laporan skripsi perancangan liftup flexsible step …
TRANSCRIPT
i
LAPORAN SKRIPSI
PERANCANGAN LIFTUP FLEXSIBLE STEP BAGI
PENYANDANG DISABILITAS TUNADAKSA
KUKUH PRASTYO
NIM. 201654013
DOSEN PEMBIMBING
Rochmad Winarso, S.T., M.T.
Qomaruddin, S.T., M.T.
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MURIA KUDUS
2021
ii
iii
iv
v
PERANCANGAN LIFTUP FLEXSIBlE STEP BAGI
PENYANDANG DISABILITAS TUNADAKSA
Nama Mahasiswa : Kukuh Prastyo
NIM : 201654013
Pembimbing :
1. Rochmad Winarso, S.T., M.T.
2. Qomaruddin, S.T., M.T.
RINGKASAN
Kemudahan aksesbilitas fasilitas publik tersedia bagi semua warga
masyarakat dan termasuk juga bagi penyandang disabilitas, akan tetapi masih
banyak fasilitas publik yang masih kurang ramah bagi penyandang disabilitas.
Tujuan perancangan ini diharapkan membantu mobilitas penyandang
disabilitas tunadaksa untuk menjangkau tempat-tempat bertingkat di fasilitas
publik, contohnya : Halte bus, tempat ibadah, maupun rumah sakit.
Metode yang digunakan dalam perancangan adalah studi literatur,
analisa kebutuhan, perhitungan kontruksi tangga, perhitungan kekuatan poros,
perhitungan kekuatan sambuangan las, simulasi stress analysis menggunakan
bantuan software autodesk inventor 2015 dan gambar kerja kemudian
melakukan kesimpulan.
Hasil perancangan Liftup Flexible step didapat kan nilai beban mati
8,1152 kN/m , beban hidup 0,8121 kN/m, beban ultimate 11, 02 kN/m,
kekuatan poros 6,55 Nmm, kekuatan sambungan las 18,5 N/mm2, von misses
stress saat menjadi tangga 28,86 Mpa, von misses stress saat menjadi lift
27,81 Mpa, Displacement saat menjadi tangga 0,143 mm, Displacement saat
menadi lift 0,2023 mm, safety factor saat menjadi tangga 15 dan saat menjadi
lift 15, sedangkan hasil perhitungan teoritis von misses stress saat menjadi
tangga 26,22 Mpa, von misses stress saat menjadi lift 24,39 Mpa,
Displacement saat menjadi tangga 0,0639 mm, Displacement saat menadi lift
0,0951 mm, safety factor saat menjadi tangga 9,15 dan saat menjadi lift 9,84.
Kata Kunci : Disabilitas, aksesbilitas, Flexstep.
vi
ABSTRACT
The ease of accessibility of public facilities is available to all members
of the community and including persons with disabilities, however there are still
many public facilities that are still not friendly to persons with disabilities. The
purpose of this design is expected to help the mobility of persons with disabilities
with disabilities to reach terraced places in public facilities, for example: bus
stops, places of worship, and hospitals.
The method used in the design is literature study, needs analysis,
calculation of ladder construction, calculation of shaft strength, calculation of
weld strength, simulation of stress analysis using Autodesk Inventor 2015
software and working drawings and then making conclusions.
The results of the flexible step lift-up design show that the dead load
value is 8.1152 kN / m, live load 0.8121 kN / m, ultimate load 11, 02 kN / m, shaft
strength 6.55 Nmm, weld joint strength 18.5 N / mm2, von misses stress when
being a ladder 28.86 Mpa, von misses stress when being a ladder 27.81 Mpa,
Displacement when being a ladder 0.143 mm, Displacement when taking an
elevator 0.2023 mm, safety factor when being a ladder 15 and when becoming an
elevator 15, while the theoretical calculation results of von misses stress when
being a ladder are 26.22 Mpa, von misses stress when being an elevator is 24.39
Mpa, Displacement when being a ladder is 0.0639 mm, Displacement when being
an elevator is 0.0951 mm, safety factor when being stairs 9,15 and when it
becomes an elevator 9,84..
Keywords: disabilities, accessibility, flexstep.
vii
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah, akhirnya penulis berhasil menyelesaikan
Skripsi/Tugas Akhir ini, yang berjudul ” Perancangan Liftup Flexible Step bagi
Penyandang Disabilitas Tunadaksa”.
