setiap 6 bulan sekali dengan daftar prosedur pengoperasian sebagai berikut :

1. SAP (Standard Administration Procedure)

2. SOP (Standard Operation Procedure)

3. Quality Manual

4. Quality Plant

Audit tidak hanya dilakukan oleh ISO saja, tetapi juga dilakukan oleh pihak PT.

Asia Pacific Fibers, Tbk sendiri dan disebut sebagai internal audit yang dilaksanakan setiap

1 bulan sekali. Dengan sertifikasi dari ISO ini dapat dinilai bahwa baik mutu dari produk

maupun distribusi dan pemasaran produk sudah berjalan dengan baik

Industri Polyester mencerminkan siklus penurunan ekonomi global pada tahun

2013 yang dipicu oleh kelebihan kapasitas PTA di Asia, terutama besarnya kapasitas yang

dimiliki oleh China. Marjin siklus polyester terus mengalami tekanan sepanjang tahun,

yang didorong jatuhnya marjin produk PTA. Penambahan kapasitas yang besar pada

produk PTA dan polyester menyebabkan rendahnya tingkat operasional di seluruh dunia.

Faktor-faktor tersebut disertai pula dengan melambatnya tingkat konsumsi yang pada

akhirnya menyebabkan ketatnya persaingan harga serta penurunan yang tajam dalam

pertumbuhan marjin. Secara keseluruhan, produk polyester telah berada pada fase yang

lebih lambat pada kisaran 4,6% tahun 2012 dan 5,5% pada tahun 2013.

Tahun 2014 akan menjadi tahun perubahan yang penting dalam pertumbuhan

produk polyester untuk serat, PET dan film. Kinerja PT. Asia Pacific Fibers Tbk

(Perseroan) sepanjang tahun 2013 sangat terpengaruh oleh faktor-faktor tersebut yang

menyebabkan penurunan keuntungan yang signifikan. EBITDA tahun ini menurun menjadi

US$9.57 juta dari total penjualan US$565 juta. Namun demikian, Perseroan mampu untuk

mengoperasikan pabriknya baik yang di Karawang maupun di Kendal pada kapasitas

optimal sepanjang tahun terutama didukung oleh permintaan pasar domestik yang

berkesinambungan dengan basis pelanggannya yang kuat. Perseroan meningkatkan

pasokannya atas produk-produk PSF dan PFY miliknya ke pasar domestik yang melayani

lebih dari 200 perusahaan industri hilir dan terus menyediakan bahan baku utama bagi

sektor Tekstil dan Pakaian Jadi di Indonesia.

14

2.7. Jam Kerja

Adapun jam kerja yang diterapkan di PT. ASIA PACIFIC FIBERS. TBK dalam

setiap minggunya adalah lima hari kerja dari Senin – Jum‘at yang dibagi menjadi 3 shift,

yaitu :

Tabel 2.1 Jam Kerja PT. APF. Tbk

No

JAM KERJA PT. ASIA PACIFIC FIBERS. TBK

SHIFT

Ket 1 2 3

1 Masuk 08.00 - 17.00 WIB 17.00 - 01.00 WIB 01.00 - 08.00 WIB

2 Istirahat 12.00 - 13.00 WIB 06.00 - 07.00 WIB 04.00 - 05.00 WIB

3 Keluar 17. 00 WIB 01.00 WIB 08. 00 WIB

15

BAB III

TEORI DASAR

3.1. Tabung

Tabung adalah bangunan ruang yang diatasi oleh dua sisi yang konguruen dan

sejajar membentuk lingkaran serta sebuh sisi lengkung.

Ciri – ciri tabung adalah sebagai berikut :

Mempunyai 2 rusuk

Alas dan tutusnya berupa lingkaran

Mempunyai 3 bidang sisi ( bidang alas, bidang selimut dan bidang tertutup )

Gambar 3.1 Tabung

Rumus mencari Luas alas tabung adalah

L = π . r ² ............................................................................ (3.1)

Dimana :

L = Luas alas tabung , mm²

π = 3,14

r = Jari – jari tabung, mm

Rumus Volume Tabung adalah

V = π . r ² . t ........................................................................... (3.2)

Dimana :

V = Volume tabung, mm³

π = 3,14

r = Jari – jari tabung, mm

t = Tinggi tabung, mm

16

3.2. Pelat

Gambar 3.2 Pelat persegi panjang

Pelat adalah suatu benda yang menyerupai balok yang mempunyai panjang, lebar

dan tinggi , untuk mencari luas alas dan volume pelat menggunakan rumus berikut ini :

Luas alas = P . L .............................................................................. (3.3)

Dimana :

P = Panjang, mm

L = Lebar, mm

Dan untuk mencari volume adalah :

Volume = P . L . T ......................................................................... (3.4)

Dimana :

T = Tinggi, mm

Jika untuk mencari berat plat menggunakan rumus berikut ini :

W = V . m ....................................................................... (3.5)

Dimana :

W = Berat, Kg

V = Volume benda, mm³

m = Massa jenis benda, g/cm³

17

3.3. Berat

Berat adalah besarnya gaya tarik gravitasi bumi yang bekerja pada suatu benda,

untuk mencari berat sebuah benda menggunakan rumus berikut ini.

W = m . g ............................................................................................ (3.6)

Dimana :

W = Berat, N

m = Massa jenis benda, kg

g = Gaya gravitasi bumi, m/s²

3.4. Balok

3.4.1. Pengertian balok

Balok adalah komponen struktur yang mendukung beban transversal, beban

lentur atau momen. Balok disebut balok kolom jika terdapat beban aksila. Pada

kondisi tertentu beban aksial ada yang diabaikan sehingga tetap sebagai balok.

Gambar 3.3. Profil Baja Wide Flange Shapes

3.4.2. Jenis dan tumpuan balok

Balok (beams) sejauh ini merupakan bahan struktur yang sangat luas penerapannya

dibidang keteknikan . Balok merupakan elemen struktur yang panjang dan ramping

(slender), antara lain digunakan untuk elemen struktur (truss), frame pendukung body

pesawat terbang, mobil, bangunan dan lain – lain Gambar 3.2 menunjukan persamaan dari

contoh sebuah balok , yaitu L adalah panjang, b adalah lebar, dan h adalah tinggi.

18

Gambar 3.4 Balok : Wide Flange

Balok umumnya berorientasi mendatar atau hampir pada posisi mendatar ,

meskipun ada yang vertikal atau miring. Balok lurus yang dikenai beban yang

dapat mengakibatkan lentur (bending).

3.4.3. Gaya geser dan momen bending

Jika sebuah balok dikenai beban luar dan mengakibatkan reaksi maka akan

terjadi bending dan tegangan dalam . Tegangan ini disebut tegangan geser dan

tegangan bending.

Metode yang digunakan untuk menentukan gaya geser dan momen bending

dengan memperhatikan kondisi kesetimbangan . Reaksi yang timbul akibat gaya

eksternal pertama harus dihitung . Kita ingat jika sebuah balok dalam

kestimbangan , setiap bagian (segmen) balok haruslah dalam kesetimbangan juga.

Tegangan yang terjadi pada balok bervariasi sepanjang balok. Langkah awal dalam

menghitung tegangan yang terjadi adalah membuat diagram gaya geser dan momen

bending, v(x) and M(x), dan menggambarnya (plot) sepanjang L (m) balok.

Gaya geser merupakan jumlah dari komponen tegak dari beban luar yang bekerja

pada penampang sebuah benda. Definisi gaya geser ini bisa dinyatakan secara

matematis yaitu :

V(x) = ( ∑ 𝑌 ) ............................................................. (3.3)

Tahanan geser Vr yang ditimbulakn oleh segmen balok selalu sama tetapi arahnya

berlawanan dengan gaya geser V. Ketika menghitung V, gaya atau beban yang

19

bekerja keatas dianggap positif Hukum tanda ini menghasilkan pengaruh seperti

terlihat pada Gambar 3.5

Gambar 3.5 Gaya geser

Untuk kesetimbangan diagram benda bebas, jumlah momen juga harus

setimbang, karena R1 dan Vr sama, menghasilkan kopel M yang sama dengan R1

(x) dan disebut momen bending dan segmen penampang menimbulkan penampang

momen tahanan M (Lihat gambar 3.6)

Gambar 3.6 Definisi Momen Bending

Momen bending didefinisikan sebagai jumlah momen semua gaya yang bekerja

terhadap penampang balok dan dinyatakan secara matematis sebagai :

M(x) = ( ∑ 𝑌 ) ............................................................... (3.4)

Dengan mengacu Gambar 3.3, konvensi tanda momen bending adalah momen

bending posotif apabila momen menghasilkan lenturan balok sekung keatas .

