PROGRAM SARJANA LINTAS JALUR JURUSAN TEKNIK SIPILFakultas Teknik Sipil dan PerencanaanInstitut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya 2010
STUDI KEKUATAN TOWER SUTT 150 KV TERHADAP VARIASI BEBAN ANGIN
RATIH REPLANINGRUMNRP. 3107 100 553
KAMIS, 01 JULI 2010
MATERI TUGAS AKHIR
PENDAHULUAN
METODOLOGI
PRELIMINARY DESIGN
PEMBEBANAN
PERHITUNGAN STRUKTUR
GAMBAR - GAMBAR
KESIMPULAN
PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG
1. Peningkatan kebutuhan tenaga listrik diakibatkan oleh peningkatankesejahteraan masyarakat serta perkembangan industri diIndonesia.
2. PLN memerlukan sarana dan prasarana untuk dapat menyalurkanenergi listrik dari satu tempat ketempat lain. Salah satunya dengansaluran transmisi listrik.
3. Variasi Beban Angin dipilih sebagai studi analisis dan modifikasidesain perkuatan steel tower karena wilayah Indonesia yangmempunyai kecepatan angin yang kuat, stabil dan kecil kemudianmembandingkannya dengan desain awal.
PERUMUSAN MASALAH
Bagaimana Merencanakan dan Memodifikasi PembangunanJaringan Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 150 kilo Volt(kV).
TUJUAN PERANCANGAN
Dapat merencanakan pembangunan jaringan saluran udarategangan tinggi (SUTT) 150 kilo volt (kv) yang mampu menahanterhadap variasi beban angin (preliminary design, menentukanpembebanan, melakukan analisa dan kontrol terhadap profil yangdipakai, memvisualisasikan dalam bentuk penggambaran)
PENDAHULUAN
RUANG LINGKUP
1. Melakukan perhitungan desain struktur tower denganmenggunakan software Microstran Tower version 6.0 dan tidakmengacu specifikasi teknis kepada rencana kerja dan syarat(RKS).
2. Tidak membahas mengenai metode pelaksanaan.
3. Melakukan pendetailan struktur tower tanpa pondasinya.
PENDAHULUAN
METODOLOGI
PRELIMINARY DESIGN
DESAIN RENCANA
1. Data kondisi lingkungan (Environmental data)
- Maximum operating temperature 90 C- Minimum operating temperature 10° C- Mean temperature (untuk desain)
Padang 23° CSemarang 26° CKupang 25° C
- Basic wind Speed Exisisting 43,82 m/sPadang 24,37 m/sSemarang 30,58 m/sKupang 20,82 m/s
2. Faktor Keutamaan (Line reability factor (table 3.1) = 2) ; L.F.=1,15
PRELIMINARY DESIGN
DESAIN RENCANA
POTONGAN K-K
POTONGAN J-J
POTONGAN I-I
POTONGAN H-H
POTONGAN G-G
POTONGAN F-F
POTONGAN E-E
VIEW 1-1 POTONGAN A-A
POTONGAN B-B
POTONGAN C-C
POTONGAN D-D
PRELIMINARY DESIGN
DESAIN RENCANA
Kecepatan angin pada daerah Padang, Semarang dan Kupang berdasarkan distribusi kecepatan angin 50 tahunan
Gambar Lay Out Tower SUTT
DATA BAHAN
PRELIMINARY DESIGN
Type of Material Standart Grade
* Mild SteelBJ 37 / BS 4.360 - Grade 50C / ASTM
A 36 / JIS G3101 - Grade SS400fy = 245 Mpa
* High TensileBJ 52 / BS 4.360 - Grade 43A / JIS
G3101 - Grade SS540fy = 360 Mpa
- Splice Bolts ASTM A394 fy = 247 Mpa
- Grade of Bolt ASTM A - 307
- Hot Dipped Galvanzed
Concrete (fc') 19 Mpa ( 28 days )/ K-225