Penyusunan Skripsi/Tugas Akhir ini ditujukan untuk memenuhi salah satu
syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST). Pelaksanaan Skripsi/Tugas Akhir
ini tak lepas dari bantuan dan dukungan beberapa pihak, untuk itu penulis
mengucapkan banyak terima kasih kepada :
1. Puji syukur Allah SWT yang telah memberi kesehatan dan kekuatan untuk
menyelesaikan laporan tugas akhir ini.
2. Keluarga tercinta Bapak Hary Suntani, ibu Miati, Kakak Dwi Kristy, dan
yang telah memberikan dukungan, motivasi, semangat dalam
penyelesaian laporan ini.
3. Bapak Rochmad Winarso, S.T., M.T. selaku dosen wali sekaligus dosen
pembimbing I yang banyak memberi saran dan gagasan pada penulis
dalam penyusunan laporan tugas akhir ini.
4. Bapak Qomaruddin, S.T., M.T. selaku pembimbing II yang banyak
memberi saran dan gagasan pada penulis dalam penyusunan laporan tugas
akhir ini.
5. Bapak Rianto Wibowo, ST., M.Eng selaku Kaprogdi Teknik Mesin,
Fakultas Teknik Universitas Muria Kudus.
6. Kepada tim penguji Bapak Taufiq Hidayat, S.T., M.T. dan Bapak Hera
Setiawan, S.T., M.Eng. yang telah banyak membantu dalam pemahaman
pada laporan tugas akhir ini.
7. Segenap Dosen dan Laboran Program Studi Teknik Mesin Universitas
Muria Kudus yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan dalam setiap
perkuliahan.
viii
8. Rekan – Rekan Mahasiswa Teknik Mesin angkatan 2016 seperjuangan
yang telah banyak membantu sehingga tersusunlah laporan ini.
9. Semua pihak yang secara langsung maupun tidak langsung telah
membantu penulis dalam penyusunan laporan tugas akhir ini
Penulis menyadari adanya kekurangan dan ketidaksempurnaan dalam
penulisan laporan tugas akhir ini, karena itu penulis menerima kritik, saran dan
masukan dari pembaca yang bersifat membangun demi kesempurnaan laporan ini.
Akhirnya penulis berharap semoga laporan ini bisa bermanfaat khususnya bagi
penulis dan umumnya bagi para pembaca.
Kudus, 24 Februari 2021
Kukuh Prastyo
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i
HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iii
PERNYATAAN KEASLIAN .......................................................................... iv
RINGKASAN .................................................................................................. v
KATA PENGANTAR ..................................................................................... vii
DAFTAR ISI .................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL ............................................................................................ xv
DAFTAR SIMBOL .......................................................................................... xvi
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xviii
DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN ....................................................... xix
BAB I ............................................................................................................... 1
PEMDAHULUAN ........................................................................................... 1
1.1 Perumusan Masalah ............................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah ............................................................................... 2
1.3 Batasan Masalah .................................................................................... 2
1.4 Tujuan .................................................................................................... 3
1.5 Manfaat .................................................................................................. 3
BAB II .............................................................................................................. 4
TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................. 4
2.1 Pengertian Difabel ................................................................................ 4
2.2 Tunadaksa ............................................................................................. 5
2.2.1 Definisi Tunadaksa ..................................................................... 5
2.2.2 Persyaratan Perancangan Pengguna Kursi Roda ........................ 5
2.3 Aksebilitas ............................................................................................ 6
x
2.4 Tangga .................................................................................................. 7
2.4.1 Definisi Tangga .......................................................................... 7
2.5 Kontruksi Tangga ................................................................................. 8
2.5.1 Definisi Kontruksi Tangga ......................................................... 8
2.5.2 Hal penting dalam perancangan tangga ..................................... 8
2.5.3 Syarat ukuran dalam perancangan tangga .................................. 9
2.5.4 Perancangan Tangga................................................................... 11
2.5.5 Perhitungan Tangga .................................................................... 12
2.6 Ergonomi .............................................................................................. 14
2.7 Antropometri ........................................................................................ 15
2.7.1 Definisi Antropometri ................................................................ 15
2.7.2 Segmen tubuh Antropometri ...................................................... 16
2.8 Safety Factor ......................................................................................... 17
2.9 Tegangan Von Misses .......................................................................... 18
2.10 Mekanika Teknik ................................................................................ 18
2.10.1 Tegangan Normal ..................................................................... 18
2.10.2 Regangan Normal ..................................................................... 19
2.10.3 Momen Inersia .......................................................................... 20
2.11 Material .............................................................................................. 20
2.11.1 Baja Karbon .............................................................................. 20
2.11.2 Baja ST 37 ................................................................................ 21
BAB III ............................................................................................................ 23
METODOLOGI ............................................................................................... 23
3.1 Alur Perancangan ................................................................................. 23