Begitu pula sebalikna ,seperti gambar 3.4 . Kita memilih pemakaian konvensi

ekuivalen yang menyatakan bahwa gaya luar yang bekerja diatas menghasilkan

momen bending positif terhadap setiap segmen, sementara gaya kebawah

menghasilkan momen bending negatif

20

Gambar 3.7 Tanda momen bending

3.4.4. Momen inersia

Momen inersia tergantung pada bentuk benda , artinya pada ukuran – ukurannya,

dan juga massanya, berikut ini momen inersia untuk wide flange:

Gambar 3.8 Profil wide flange

I = 𝑏 . 𝑑3− ℎ3 ( 𝑏−𝑡 )

12 .............................................. (3.5)

Dimana :

b = Lebar profil, mm

d = Tinggi maksium profil, mm

h = Tinggi minimum profil, mm

t = Tebal profil, mm

I = Momen Inersia, 𝑚4

3.4.5. Diagram benda bebas dan persamaan kesetimbangan

Untuk mendapatkan identifikasi semua gaya dan momen pada suatu

sistem/peralatan, maka kita perlu menggambar diagram benda beban (DBB) setiap

21

elemen dari sistem tersebut. DBB haruslah menunjukkan bentuk umum komponen

serta semua gaya dan momen yang bekerja pada elemen tersebut. Perlu diingat juga

bahwa akan ada gaya dan momen luar yang bekerja, dan juga gaya atau momen

yang timbul pada sambungan satu elemen dengan yang lain Sebagai tambahan,

gaya-gaya dan momen pada DBB, baik yang diketahui maupun yang tidak

diketahui nilainya, dimensi dan sudut setiap element harus didefinisikan dalam

koordinat lokal. Sistem koordinat diletakkan pada pusat gravitasi elemen (CG).

Untuk beban dinamik, percepatan kinematik baik linear maupun angular pada CG,

perlu diketahui atau dihitung sebelum melakukan analisis beban Hukum Newton

dan persamaan Euler adalah dasar yang dapat digunakan untuk melakukan analisis

beban, baik untuk 3 dimensi maupun 2 dimensi

Hukum Newton I : a body at rest tends to remain at rest and abody in motion at

constant velocity will tend to maintain that velocity unless acted upon by an

external force”.

Hukum Newton II : “The time rate of change of momentum of a body is equal to

the magnitude of the applied force and acts in the direction of the force”

Untuk sebuah benda kaku yang tidak mengalami percepatan (statik), hukum

Newton I & II dapat dinyatakan dalam persamaan :

ΣF = 0 ΣM = 0 ................................................... (3.6)

Persamaan diatas dikenal sebagai persamaan kesetimbangan statik (3.6).

o Analisa Beban 3 dimensi

Untuk sistem tiga dimensi dari beberapa benda yang saling berhubungan,

persamaan vektor diatas dapat ditulis dalam tiga persamaan skalar sesuai

dengan komponen orthogonal koordinat lokal x, y, dan z. titik awal sistem

koordinat lokal sebaiknya pada pusat gravitasi. Persamaan tersebut untuk

kondisi statik adalah

ΣFx = 0 ΣFy = 0 ΣFz = 0 .......................... (3.7)

o Analisa beban 2 dimensi

Pada kenyataannya semua mesin berada dalam 3 dimensi. Akan tetapi untuk

beberapa kondisi khusus, kondisi 3 dimensi ini dapat diidealkan menjadi 2

dimensi gerakan dan gaya/momen yang terjadi hanya pada satu bidang atau

22

bidang-bidang yang paralel. Sebagai contoh, jika semua gerakan dan gaya-

gaya dan moment yang bekerja hanya terjadi pada bidang x-y maka persamaan

dari hukum Newton dan persamaan Euler dapat direduksi menjadi :

ΣFx = max ΣFy = may ........................... (3.8)

3.4.6. Metode - metode perhitungan lendutan (Defleksi)

Ada beberapa metode yang dapat dipergunakan untuk menyelesaikan persoalan-

persoalan defleksi pada balok.terdiri dari:

1. metode integrasi ganda (”doubel integrations”)

2. metode luas bidang momen (”Momen Area Method”)

3. metode energy

4. serta metode super posisi.

Metode integrasi ganda sangat cocok dipergunakan untuk mengetahui defleksi

sepanjang bentang sekaligus. Sedangkan metode luas bidang momen sangat cocok

dipergunakan untuk mengetahui lendutan dalam satu tempat saja. Asumsi yang

dipergunakan untuk menyelesaiakan persoalan tersebut adalah hanyalah defleksi

yang diakibatkan oleh gaya-gaya yang bekerja tegak lurus terhadap sumbu

balok,defleksi yang terjadi relative kecil dibandingkandengan panjang baloknya,

dan irisan yang berbentuk bidang datar akan tetap berupa bidang datar walaupun

berdeformasi Suatu struktur sedehana yang mengalami lentur dapat digambarkan

sebagaimana gambar 3.9 , dimana y adalah defleksi pada jarak x, dengan x adalah

jarak lendutan yang ditinjau, dx adalah jarak mn, dθ sudut mon, dan r adalah jari -

jari lengkung.

Gambar 3.9 Metode integrasi ganda

Sumber : http://ebookgratisan.net/bab-vi-defleksi-balok

http://ebookgratisan.net/bab-vi-defleksi-balok

23

Gambar diatas dapat disesuaikan dengan gambar dibawah ini dalam mencari

defleksi pada balok sesuai dengan kerja praktek yang berada dilapangan :

Gambar 3.10 balok menerima beban

Sumber : http://ebookgratisan.net/bab-vi-defleksi-balok

Dari gambar 3.10 diatas maka dapat ditentukan besarnya momen dan reaksi tiap

tumpuan :

Σ Fx = 0

Σ Fy = 0

RAY + RBY – W = 0

RAY + RBY = W

Σ MO = 0

-W ( r ) + RBY ( r) = 0

RBY = W ( r )

𝑙

RBY = .............. (3.9)

RAY + RBY = W

RAY = W – RBY

RAY = ............... (3.10)

Besar defleksi pada sebuah balok menggunakan rumus :

𝛥𝑚𝑎𝑥 = 𝑊 . 𝐿3

48 𝐸 𝐼 ....................................................................... (3.11)

Dimana :

𝛥𝑚𝑎𝑥 = Defleksi total, mm

𝑊 = Gaya total, N

L = Panjang balok, m

http://ebookgratisan.net/bab-vi-defleksi-balok

24

E = Modulus Elastisitas, Pa ( Di dapat dari Tabel 4.3 )

I = Momen Inersia, 𝑚4

3.4.7. Tegangan normal pada balok

Suatu tegangan 𝜎𝑥 bekerja dalam arah normal terhadap penampang sebuah

balok dari regangan normal 휀𝑥 . Tiap serat longitudinal dari sebuah balok hanya

dikenakan beban tarik dan tekan (yaitu, serat-serat dalam tegangan uniaksial).

Sehingga diagram tegangan-regangan bahan akan memberikan hubungan

sebanding antara (𝜎𝑥) dan (휀𝑥). Jika bahannya elastis dengan suatu diagram

tegangan-regangan linier, maka dapat digunakan Hukum Hooke untuk tegangan

uniaksial (σ = 𝐸𝑒). Dan diperoleh :

Jadi, tegangan normal yang bekerja pada penampang berubah secara linier

terhadap jarak y dari permukaan netral. Jenis distribusi tegangan ini digambarkan

pada gambar 3.11, yaitu tegangan relatif (tekan) di bawah permukaan netral apabila

kopel Mo bekerja dalam arah yang ditunjukkan. Kopel ini menghasilkan suatu

kelengkungan positif K dalam balok, meskipun menyatakan suatu momen lentur

negatif M.

Gambar 3.11 Penyebaran tegangan normal pada

Sebuah balok dari bahan elastis

Tegangan normal pada suatu balok digambarkan oleh persamaan berikut:

σ = 𝑀 . 𝑦

𝐼 .................................................................... (3.12)

Dimana :

25

σ = Tegangan normal, Pa

M = Momen lentur pada penampang, Nm

y = Jarak dari sumbu netral ke tegangan normal, mm

I = Momen inersi , 𝑚4

3.4.8. Tegangan geser

Apabila sebuah balok dikenakan pelenturan tak merata, maka momen lentur

M dan gaya lintang V kedua-duanya bekerja pada penampang. Tegangan normal

(σx ) yang berhubungan dengan momen-momen lentur diperoleh dari rumus lentur.

Kasus sederhana dari sebuah balok berpenampang empat persegi panjang yang

lebarnya b dan tingginya h (Gambar 2), dapat dimisalkan bahwa tegangan geser τ

bekerja sejajar dengan gaya lintang V (yaitu, sejajar dengan bidang-bidang vertikal

penampang). Dimisalkan juga bahwa distribusi tegangan geser sama rata sepanjang

arah lebar balok. Kedua penjelasan ini akan memungkinkan untuk menentukan

secara lengkap distribusi tegangan geser yang bekerja pada penampang.