Welding Electrodes AWS D1.1 E60XX fy = 345 Mpa
Steel Strukture
- Steel Shapes & Plates
Bolt & Nut
Anchor Bolts
Galvanzed
DESAIN AWAL PROFIL
PRELIMINARY DESIGN
L M Berat
m Kg Kg/m
L 45X45X4 316,5 867,1 2,74
L 50X50X4 348,5 1064,2 3,05
L 50X50X5 106,0 399,5 3,77
L 60X60X6 179,1 971,7 5,43
L 65X65X6 353,2 2063,0 5,84
L 70X70X6 75,4 481,3 6,38
L 80X80X6 210,2 1542,6 7,34
L 50X50X4 72,9 222,6 3,05
L 90X90X7 314,2 3008,9 9,58
L 100X100X8 32,1 390,2 12,16
L 100X100X10 19,2 287,0 14,95
L 120X120X11 21,2 420,1 19,82
L 130X130X12 158,3 3698,9 23,37
L 55X55X5 156,7 645,9 4,12
L 60X60X5 163,5 747,2 4,57
L 50X50X6 30,9 138,0 4,47
16948,2
Sect Size
Wt =
PEMBEBANAN
1. Perhitungan Beban MatiBerat sendiri struktur tower.Berat KonduktorBerat Kabel groundBerat Bahan Insulator
2. Perhitungan Beban AnginBeban Angin Pada Struktur Tower AA4+0 (SuspensionTower)Beban Angin Pada Elemen Kabel ( konduktor dan kawattanah)Angin pada Struktur Tower – arah sudut 0 degree
3. Perhitungan Beban Gempa
PEMBEBANAN
.
.
.
.
.
.
.
.
PERHITUNGAN STRUKTUR
1. Perhitungan StrukturKontrol Dimensi BatangKontrol Penampang (Local buckling)Kontrol Komponen Struktur
Kontrol kelangsingan Slenderness ratio Tegangan yang diijinkan Tegangan yang terjadi Kontrol kekuatan Rasio tekan dan tarik
2. Perencanaan Sambungan Rencana Tebal Pelat
Kuat lelehKuat putus
Rencana Baut Kuat tarik baut (bolt tension capacity)
Kontrol Kuat Tarik Profil 3. Chek Profil Stub Angle
..
....
..
..
..
.
KESIMPULAN
KESIMPULAN
Perencanaan ulang tower yang sudah ada (existing tower), dilakukan untuk memodifikasikecepatan angin tahunan maksimum berdasarkan distribusi 50 tahunan untuk wilayahPadang dan Semarang, dan berdasarkan distribusi 3 tahunan untuk wilayah Kupang.Tujuan penulisan ini adalah melakukan studi perkuatan pada tower saluran tegangan tinggitipe AA4+6 suspension akibat adanya variasi kecepatan angin. Studi kasus menggunakanexisting tower dengan tinggi 65,4 meter yang akan ditinjau terhadap variasi kecepatanangin. Standart atau code yang dipakai dalam perencanaan Saluran Udara TeganganTinggi ini adalah Standart Amerika (ASCE 10-97 = American Society of Civil EngineersDesign of Latticed Steel Transmission Structures) untuk perhitungan analisa strukturnya,sedangkan untuk analisa pembebanannya digunakan (ASCE 7-98 = American Society ofCivil Engineers Minimum Design Load for Buildings and other Structures, Revision ofANSI/ASCE 7-95) sedangkan petunjuk design pembebanannya (step by step) mengacuASCE Manuals and Reports on Engineering Practice No. 74 (Guidelines for ElectricalTransmission Line Structural Loading). Perkuatan tower dilakukan dengan mengunakansoftware MS TOWER V6. Dari hasil analisa diperlukan penambahan dimensi pada crossarm, xbracing dan redundant seperti profil siku 45x45x4, 50x50x4, 50x50x5, 55x55x5 danprofil siku 80x80x6 untuk memperkuat tower sesuai dengan daerah yang ditinjau.
