Di postingan sebelumnya, sudah dibahas sekilas tentang pondasi mesin. Nah, sekarang mari kita masuk ke tahapan desain… Untuk permulaan akan dibahas pondasi yang paling sederhana, yaitu block foundation.

Desain Block Foundation

Sebelum masuk ke tahapan desain, ada beberapa data yang perlu dikumpulkan:

1. Data tanah :
   • allowable bearing capacity
   • shear modulus tanah (G)
   • poisson ratio (ʋ)
   • berat jenis tanah (γ_s)
2. Data material : berat jenis concrete (γ_p), modulus elastisitas (E)
3. Data mesin :
   • Outline drawing dari mesin
   • Fungsi mesin
   • Berat mesin dan komponen rotornya
   • Lokasi c.o.g (center of gravity) vertikal & horizontal
   • Kecepatan kerja mesin dan komponennya atau frekuensi mesin tsb
   • Unbalanced force mesin (nilai, arah, dan lokasi)

Analisa Statik

1. Cek Mass Ratio

Untuk pondasi mesin centrifugal, berat pondasi harus 2 sampai 3x lebih besar dari berat mesin, atau dengan kata lain:

Wc/Wm > 3

Dimana, Wc adalah berat pondasi sedangkan Wm adalah berat mesin.

Sedangkan untuk pondasi mesin reciprocating, berat pondasi harus 3 sampai 5x berat mesin.

Wc/Wm > 5

2. Cek Daya Dukung Tanah

Untuk kondisi statis:

Wt_s/A < 0.5*Qa

Untuk kondisi statis + dinamik:

Wt_(s+d)/A < 0.75*Qa

Dimana,

Wt_s            = total berat mesin dan pondasi ditambah beban statik lainnya

Wt_(s+d)       = total berat mesin dan pondasi ditambah beban statik dan dinamik

Qa             = daya dukung izin tanah

3. Cek Eksentrisitas

Kombinasi cog dari beban dinamik dan statik harus kurang dari 5% dari dimensi pondasi yang ditinjau.

Analisa Dinamik

Analisa dinamik ini bisa dilakukan dengan 2 cara, yaitu dengan perhitungan manual (hand calculation), dan perhitungan dengan Finite Element Model (FEM, biasanya digunakan software seperti SAP atau STAAD).

1. Hand Calculation Analysis

Langkah:

a. Pengumpulan Data Equipment: COG, frekuensi mesin (fe), loading data (beban di semua arah, lokasi titik beban)

b. Pengumpulan Data Tanah: Gs, density, poisson ratio

c. Preliminary ukuran pondasi (dengan statik analisis)

d. Hitung total beban sistem (equipment + pondasi) & COG sistem

e. Tentukan parameter vibrasi: translasi dan rotasi

f. Hitung frekuensi natural dari sistem pondasi

g. Cek frekuensi dari sistem pondasi tersebut, nilainya harus lebih kecil dari 0.8fe atau lebih besar dari 1.2fe (beberapa sumber ada yang menyebutkan juga rangenya lebih kecil dari 0.7fe atau lebih besar dari 1.3fe). Jika frekuensi dari sistem pondasi berada diantaranya, maka terjadi resonansi. Resonansi ini tidak diizinkan, dimensi pondasi perlu diubah untuk mendapatkan frekuensi natural sistem pondasi yang sesuai.

h. Hitung amplitudo sistem pondasi

i. cek amplitudo sistem pondasi dengan amplitudo yang diizinkan. Besarnya amplitudo izin biasanya tertera pada spesifikasi mesin, namun jika vendor tidak menyediakan, ada grafik penentuan amplitudo izin yang bisa digunakan (silahkan cek buku Suresh Arya).

2. FEM Analysis

a. Pengumpulan Data Equipment: COG, frekuensi mesin (fe), loading data (beban di semua arah, lokasi titik beban)

b. Pengumpulan Data Tanah: Gs, density, poisson ratio

c. Preliminary ukuran pondasi (dengan statik analisis)

d. Hitung konstanta spring pondasi berdasarkan data tanah

e. Lakukan pemodelan pada software yang digunakan (input parameter dinamik), run program

f. Cek Mass Participation Factor

g. Cek frekuensi yang terjadi pada pondasi yang dimodelkan, nilainya harus lebih kecil dari 0.8fe atau lebih besar dari 1.2fe (beberapa sumber ada yang menyebutkan juga rangenya lebih kecil dari 0.7fe atau lebih besar dari 1.3fe)

h. cek amplitudo yang terjadi (lihat grafik T (periode) vs perpindahan) bandingkan dengan amplitudo izin.

Untuk perhitungan detail silahkan cek pada buku karangan Suresh Arya (Design of Structures & Foundations for Vibrating Machines).

Semoga bermanfaat 🙂

*tulisan diambil dari berbagai sumber*