3𝑉

2 𝑏.ℎ ................................................................. (3.13)

Dimana :

= Tegangan geser , Pa

𝑉 = Gaya geser , N

b = Tinggi balok, mm

h

3.5. Sifat Bahan Baja

Sifat bahan baja yang terpenting dalam penggunaanya sebagai bahan kontruksi

adalah kekuatannya yang tinggi, dibandingkan dengan bahan lain seperti kayu, dan sifat

keliatannya, yitu kemampuan untuk berdeformasi secara nyata baik dalam tegangan baik

dalam regangan maupun dalam komperesi debelum kegagalan , serta sifat homogenitas

yaitu sifat keseragaman yang tinggi.

Baja merupakan bahan campuran besi (Fe), 1,7 % zat arah atau karbon (c), 1,65 %

mangan (Mn) 0,6 % silikon (Si), dan 0,6 % tembaga (Cu). Baja dihasilkan dengan

menghaluskan bijih besi dan logam besi tua bersama-sama dengan bahan tambahan

pencampur yang sesuai, dalam tungku tempratur tinggi untuk menghasilkan massa-massa

26

besi yang besar, selanjutnya dibersihkan untuk menghilangkan kelebihan zat arang

dan kotoran-kotoran lain.

Berdasarkan persentase zat arang yang dikandung, baja dapat dikategorikan

sebagai berikut:

1. Baja dengan persentase zat arang rendah (low carbon steel) yakni lebih kecil dari

0.15%

2. Baja dengan persentase zat arang ringan (mild carbon steel) yakni 0.15% - 0.29%

3. Baja dengan persentase zat arang sedang (medium carbon steel) yakni 0.30% - 0.59%

4. Baja dengan persentase zat arang tinggi (high carbon steel) yakni 0.60% - 1.7%

Baja untuk bahan struktur termasuk ke dalam baja yang persentase zat arang yang

ringan (mild carbon steel), semakin tinggi kadar zat arang yang terkandung di dalamnya,

maka semakin tinggi nilai tegangan lelehnya. Sifat-sifat bahan struktur yang paling penting

dari baja adalah sebagai berikut:

1. Modulus elastisitas (E) berkisaran antara 193000 Mpa sampai 207000 Mpa. Nilai untuk

design lazimnya diambil 210000 Mpa .

2. Modulus geser (G) dihitung berdasarkan persamaan:

G = E / 2(1+μ)

Dimana: μ = angka perbandingan poisson

Dengan mengambil μ = 0.30 dan E = 210000 Mpa, akan memberikan G = 810000 Mpa.

3. Koefisien ekspansi (α), diperhitungkan sebesar :

α = 11.25 x 10-6 per º C

4. Berat jenis baja (γ), berat jenis baja diambil 7.85 t/m³

Bila beban yang bekerja bertambah, maka akan terjadi pertambahan regangan

tanpa adanya pertambahan tegangan. Sifat pada daerah AB inilah yang disebut sebagai

keadaan plastis. Lokasi titik B, yaitu titik batas plastis tidaklah pasti tetapi sebagai

perkiraan dapat ditentukan yakni terletak pada regangan 0.014. Daerah BC merupakan

daerah strain hardening, dimana pertambahan regangan akan diikuti dengan sedikit

pertambahan tegangan. Disamping itu, hubungan tegangan dengan regangannya tidak lagi

bersifat linier. Kemiringan garis setelah titik B ini didefinisikan sebagai Ez. Di titik M,

yaitu regangan berkisar antara 20% dari panjang batang, tegangannya mencapai nilai

maksimum yang disebut sebagai tegangan tarik batas (ultimate tensile strength). Akhirnya

bila beban semakin bertambah besar lagi maka titik C batang akan putus.

Tegangan leleh adalah tegangan yang terjadi pada saat baja mulai meleleh Dalam

kenyataannya, sulit untuk menentukan besarnya tegangan leleh, sebab perubahan dari

27

elastisitas menjadi plastis seringkali besarnya tidak tetap. Sebagai standar menentukan

besarnya tegangan leleh dihitung dengan menarik garis sejajar dengan sudut kemiringan

modulus elastisitasnya, dari regangan sebesar 0.2%

Gambar 3.12 Penentuan tegangan leleh

Dari titik regangannya 0.2% ditarik garis sejajar dengan garis OB sehingga

memotong grafik tegangan regangan sehingga memotong sumbu tegangan. Tegangan yang

diperoleh ini disebut tegangan leleh. Tegangan-tegangan leleh dari bermacam – macam

baja bangunan yang diperlihatkan pada Tabel 3.1

Tabel 3.1 Harga tegangan lelah

Baja memiliki beberapa kelebihan sebagai bahan konstruksi, diantaranya:

1. Nilai kesatuan yang tinggi per satuan berat

2. Keseragaman bahan dan komposit bahan yang tidak berubah terhadap waktu

3. Dengan sedikit perawatan akan didapat masa pakai yang tidak terbatas

4. Daktilitas yang tinggi

5. Mudah untuk diadakan pengembangan struktur

28

Disamping itujuga mempunyai kekurangan dalam hal :

1. Biaya perawatan yang besar

2. Biaya pengadaan anti api yang besar (fire proofing costs)

3. Dibandingkan dengan kekuatannya kemampuan baja melawan tekuk kecil

4. Nilai kekuatannya akan berkurang, jika dibebani secara berulang/periodik, hal

Ini biasa disebut dengan leleh atau fatique

3.6. Sambungan

Bahan baja sebagai bahan bangunan, diproduksi dipabrik-pabrik peleburan dalam

bentuk, ukuran dan panjang tertentu sesuai dengan standard yang ditentukan. Oleh karena

itu tidaklah mungkin membangun suatu konstruksi secara monolit (dipabrikasi dicetak),

akan tetapi terpaksa dibangun dari elemen-elemen yang disambung satu persatu

dilapangan. Sifat dari sambungan ini sangat tergantung pada jenis dan konstruksi

sambungan, bervariasi mulai dari yang berkelakuan sebagai sendi sampai dengan kaku

sempurna. Pada struktur batang istilah kekakuan digunakan untuk faktor EI dari batang

atau dalam bahasa inggris disebut stiffnes. Suatu struktur sambungan dapat bersifat sendi,

kaku (rigid), semi kaku (semi rigid). Tidak ada ukuran yang pasti dipakai untuk

menentukan tingkat dari sambungan yang dimaksud.

3.6.1. Permodelan Sambungan

Suatu sambungan merupakan sarana dimana beban-beban yang bekerja disalurkan.

Untuk sambungan balok ke kolom, beban-beban yang bekerja disalurkan. Untuk

sambungan balok ke kolom, beban-beban yang disalurkan meliputi gaya normal N, gaya

lintang D dan Momen M saja.

Selanjutnya dalam laporan Kerja Praktek ini deformasi sambungan akibat momen lentur M

saja yang diperhitungkan, yaitu deformasi θr, biasanya rotasi ditulis dalam fungsimomen.

Apabila momen lentur M bekerja pada sambungan maka akan timbul deformasi rotasi

sebesar θr seperti gambar ini

29

Gambar 3.13. Deformasi rotasi sambungan

Rotasi yang dimaksud adalah perubahan sudut yang terjadi antara balok dan kolom

dari kondisi aslinya yang merupakan sesuatu ukuran putaran relatif balok terhadap kolom.

Hubungan M – θr sambungan dapat dilihat pada gambar dibawah ini Dari gambar diatas

dapat diambil beberapa pengamatan antara lain:

Gambar 3.14. Kurva M-θr sambungan

Semua tipe sambungan menunjukkan perilaku hubungan M – θr yang berada

diantara rigid (sumbu vertikal) dan sendi (sumbu horizontal).

a. Untuk nilai momen yang sama, sambungan yang lebih fleksibel memiliki sudut

rotasi θr yang lebih besar. Sebaliknya untuk nilai θr tertentu, sambungan yang lebih

fleksibel menyalurkan momen yang lebih kecil.

b. Momen maksimum yang mampu disalurkan suatu sambungan (kapasitas momen

ultimate) menurun pada sambungan yang lebih fleeksibel.

c. Hubungan M - θr senantiasa non – linear untuk setiap jenis pembebanan

30

Ketidak linearan ini disebabkan oleh berbagai faktor, yang terpenting diantaranya

adalah:

a. Ketidak seragaman material

Sambungan tersebut terdiri atas berbagai macam dan susunan baut, siku dan pelat.