GAMBAR -GAMBARFu = 4075kg/cm²
t = 2cm
Panel Section Member IDdia. Of Bolt Single / double Shear Allow. bearing allow. Pu allow Pultimate Pultimate n n Ratio Jarak baut ke tepi (cm) s min f min Remarks
( mm ) Shear ( kg ) ( kg ) ( kg ) ( kg ) ( kg ) e1 e2 e3 e min cm
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1
1L 65.65.665-66
18 Single 6107,26 7792,20 6107,26 587,76 705,32 0,10 2 0,06 0,90 2,34 2,90 0,90 1,98 0,76 LEG69-70
2L 45.45.4 31-46 18 Single 6107,26 5394,60 5394,60 763,87 916,64 0,2 2 0,08 0,79 2,34 2,90 0,79 1,87 0,68 X BRACING
3L 45.45.4 73-76 18 Single 6107,26 5394,60 5394,60 279,61 335,53 0,1 2 0,03 0,79 2,34 2,90 0,79 1,87 0,68
HORIZONTAL4L 50.50.4
1-2
18 Single 6107,26 5994,00 5994,00 910,20 1092,24 0,20 4 0,05 0,88 2,34 2,90 0,88 1,96 0,7529-30
15-16
71-78
5L 45.45.4 11-14 18 Single 6107,26 5394,60 5394,60 297,043 356,45 0,1 2 0,030,79 2,34 2,90 0,79 1,87 0,68
PLAN BRACING
6L 45.45.4
19-20
18 Single 6107,26 5394,60 5394,60 910,20 1092,24 0,20 4 0,05 0,79 2,34 2,90 0,79 1,87 0,68
CROSS-ARM
47-50
55-56
61-68
7L 50.50.417-18
18 Single 6107,26 5994,00 5994,00 295,82 354,98 0,10 2 0,03 0,88 2,34 2,90 0,88 1,96 0,7524,28
8L 50.50.5
3-8
18 Single 6107,256119 5994 5994
1147,89 1377,47 0,20 2 0,11 0,88 2,34 2,90 0,88 1,96 0,7521-23
25-27
51-54
640,99 769,19 0,10 2 0,06 0,88 2,34 2,90 0,88 0,88 0,7559-60
57-58
24
1L 130.130.12
2501-2504
22 Single 9123,19 19047,60 9123,19 54676,46 65611,75 7,2 12 0,60 1,34 2,86 3,10 1,34 2,66 1,14 LEG2541-2544
2581-2584
2621-2624
2L 80.80.6
2507-2510
18 Single 6107,26 9590,4 6107,26 4426,79 5312,15 0,9 1 0,87 0,90 2,34 2,90 0,90 1,98 0,76 X BRACING
2511-2514
2547-2550
2551-2554
2587-2590
2591-2594
2627-2630
2631-2634
3L 50.50.4
2515-2522
18 Single 6107,26 5994 5994 780,90 937,08 0,2 1 0,16 0,88 2,34 2,90 0,88 1,96 0,75
REDUNDANT
2555-2562
2585-2586
2595-2602
2635-2642
4L 55.55.5
2505-2506
18 Single 6107,26 6593,40 6107,26 145,11 174,13 0 1 0,03 0,90 2,34 2,90 0,90 1,98 0,762545-2546
2585-2586
2625-2626
GAMBAR -GAMBAR
1066
3855 3855
11 12
21
L50X4
L50X5
L45X4
L50X5
L50X5
L50X5
L45X4
L50X5
L50X5
L50X4
L45X4
L65X6L65X6
16
00
+65.40
60
00
+18.00
+12.00
60
00
+24.00
282
241
251
L65X6
L65X6
L50X4
L50X4
L50X4
L50X4
L130X12
L130X12
L130X12
L55X5
L50X4
L50X4
L65X6
L50X4
L50X4
L50X4
L50X4
L130X12
L130X12
L130X12
L55X5
L50X4
L50X4
GAMBAR -GAMBAR
X Y
Z
theta: 300 phi: 30
MStow er V6 24 Juni 2010 07:41:27
Design Ratios - % of Code Capacity≤50≤95≤100 ≤105 ≤110 >110