Hal ini memungkinkan terjadinya slip dan pergerakan relatif pada tingkat

pembebanan yang berbeda

b. Tercapainya kondisi leleh dari sebagian komponen sambungan

Karena tidak seragamnya tegangan yang ditanggung oleh komponen – komponen

sambungan, maka ada komponen yang lebih awal mengalami leleh Ini merupakan

faktor utama penyebab kenonlinearan perilaku suatu sambungan.

c. Konsentrasi tegangan dan regangan yang disebabkan oleh lobang (baut),

pengencangan dan bidang kontak elemen yang diterapkan pada sambungan.

d. Tekuk flens dan atau web kolom ataupun balok yang terjadi disekitar sambungan

e. Perubahan geometri akibat beban yang bekerja

Berikut ini dapat dilihat tipe-tipe sambungan tersebut

Gambar 3.15. Tipe sambungan (a) Single Web – Angle dan (b) Single plate

Gambar 3.16. Tipe sambungan bouble single web – angle

31

Gambar 3.17. Sambungan top and shet-angle with doble web angle

Gambar 3.18. Tipe sambungan header plate

Gambar 3.19. Tipe sambungan extend plate,(a) extended on tension side only (b)

extended on tendion and compression sides

32

Gambar 3.20. Tipe sambungan flush and plate

3.6.2. Jenis Alat Penyambung

Setiap struktur adalah gabungan dari bagian-bagian tersendiri atau batang-batang

yang harus disambung bersama (biasanya di ujung batang) dengan beberapa cara Adapun

cara yang sering digunakan menggunakan: baut (bolt), paku keling (rivet) dan pengelasan

(welding). Dalam tulisan ini yang akan dibahas hanya alat sambung baut

a. Baut (bolt)

Pada setiap struktur baja baut merupakan suatu elemen yang paling vital untuk

diperhitungkan, hal ini dikarenakan baut merupakan alat sambung yang paling sering

digunakan. Ada dua jenis utama baut kekuatan (mutu) tinggi ditunjukkan oleh ASTM

sebagai A325 dan A490. sifat bahan dari baut ini diringkas dalam tabel 3.2. baut ini

memiliki kepala segi enam yang tebal dan digunakan dengan mur segi enam yang setengah

halus (semi finished) dan tebal bagian berulirnya lebih pendek dari baut tidak struktural

dan dapat dipotong atau digiling (rolled). Baut A325 terbuat dari baja karbon sedang yang

diberi perlakuan panas dengan kekuatan leleh sekitar 81 sampai 92 ksi (558 sampai 634

Mpa) yang tergantung pada diameter. Baut A490 juga diberi perlakuan panas tetapi terbuat

dari baja paduan (alloy) dengan kekuatan leleh sekitar 115 sampai 130 ksi (793 sampai 896

Mpa) yang tergantung pada diameter. Baut A449 kadang-kadang digunakan bila diameter

yang diperlukan berkisar dari 1 ½ sampai 3 inchi dan juga untuk baut angkur serta batang

bulat berulir.

Diameter baut kekuatan tinggi berkisar antara ½ dan 1 ½ inchi ( 3 inchi untuk

A449). Diameter yang paling sering digunakan pada konstruksi gedung adalah ¾ inchi dan

⅞ inchi, sedang ukuran yang paling umum dalam perencanaan jembatan adalah ⅞ inchi

dan 1 inchi.

33

Gambar 3.21 baut

Dalam perhitungan pembebanan aksial murni berlaku persamaan :

𝜎𝑙 = 𝑊

𝐴 ................................................................................. (3.14)

Dengan :

𝜎𝑙 = Tegangan tarik yang terjadi pada diameter inti baut, kg/mm²

W = Beban tarik aksial pada baut, kg

A = Luas penampang batang baut, mm²

Dengan :

A = 𝜋

4 . 𝑑1² .......................................................................... (3.15)

Dengan :

𝑑1 = Diameter inti baut, mm

Pada umumnya diameter inti 𝑑1 = 0,8 d, bila dihitung dengan tegangan yang diizinkan 𝜎𝑎,

maka diperoleh persamaan berikut ini :

𝜎𝑙 = 𝑊

( 𝜋/4) (0,8𝑑).² ≤ 𝜎𝑎 .................................................. (3.16)

Dimana :

𝜎𝑙 = Tegangan tarik yang terjadi pada diameter inti baut, Pa


𝜎𝑎 = Tegangan yang diizinkan, Pa

Sehingga diperoleh harga diameter baut sebesar

d ≤ √2. 𝑊

𝜎𝑎 ......................................................................... (3.17)

Harga 𝜎𝑎 tergantung pada macam bahan dan perlakuan, misalnya Stainless Steel Carbon

Steel, dengan perlakuan tinggi heat treathment dengan media pendingin oli tertentu, maka

faktor keamanan dapat diambil sebesar 2 - 4 dan jika perlakuan biasa heat treathment

dengan media pendingin udara, besar faktor keamanan antara 4 - 6. % , tegangan yang

34

diijinkan σa sebesar 14 kg/mm2 untuk perlakuan tinggi dan jika perlakuan biasa sebesar

8,4 kg/mm2.

Pada ulir dalam (mur) tinggi ulir yang bekerja menahan gaya W adalah h, seperti

ditunjukkan pada Gambar 3.22. Bila jumlah lilitan ulir dinyatakan z, diameter efektif ulir

luar (baut) d2, dan gaya tarik pada baut maka besarnya tekanan kontak pada permukaan

ulir sebesar q (kg/mm2) adalah

q = 𝑊

𝜋 . 𝑑2 ℎ . 𝑧 ≤ 𝑞𝑎 ............................................................. (3.18)

Dimana :


𝜋 = 3,14

𝑑2 = Diameter efektif ulir luar baut, mm

h = Tinggi ulir, mm

z = Jumlah lilitan ulir

Gambar 3.22 Tekanan permukaan yang terjadi pada ulir

Tekanan kontak yang diijinkan besarnya tergantung pada kelas ketelitian dan kekerasan

permukaan ulir. Untuk jumlah ulir dan tinggi mur dapat dihitung dari persamaan berikut :

Z ≥ 𝑊

𝜋 . 𝑑2 ℎ .𝑞𝑎 ................................................................. (3.19)

Dimana :


𝜋 = 3,14

𝑑2 = Diameter efektif ulir luar baut, mm

h = Tinggi ulir, mm

𝑞𝑎 = Tekanan kontak pada permukaan yang diizinkan, kg/mm²

35

Pada Gambar 3.23 ditunjukkan bahwa gaya W juga dapat menimbulkan tegangan geser

pada luas bidang silinder (πd1kpz), dengan kp adalah tebal akar ulir luar/baut dengan besar

tegangan geser 𝜏𝑏 (kg/mm2) sebagi berikut :

𝜏𝑏 = 𝑊

𝜋 . 𝑑1 𝑘𝑝 . 𝑧 ................................................................. (3.20)

Dimana :

kp = Tebal ulir luar baut, mm

𝑑1 = Diameter inti baut, mm


𝜋 = 3,14

z = Jumlah lilitan ulir

Jika tebal akar ulir dalam/mur dinyatakan dengan jp, maka tegangan gesernya adalah :

𝜏𝑛 = 𝑊

𝜋 . 𝐷 𝑗𝑝 . 𝑧 ......................................................... (3.21)

Untuk ulir metris harga k dapat diambil 0,84 dan j = 0,75. Untuk pembebanan pada seluruh

ulir yang dianggap merata, 𝜏𝑏 dan 𝜏𝑛 harus lebih kecil dari pada harga tegangan yang

diijinkan 𝜏𝑎.

Gambar 3.23 Tegangan geser yang terjadi pada ulir

Dengan gaya geser murni W (kg), tegangan geser yang terjadi masih dapat diterima selama

tidak melebihi harga yang diijinkan 𝜏𝑏 ≤ 𝜏𝑎 , sehingga tergangan geser yang diizinkan

diambil sebesar

36

𝜏𝑎 = (0,5 – 0,7) 𝜎𝑡 ...................................................................... (3.22)

Dimana :

𝜏𝑎 = Tegangan geser yang diizinkan , Mpa

𝜎𝑡 = Kekuatan tarik , Mpa

37

BAB IV

ANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1. Diagram Alir Penelitian

MULAI

Tinjauan lapangan

Apakah data sudah cukup ?

Tinjauan pustaka

WawancaraPengambilan

data

Data ambil

Tidak

Ya

SELESAI

Analisa/ Pembahasana. Ultimate Strees, Derormasi pada WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 965 LGb. Ultimate Strees, Derormasi pada WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 965 LGc. Ultimate Strees bolt (baut)

Pengolahan Data1. Spesifikasi 2D BATCH POLY SILO 2. Tabel pfofil WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 965 LG3. Tabel pfofil WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 2615 LG4. Spesifikasi bolt5. Spesifikasi Plate 350 X 150 X 10

Kesimpulan & Saran

Gambar 4.1 Flow chart Pembahasan

38

4.2. Analisa Pengamatan Dilapangan

Data pengamatan yang dilakukan selama kerja praktek yaitu mengenai kontruksi

modifikasi Batch Poly Silo yang berada pada PT. APF. Tbk . Batch Poly Silo adalah tempat

untuk menampung dan mengolah polymer grade terephatalic acid, selanjutnya diproses

menjadi Polyster Chips . dan terlihat dari gambar 4.2 bahwa berat chips yang berada di

karung putih tersebut tidak sesuai apa yang diinginkan dikarenakan tidak menggunakan

sistem mesin otomatis melainkan masih menggunakan mesin manual yang harus dijaga

oleh seorang operator tersebut, maka dari permasalahan yang ada dibuatlah Perancangan

Model Batch Poly Silo yang ditunjukan pada gambar 4.3 Proto Type Poly Silo Modification

Proposed

Gambar 4.2. Batch Poly Silo

Gambar 4.3 Perbedaa Proto-Type Poly Silo Modification Proposed

39

4.3. Data Perencanaan

Gambar 4.4 Perencanaan Proto T-ype Poly Silo Modification Proposed

Gambar 4.5 2D Proto T-ype Poly Silo Modification Proposed

40

4.4. Menghitung Berat Tabung

Gambar 4.6 Assy tabung poly silo

4.4.1. Menghitung Berat Surface Tabung A

Gambar 4.7 Tabung Poly Silo Point A

Mencari Volume 1 (𝑉1)

Diketahui :

ℎ1 : 4000 mm

ℎ2 : 1200 mm

ϕ Luar tabung : 2100 mm

r : 1050 mm

Ditanyakan

𝑉1 tabung : ?

41

Jawab:

𝑉1 = π . r² . 𝑡1

= 3,14. 1050 ² mm . 4000 mm

= 3,14 . 1102500 mm² . 4000 mm

= 1, 38474 x 1010 𝑚𝑚3

= 13,8 m³

Dikarenakan tabung tersebut mempunyai ketebalan tabung 8 mm. Maka,

Φ Dalam tabung = ϕ Luar tabung – tebal

= 2100 mm – 16 mm

= 2084 mm

Mencari Volume 2 (𝑉2)

Mencari 𝑉2

Diketahui :

Φ Dalam = 2084 mm

𝑟2 = 1042 mm

h = 4000 mm

Ditanyakan :

𝑉2 ?

Jawab :

𝑉2 = π . r² . 𝑡2

= 3,14 . (1042)² mm . 4000 mm

= 3,14 . 1085764 mm² . 4000 mm

= 1,363719584 x 1010 𝑚𝑚3

= 13,5 m³

Mencari Total Volume di Tabung Point A

Diketahui :

𝑉1 = 13,8 m³

𝑉2 = 13,5 m³

Ditanyakan :

𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 ?

Jawab :

𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐴 = 𝑉1 – 𝑉2

42

= 13,8 m³ - 13,5 m³

= 0,3 m³

Mencari Berat Tabung di Point A

Untuk mencari berat surface di tabung A menggunakan rumus

𝑊𝐴 = V . ρ

Dimana :

𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐴 = Volume tabung A 𝑚𝑚3

ρ = Massa jenis besi kg/m³ (Didapat dari tabel 4.1)

𝑊𝐴 = Berat benda dipoin A Kg

Diketahui :

𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐴 = 0,3 m³

ρ = 7,9 g/cm³ = 7900 kg/ m³

Ditanyakan :

𝑊𝐴 ?

Jawab :

𝑊𝐴 = 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐴 . ρ

= 0,3 m³ . 7900 kg/ m³

= 2370 kg

Tabel 4.1 Macam – macam massa jenis benda

43

4.4.2. Mencari Berat Surface Tabung B

Gambar 4.8 Tabung Poly Silo Point B

Mencari Volume 3 di Point B

Diketahui :

ϕluar = 2100 mm = 2,1 m

d = 152,4 mm = 0,152 m

h = 1200 mm = 1,2 m

Ditanyakan :

𝑉3 ?

Jawab :

𝑉3 = 0,2618 . h (D² + Dd + d² ) .

= 0,2618 . 1,2 m (2,1² m + 2,1 m + x 0,152 m + 0,152 m²)

= 0,3141 (4,41 m² + 0,3192 m² + 0,023 m²)

= 0,3141 m (4,75 m²)

= 1,49 m³

Mencari Volume V4 di Point B

Dikarenakan tebalsurface tabung cone adalah 8 mm maka ϕ dalam adalah ϕ dalam dikurang

dengan tebal surface

Diketahui :

Φdalam = 2084 mm = 2,08 m

d = 144,4 mm = 0,14 m

h = 1200 mm = 1,2 m

Jawab :

𝑉4 = 0,2618 . h (D² + Dd + d² )

= 0,2618 . 1,2 m (2,08 ²m + 2,08 m + x 0,14 m + 0,14² m)

= 0,31 m (4,32 m² + 0,29 m² + 0,01 m²)

= 0,31 m (4,62 m²)

= 1,43 m³

44

Mencari Volume keseluruhan ( 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐵)

Diketahui :

𝑉3 = 1,49 m³

𝑉4 = 1,43 m³

Ditanyakan :

𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐵 ?

Jawab :

𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐵 = 𝑉3 – 𝑉4

= 1,49 m³ - 1,43 m³

= 0,06 m³

Mencari Berat Surface Tabung B (𝑊𝐵)

Untuk mencari berat surface di tabung B menggunakan rumus

𝑊𝐵 = 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐵 . ρ

Dimana :

𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐵 = Volume tabung B , 𝑚𝑚3

ρ = Massa jenis besi, kg/m³

𝑊𝐵 = Berat benda dipoin B, Kg

Diketahui :

𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐵 = 0,06 m³

ρ = 7900 kg/m³ (Didapat dari tabel 4.1)

Ditanyakan :

𝑊𝐵 ?

Jawab :

𝑊𝐵 = 𝑉𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐵 . ρ

= 0,06 m³ . 7900 kg/m³

= 473,4 kg

4.4.3. Mencari Berat Total Surface Tabung (𝑊𝑆)

Berat surface tabung adalah berat surface pada point A di jumlahkan dengan berat surface

pada tabung point B. Berikut ini cara penyelesainnya :

𝑊𝑆 = (𝑊𝐴 + 𝑊𝐵)

Dimana :

𝑊𝐴 : Berat surface pada point A, kg

𝑊𝐵 : Berat surface pada point B, kg

45

g: Gaya gravitasi bumi (m/s²)

𝑊𝑆 : Berat surface tabung , kg

Diketahui :

𝑊𝐴 = 2370 kg

𝑊𝐵 = 473,4 kg

Ditanyakan :

𝑊𝑆 ?

Jawab :

𝑊𝑆 = (𝑊𝐴 + 𝑊𝐵) . g

= (2370 kg + 473,4 kg) . 9,81 m/s²

= 2843,4 kg . 9,81 m/s²

= 27893 kg m/s² atau N

4.4.4. Mencari Berat Isi Tabung (𝑊𝐼𝑇)

Didalam tabung tersebut berisi jutaan chips yaitu bahan untuk pembuatan benang / kain

maka dari itu berapa berat / kapasitas isi tabung tersebut , berikut ini penjelasannya :

Diketahui :

ρ Chips = 3 kg/m³

g = 9,81 m/s²

𝑉2𝐴 = 13,5 m³

𝑉4𝐵 = 1,43 m³

Ditanyakan :

𝑊𝐼𝑇 ?

Jawab :

𝑊𝐼𝑇 = (𝑉2𝐴 + 𝑉4𝐵 ) . 𝜌𝐶ℎ𝑖𝑝𝑠 . g

= (13,5 m³ + 1,43 m³ ) . 3 kg/m³ . 9,81 m/s²

= 14,93 m³ . 3 kg/m³ . 9,81 m/s²

= 439 ,39 kg m/s² atau N

46

4.4.5. Mencari Berat Total Keseluruhan Tabung (𝑾𝑻𝑻)

Dalam mencari berat total keseuruhan tabung menggunakan rumus

WTT = 𝑊𝑆 + 𝑊𝐼𝑇

Dimana :

𝑊𝑆 : Berat surface tabung , N

𝑊𝐼𝑇 : Berat isi tabung, N

WTT : Berat total tabung, N

Diketahui :

𝑊𝑆 = 27893 N

WIT = 439 ,39 N

Ditanyakan :

WTT ??

Jawab :

WTT = 𝑊𝑆 + 𝑊𝐼𝑇

= 27893 N + 439 ,39 N

= 28332, 39 N

Dikarenakan beban di distribusikan ke 4 buah penyangga balok maka masing – masing

balok menerima beban sebesar 7083 N

4.5. Mencari Berat Balok WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 956 LG (𝐖𝐖𝐅)

Gambar 4.9 Balok WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 956 LG

47

Gambar 4.10 Profil WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 956 LG

Diketahui :

d = 300 mm = 0,3 m h = 282 mm = 0,282 m

y = 150 mm = 0,15 m L = 956 = 0,956 m

t = 9 mm = 0,009 m

b = 150 mm = 0,15 m

s = 9 mm = 0,009 m

Ditanyakan :

𝐖𝐖𝐅 (balok) ?

Jawab:

A = b.d – h ( b - t )

= 0,15 m . 0,3 m – 0,282 m ( 0,15 m – 0,009 m )

= 0,045 m² - 0,031 m²

= 0, 014 m²

V = A . L

= 0, 014 m² . 0, 956 m

= 0, 01338 m³

= 1,3384 x 10−3 m³

Maka berat Wf 300 x 150 x 9 x 956 LG menggunakan rumus :

WWF = ( V . massa jenis besi ) . g

Diketahui :

V = 1,3384 x 10−3 m³

ρ besi = 7900 , kg/m³ (Didapat dari tabel 4.1)

g = 9,81 , m/s²

Ditanyakan :

Wwf ?

48

Jawab :

Wwf = V . ρ besi . g

= ( 1,3384 x 10−3 m . 7900 kg/m³ ). 9,81 m/s²

= 103 N

4.6. Mencari Berat Breaket Plate 200 X 150 X 10 THK (𝐖𝐛𝐅)

Gambar 4.11 Profil Plate 200 X 150 X 10 THK for Breaket

Diketahui :

P = 200 mm = 0,2 m

L = 150 mm = 0,15 m

t = 10 mm = 0,01 m

Ditanyakan :

(WbF) = ?

Jawab :

𝑉𝑃 = P X L X t

= 0,2 x 0,15 x 0,01

= 3 x 10−4 m³

WbF = ( 𝑉𝑃 . ρ besi ). g

= ( 3 x 10−4 m³ . 7900 kg/m³) . 9,81 m/s

= 23 N

49

4.7. Mencari Gaya Total Pembebanan (𝐖𝐓𝐨𝐭𝐚𝐥) Pada Batang 1

Diketahui :

WTT = 7083 N

WWF = 103 N

WbF = 23 N

Ditanyakan :

WTotal = ?

Jawab :

WTotal = WTT + WWF + WbF

= 7083 N + 103 N + 23 N

= 7209 N

4.8. Analisa Balok WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 956 LG

Gambar 4.12 Balok WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 956 LG yang direncanakan

Gambar 4.13 Gaya tekan yang terjadi pada balok

50

Profil WF 300 X 150 X 9 X 956 LG seperti Gambar 4.12 akan direncanakan sebagai

tumpuan beban yang diberikan dari gaya Berat Tank dengan mutu baja BJ 50.\ Hitung

Defleksi yang terjadi, dengan keterangan sebagai berikut :

Spesifikasi WF 300 x 150 x 9 x 956 LG

L = 956, 5 mm

WTotal = 7209 N

Dari SNI 03 - 1729 – 2002 didapat, Data BJ 50 :

Es = 2 x 105 Mpa ( Didapat dari tabel 4.2 )

Fu = 500 Mpa

Fy = 290 Mpa

Tabel 4.2 Modulus elastis benda padat SNI 03 - 1729 – 2002

51

Tabel 4.3 Sifat mekanis baja struktural

4.8.1. Mencari Momen Geser

Gambar 4.14 DBB gaya yang terjadi pada balok

Σ Fx = 0

Σ Fy = 0

RAY + RBY – W = 0

RAY + RBY – 7209 = 0

RAY + RBY = 7209 N

Σ MO = 0

-W ( r ) + RBY ( r) = 0

- (7209 N. 0,478 m) + RBY ( 0,956 ) = 0

RBY = 3445 ,9 𝑁 𝑚

0,956 𝑚

= 3605 N

RAY + RBY = 7209 N

RAY + 3604 N = 7209 N

RAY = 7209 N - 3604 N

= 3605 N

52

Bidang momen

0 ≤ x ≤ 0,478

Gambar 4.15 DBB Bidang Momen Geser 1

Σ Fy = 0

RAY – V = 0

V = 3605 N

X = 0 Mx = RAY. X

= 3605 N . 0

= 0 N

X = ½ . 0, 956 m Mx = RAY . ½ L

= 3605 N. 0,478 m

= 1723 Nm

0,478 ≤ x ≤ 0, 956

Gambar 4.16 DBB Bidang Momen Geser 2

Σ Fy = 0

RAY –W –V = 0

3605 N – 7209 N + V = 0

-3604 V = 0

V = -3604 N

53

X = 0,478 m Mx = RAY (X) – W (x –1/2 L)

= 3605 N ( 0,478 ) – 7209 N ( 0,478 – 0,956 )

= 3605 N ( 0,478 )

= 1723 Nm

X = 0,956 m Mx = RAY (X) – W (x – 1/2L)

= 3605 ( 0,956 ) – 7209 (0,956 – 0,478 )

= 3446 – 3446

= 0 Nm

Gambar 4.17 Diagram Gaya Geser

Gambar 4.18 Diagram Momen Geser

54

4.8.2. Mencari Momen Inersia

Gambar 4.19 Profil WF 300 X 150 X 9 X 956 LG

Diketahui :

d = 300 mm = 0,3 m h = 282 mm = 0,282 m

y = 150 mm = 0,15 m L = 956 = 0,956 m

t = 9 mm = 0,009 m

b = 150 mm = 0,15 m

s = 9 mm = 0,009 m

Ditanyakan :

I = ?

Jawab:

I = 𝑏 . 𝑑3− ℎ3 ( 𝑏−𝑡 )

12

= 150 𝑚𝑚 . 3003 𝑚𝑚 − 2823 𝑚𝑚 ( 150 𝑚𝑚 − 9 𝑚𝑚 )

12

= 405 𝑥 107 𝑚4 −3162033288 𝑚4

12

= 887966712 𝑚𝑚4

12

= 73997226 𝑚𝑚4

4.8.3. Mencari Defleksi Maksimum

Diketahui :

WTotal = 7209 N

L = 956 mm = 0, 956 m

E = 2 x 105 Mpa ( Didapat dari tabel 4.2 )

55

I= 73997226 𝑚𝑚4 = 73997226 x 10−12 𝑚4

Ditanyakan :

𝛥𝑚𝑎𝑥 = ?

Jawab:

𝛥𝑚𝑎𝑥 = 𝑊 . 𝐿3

48 𝐸 𝐼

= 7209 N. 0,956 m3

48 . 2 x 105 Mpa . 73997226 10−12 𝑚4

= 6891,8 N. m3

710373369,6 x 105 Mpa .𝑚4

= 0,009701664357 mm

Gambar 4.20 Analisa Defleksi Batang 1 dengan Sofwer Ansys 14.0

56

Gambar 4.21 Analisa defleksi dengan sofwer Autodesk Inventor propesional 2014

4.8.4. Mencari Tegangan Lentur Maximum (Deformasi)

Diketahui :

I = 73997226 𝑚𝑚4 = 73997226 10−12 𝑚4

L = 0,956 m

WTotal = 7209 N

Ditanyakan

𝑀𝑚𝑎𝑥 = ?

𝜎𝑚𝑎𝑥 = ?

Jawab :

𝑀𝑚𝑎𝑥 = WTotal . L

= 7209 N. 0, 956 m

= 6891,8 Nm

Untuk mencari Tegangan maksimal yang terjadi pada balok WF 300 X 150 X 6.5

X 9 X 956 LG dengan rums berikut.

𝜎𝑚𝑎𝑥 = 𝑀𝑚𝑎𝑥

𝐼

= 6891,8 𝑁𝑚

73997226 𝑥 10−12 𝑚4

= 9,313597783 Mpa

57

Jadi Tegangan maksimal yang terjadi pada balok WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 956

LG sebesar 9,313597783 Mpa

Gambar 4.22 Analisa tegangan dengan sofwer Ansys14.0

Gambar 4.23 Analisa tegangan dengan sofwer Autodesk Inventor Profesional 2014

58

4.9. Analisa Balok WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 2615 LG

Gambar 4.24 Analisa Balok WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 2615 LG

Gambar 4.25 Gaya tekan yang terjadi pada balok WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 2615 LG

Profil WF 300 X 150 X 9 X 2615 LG seperti Gambar 4.25 yang akan direncanakan sebagai

tumpuan beban yang diberikan dari gaya Berat Tank dan berat Balok WF 300 X 150 X 6.5

X 9 X 956 LG dengan mutu baja BJ 50 .Hitung Defleksi yang terjadi, dengan keteranagn

sebagai berikut:

Spesifikasi WF 300 x 150 x 9 x 2615 LG

L = 2615 mm

WTotal = 16070 N

Dari SNI 03 - 1729 – 2002 didapat, Data BJ 50 :

Es = 2 x 105 Mpa ( Dari tabel 4.2 )

Fu = 500 Mpa

Fy = 290 Mpa ( Dari tabel 4.3 )

59

4.9.1. Mencari Berat WF 300 X 150 X 9 X 1480 LG (WwfA)

Gambar 4.26 Balok WF 300 X 150 X 9 X 1480 LG

Gambar 4.27 Profil WF 300 X 150 X 9 X 1480 LG

Spesifikasi :

d = 300 mm = 0,3 m h = 282 mm = 0,282 m

y = 150 mm = 0,15 m L = 1480 mm = 1,48 m

t = 9 mm = 0,009 m

b = 150 mm = 0,15 m

s = 9 mm = 0,009 m

Ditanyakan :

Berat WWFA (balok) ?

60

Jawab:

A = b.d – h ( b - t )

= 0,15 m . 0,3 m – 0,282 m ( 0,15 m – 0,009 m )

= 0,045 m² - 0,031 m²

= 0, 014 m²

V = A . L

= 0, 014 m² . 1,48 m²

= 0,02 m³


WWFA = ( V . massa jenis besi ) . g

Diketahui :

V = 0,02 m³

ρ besi = 7900 , kg/m³

g = 9,81 , m/s²

Ditanyakan :

o WWFA ?

Jawab :

WWFA = ( V . ρ besi ). g

= 0,02 m³ . 7900 kg/m³ . 9,81 m/s²

= 1550 N

Jadi berat Wf 300 x 150 x 9 x 1480 LG sebesar 1550 N

4.9.2. Mencari Berat Plate 368 X 150 X 10 THK di Batang 2 ( 𝐖𝐁𝐅𝟐 )

Gambar 4.28 Plate 368 X 150 X 10 THK

61

Diketahui :

P = 368 mm = 0,368 m

L = 150 mm = 0,15 m

t = 10 mm = 0,01 m

Ditanyakan :

WBF2 = ?

Jawab :

Vp = P X L X t

= 0,368 x 0,15 x 0,01

= 5,52 x 10−4 m³

WBF2 = ( Vp . ρ besi ). g

= ( 5,52 x 10−4 m³ . 7900 kg/m³ ) . 9,81 m/s²

= 42,7 N

4.9.3. Mencari Berat WF 300 x 150 x 9 x 2615 LG (WwfB)

Gambar 4.29 WF 300 x 150 x 9 x 2615 LG

Gambar 4.30 Profil WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 2615 LG

62

Spesifikasi :

Diketahui :

d = 300 mm = 0,3 m h = 282 mm = 0,282 m

y = 150 mm = 0,15 m L = 2615 = 2,615 m

t = 9 mm = 0,009 m

b = 150 mm = 0,15 m

s = 9 mm = 0,009 m

Ditanyakan :

Berat Wwf B(balok) ?

Jawab:

A = b.d – h ( b - t )

= 0,15 m . 0,3 m – 0,282 m ( 0,15 m – 0,009 m )

= 0,045 m² - 0,031 m²

= 0, 014 m²

V = A . L

= 0, 014 m² . 2,615 m

= 0,03661 m³


WWFB = ( V . massa jenis besi ) . g

Diketahui :

V = 0,03661 m³

ρ besi = 7900 , kg/m³

g = 9,81 , m/s²

Ditanyakan :

o WWFB ?

Jawab :

WWFB = V . ρ besi . g

= 0,03661 m³. 7900 kg/m³ . 9,81 m/s²

= 2837, 23 N

63

4.9.4. Mencari gaya pada beban W 1 dan W2 pada batang 2

Dimana :

WWFA : Berat WF 300 X 150 X 9 X 1480 LG , N

WWFB : Berat WF 300 x 150 x 9 x 2615 LG , N

WBF2 : Berat Plate 368 X 150 X 10 THK, N

RAY : Gaya yang terjadi pada RAY batang 1, N

RBY : Gaya yang terjadi pada RBY batang 1, N

W1 : Gaya 1 yang terjadi pada batang 2, N

W2 : Gaya 2 yang terjadi pada batang 2, N

Diketahui :

WWFA = 1550 N

WBF2 = 42,7 N

WWFB = 2837, 23 N

RAY = 3605 N

RBY = 3605 N

Ditanyakan :

W1 ?

W2 ?

Jawab :

W1 = RAY + WWFA + WWFB + WBF2

= 3605 N + 1550 N + 2837, 23 N + 42,7 N

= 8034, 93 N

Dikarenakan W1 dan W2 jumlah yang bebannya sama maka W2 adalah 8035 N

4.9.5. Mencari Momen Geser dan Gaya Geser

Gambar 4.31 DBB momen geser dan gaya geser

64

Σ Fx = 0

Σ Fy = 0

RCY + RDY – W1 – W2 = 0

RCY + RDY – 8035 N - 8035 N = 0

RCY + RDY = 16070 N

Σ MO = 0

-W1 (r) - W2 (r) + RDY ( r) = 0

- ( 8035 .0,75 ) + ( - 8035 . 1,865 ) + RDY ( 2,615) = 0

- 6026,25 – 14985 + RDY(2,615) = 0

RDY = 21011,5 𝑁𝑚

2,615 𝑚

= 8035 N

RCY + RDY = 16070 N

RCY + 8035 N = 16070 N

RCY = 16070 N - 8035 N

= 8035 N

Bidang momen

0 ≤ x ≤ 0,75

Gambar 4.32 DBB Bidang Momen Geser 1 WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 2615 LG

Σ Fy = 0

RCY – V = 0

V = 8035 N

X = 0 Mx = RCY. X

= 8035 N. 0

= 0

X = 0,75 m Mx = RCY . X

= 8035 N. 0,75 m

= 6026 Nm

65

0,75 ≤ x ≤ 1,865

Gambar 4.33 DBB Bidang Momen Geser 2 WF 300X150X6.5X 9X2615 LG

Σ Fy = 0

RCY –W1 –V = 0

8035 N – 8035 N + V = 0

V = 0 N

X = 0,75 m Mx = RCY (X) – W1 (X– 0,75)

= 8035 N (0,75) – 8035 N (0,75 – 0,75)

= 6026 - 0

= 6026 Nm

X = 1,865 m Mx = RCY (X) – W1 (X – 0,75)

= 8035 N (1,865) – 8035 N (1,865 – 0,75)

= 14985 – 8959

= 6026 Nm

1,865 ≤ x ≤ 2,615

Gambar 4.34 DBB Bidang Momen Geser 3 WF 300X150X6.5X 9X2615 LG

66

Σ Fy = 0

RCY – W1 - W2 – V = 0

8035 N – 8035 N - 8035 N + V = 0

V = 8035 N

X = 1,865 m Mx = RCY (X) – W1(X– 0,75)

- W2 (X -1,865)

= 8035 N (1,865) – 8035 N (1,865 –

0,75) - 8035 N (1,865 - 1,865)

= 14985 Nm - 8959 Nm - 0

= 6026 Nm

X = 2,615 m Mx = RCY (X) – W1 (X – 0,75) - W2 (X –

1,865)

= 8035 N (2,615) – 8035 N (2,615 –

0,75) - 8035 N (2,615 - 1,865)

= 21011,5 Nm - 14985 Nm - 6026 Nm

= 0 Nm

Gambar 4.35 Diagram Gaya Geser WF 300X150X6.5X 9X2615 LG

Gambar 4.36 Diagram Momen Geser WF 300X150X6.5X 9X2615 LG

67

4.9.6. Mencari Momen Inersia pada profil WF 300X150X6.5X 9X2615 LG

Gambar 4.37 Profil WF 300X150X6.5X 9X2615 LG

Diketahui :

d = 300 mm = 0,3 m h = 282 mm = 0,282 m

y = 150 mm = 0,15 m L = 956 = 0,956 m

t = 9 mm = 0,009 m

b = 150 mm = 0,15 m

s = 9 mm = 0,009 m

Ditanyakan :

I = ?

Jawab:

I = 𝑏 . 𝑑3− ℎ3 ( 𝑏−𝑡 )

12

= 150 𝑚𝑚 . 3003 𝑚𝑚 − 2823 𝑚𝑚 ( 150 𝑚𝑚 − 9 𝑚𝑚 )

12

= 405 𝑥 107 𝑚4 −3162033288 𝑚4

12

= 887966712 𝑚𝑚4

12

= 73997226 𝑚𝑚4

4.9.7. Mencari Defleksi Maksimum

Untuk mencari defleksi maksimum maka harus dicariberat total pada batang 2 (

𝑊𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 2 ) maka,

𝑊𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 2 = 𝑊1 + 𝑊2

= 8035 N + 8035 N

= 16070 N

Diketahui :

68

𝑊𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 2 = 16070 N

L = 2615 mm = 2,615 m

E = 2 x 105 Mpa (Dari tabel 4.2)

I = 73997226 𝑚𝑚4 = 73997226 x 10−12 𝑚4

𝑎 = 750 = 0,75 m

Ditanyakan :

𝛥𝑚𝑎𝑥 = ?

Jawab:

𝛥𝑚𝑎𝑥 = 𝑊 . 𝑎

24 𝐸 𝐼 (3L² - 4𝑎²)

= 16070 N N . 0,75 𝑚

24 . 2 x 105 Mpa . 73997226 x 10−12 𝑚4

(3.2,615² m - 4 . 0,75² )

= 12052,5 N.𝑚

3551866848 pa .𝑚4 (20,5 m² - 2,25 m²)

= 6. 192746925 x 10−5 m

= 0,06192746 mm

Gambar 4.38 Analisa defleksi dengan sofwer Autodesk Inventor Propesional 201

69

Gambar 4.39 Analisa deformasi dengan sofwer Ansys 14.0

4.9.8. Mencari Tegangan Lentur Maksimum pada balok WF 300X150X6.5X

9X2615 LG

Diketahui :

I = 73997226 x 10−12 𝑚4

L = 2,615 m

W = 16070 N

Ditanyakan

𝑀𝑚𝑎𝑥 = ?

𝜎𝑚𝑎𝑥 = ?

Jawab :

𝑀𝑚𝑎𝑥 = W . L

= 16070 N. 2,615 m

= 42023 Nm

Untuk mencari Tegangan maksimal yang terjadi pada balok WF 300 X 150 X 6.5

X 9 X 2615 LG dengan rums berikut.

𝜎𝑚𝑎𝑥 = 𝑀𝑚𝑎𝑥

𝐼

= 42023 Nm

73997226 x 10−12 𝑚4

= 5678996 Pa

= 5.6 Mpa ≤ 𝜎𝑖𝑧𝑖𝑛 “ Aman”

70

Jadi Tegangan maksimal yang terjadi pada balok WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 2615 LG

sebesar 5.6 Mpa, maka balok tersebut aman digunakan dikarenakan 𝜎𝑚𝑎𝑥 ≤ 𝜎𝑖𝑧𝑖𝑛

Gambar 4.40 Analisa Tegangan maksimum dengan sofwer Ansys 14.0

pada WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 2615 LG

Gambar 4.41 Analisa Tegangan maksimum dengan sofwer Autodesk Inventor

Profesional 2014 pada WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 2615 LG

71

4.10 Perhitungan Baut

Gambar 4.42 Assy bolt dan nut

Baut ini terpasang pada sebuah H beam WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 956 LG yang fungsinya

sebagai pusat tumpuan beban dari berat total Assy tank, breaket, dan H beam WF 300 X

150 X 6.5 X 9 X 956 LG. Berikut ini spesifikasi baut

Spesifikasi baut

Materials Baut ANSI A325, baja berkekuatan tinggi

Kekuatan tarik 𝜎𝑡 = 825 Mpa

Safety faktor 𝑓𝑐 = 5

Tegangan yang diizinkan 𝜎𝑎 = 165 Mpa

Tegangan geser yang diizinkan 𝜏𝑎= 0,5 . 165 Mpa = 82,5 Mpa

72

Tabel 4.4 Sifat- sifat baja

4.10.1. Mencari beban pada masing – masing baut

Dalam mencari berapa besar gaya yang terjadi pada masing - masing baut

menggunakan rumus ;

W = 𝑊𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙

𝑁

Dimana :

W = Gaya berat yang terjadi pada masing – masing baut, N

𝑊𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = Besar berat total dari Assy tank, breaket dan H beam, N

N = Jumlah baut

Diketahui :

𝑊𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 7083 N

N = 8 buah baut

Ditanya : W ?

Jawab :

73

W = 𝑊𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙

𝑁

= 7083 𝑁

8

= 885,37 N

Jadi masing – masing baut menerima beban sebesar 885,37 N

4.10.2. Mencari tegangan tarik pada baut ( 𝝈𝒍 )

𝜎𝑙 = 𝑊

( 𝜋/4) (0,8𝑑).² ≤ 𝜎𝑎

Dimana :

W = 885,37 N

π = 3,14

d = 18 mm = 0,018 m

𝜎𝑎 = 165 Mpa

Diyanyakan : 𝜎𝑙 ?

Jawab :

𝜎𝑙 = 𝑊

( 𝜋/4) (0,8𝑑).² ≤ 𝜎𝑎

= 885,37 N

( 3,14/4) (0,8 . 0,018 m).² ≤ 𝜎𝑎

= 540,85 Pa ≤ 𝜎𝑎

Jadi baut ϕ18 mm dengan material ANSI A325 aman digunakan dikarenakan 𝜎𝑙 ≤ 𝜎𝑎

74

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil perhitungan pada BAB IV, dapat diambil beberapa kesimpulan

sebagai berikut :

a. Deformasi yang terjadi pada WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 956 LG dengan material

Bj 50 SNI 03 - 1729 – 2002 sebesar 9,313597783 Mpa, aman digunakan di

karenakan 𝝈𝒎𝒂𝒙 < Fu nilai Fu sebesar 500 Mpa

b. Defleksi yang terjadi pada WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 956 LG dengan material

Bj 50 SNI 03 - 1729 – 2002 sebesar 0,009701664357 mm

c. Deformasi yang terjadi pada WF 300 X 150 X 9 X 2615 LG dengan material Bj

50 SNI 03 - 1729 – 2002 sebesar 5.6 Mpa, aman digunakan di karenakan 𝝈𝒎𝒂𝒙

< Fu nilai Fu sebesar 500 Mp

d. Defleksi yang terjadi pada WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 2615 LG dengan material

Bj 50 SNI 03 - 1729 – 2002 sebesar 0,06192746 mm

e. Perbandingan Deformasi WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 956 LG dengan material

Bj 50 SNI 03 - 1729 – 2002 dengan membandingkan 2 sofwer dimana

deformasi hasil analaisa software Ansys 14.0 sebesar 12,443 Mpa dan Software

Autodesk Inventor Profesional 2014 sebesar 10,43 MPa 𝝈𝒎𝒂𝒙 < Fu nilai Fu

sebesar 500 Mpa “aman digunakan”

f. Perbandingan Deformasi WF 300 X 150 X 6.5 X 9 X 2615 LG dengan material

Bj 50 SNI 03 - 1729 – 2002 dengan membandingkan 2 Software dimana

deformasi hasil analaisa Software Ansys 14.0 sebesar 8,8166 MPa dan Software

Autodesk Inventor Profesional 2014 sebesar 11,88 MPa 𝝈𝒎𝒂𝒙 < Fu nilai Fu

sebesar 500 Mpa “aman digunakan”

g. Tegangan tarik pada baut M18 dengan material ANSI A325 sebesar 540,85 Pa ,

maka aman digunakan dikarenakan 𝝈𝒍 ≤ 𝝈𝒂 sebesar 165 Mpa

75

5.2. Saran

1. Dalam menganalisa kekakuan baja agar diperhatikan dan diperhitungan gaya

lintang pada balok tersebut

2. Pada jenis sambungan baut , agar diperhatikan berapa tegangan permukaan ulir

dalam dan ulir luar karena jika tidak diperhitungkan akan mengakibatkan baut

jadi lonjer (dol)

3. Untuk dibagian PED (Project Enginering Departement) khususnya enginering

alangkah bagusnya disediakan komputer desain untuk Sofwer analisa cohtohnya

ANSYS

76

DAFTAR PUSTAKA

1. Spoot,MF., Design of Machine Elements, Prentice-hall,Marubeni,1986

2. Popov Zainul Astamar,MEKANIKA TEKNIK (Machine Of Materials).edisi ke dua

(versi S1)

3. Van Vlack,Lawrance 1989.Ilmu dan Teknologi Bahan ,Jakarta : Erlangga

4. Ach. Muhib Zainuri, ST “KEKUATAN BAHAN”

5. Pressure Vessel and Piping Design : Design and Analysis, 1972 ASME

6. Timoshenko, S: “Strength Of Materials “. D. Van Nostrand Company

77

LAMPIRAN – LAMPIRAN

78

GEDUNNG PTA PLANT. PT APF

PRODUKSI FILAMENT YARN

DI PTA PLANT

79

MESIN OTOMATIS TERPISAH

Gambar di samping ini adalah

sebuah mesin penghasil ( Purified Terephthalic Acid ).

Yang dimana selalu berlebihan

dalam menimbang karung (chips)

idak sesuai dengan apa yang

diinginkan

80

Gambar disamping

adalah hasil proto type

proses modifikasi poly

silodengan

menggunakan sofwer

Auto desk Inventore

Profesional 2014

laporan kerja praktek unsika 2015

Education