3.2 Studi Literatur ....................................................................................... 25
3.3 Analisa Kebutuhan Liftup Flexible Step ............................................... 25
3.4 Konsep Desain Liftup Flexible Step ..................................................... 27
xi
3.4.1 Konsep Desain Pertama ............................................................. 27
3.4.2 Konsep Desain Kedua ................................................................ 29
3.5 Pemilihan Desain .................................................................................. 30
3.6 Gambar Desain Liftup Flexible Step .................................................... 32
3.6.1 Konsep Desain ............................................................................ 32
3.6.2 Prinsip Kerja ............................................................................... 33
3.7 Perhitungan Perancangan ..................................................................... 34
3.7.1 Kontruksi Tangga ....................................................................... 34
3.7.2 Perhitungan Poros ...................................................................... 35
3.7.3 Sambungan Las .......................................................................... 36
3.7.4 Kekuatan Profil Rangka ............................................................. 36
3.7.5 Struktur Tangga .......................................................................... 36
3.8 Simulasi Software ................................................................................. 37
BAB IV ............................................................................................................ 38
HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................ 38
4.1 Perancangan Spesifikasi Liftup Flexible Step ...................................... 38
4.4.1 Perancangan ............................................................................... 38
4.2 Perhitungan Poros ................................................................................. 45
4.3 Sambungan Las .................................................................................... 48
4.4 Perhitungan Kekuatan Profil Rangka ................................................... 51
4.5 Analisa Struktur saat Menjadi Tangga ................................................. 57
4.6 Analisa Struktur saat Mnejadi Lift ....................................................... 69
4.7 Simulasi Stress Analysis ...................................................................... 82
4.8 Hasil Simulasi ....................................................................................... 88
4.8.1 Pembebanan pada Liftup Flexstep ............................................. 88
4.9 Hasil Simulasi ....................................................................................... 93
4.10 Pembahasan ........................................................................................ 93
xii
BAB V .............................................................................................................. 97
PENUTUP ........................................................................................................ 97
5.1 Kesimpulan ........................................................................................... 97
5.2 Saran ..................................................................................................... 98
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 99
LAMPIRAN ..................................................................................................... 101
DATA PENULIS ............................................................................................. 111
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Jangkauan pengguna kursi roda ............................................ 6
Gambar 2.2 Aksesbilitas jalur pendestarian .............................................. 7
Gambar 2.3 ukuran lebar tangga ............................................................... 9
Gambar 2.4 Lebar dan tinggi anak tangga ................................................ 10
Gambar 2.5 Ketentuan tangga ................................................................... 12
Gambar 2.6 Standart SNI untuk perancangan tangga ............................... 12
Gambar 2.7 Postur tubuh pada saat naik tangga ....................................... 17
Gambar 2.8 gaya tarik aksial ..................................................................... 18
Gambar 2.9 gaya tekan aksial ................................................................... 19
Gambar 2.10 Penampang rangka utama.................................................... 20
Gambar 2.11 harga tegangan dasar baja ................................................... 22
Gambar 3.1 Diagram alir perancangan ..................................................... 23
Gambar 3.2 konsep 1 desain liftup flexstep ............................................... 27
Gambar 3.3 konsep 2 desain liftup flexstep ............................................... 29
Gambar 3.4 konsep desain liftup flexstep .................................................. 32
Gambar 4.1 ukuran liftup flexstep ............................................................. 39
Gambar 4.2 Ukuran liftup flexstep ............................................................ 38
Gambar 4.3 Ukuran perancangan pelat tangga ......................................... 40
Gambar 4.4 Dimensi Poros ....................................................................... 45
Gambar 4.5 Pembebanan pada poros ........................................................ 45
Gambar 4.6 SFD dan BMD pada poros .................................................... 47
Gambar 4.7 Sambungan las pada frame tangga dan cover aktuator ......... 49
Gambar 4.8 Ilustrasi sambungan las ......................................................... 49
Gambar 4.9 Persegi hollo .......................................................................... 51
Gambar 4.10 SFD dan BMD persegi hollo ............................................... 53
Gambar 4.11 Freebody diagram ............................................................... 55
Gambar 4.12 Elastic dari hasil defleksi profil rangka ............................... 55
Gambar 4.13 Free body diagram liftup flexstep ........................................ 57
Gambar 4.14 Free body diagram liftup flexstep ........................................ 58
Gambar 4.15 Pembebanan pada frame anak tangga ................................. 58
xiv
Gambar 4.16 gaya tekan pada anak tangga ............................................... 59
Gambar 4.17 SFD dan BMD pada anak tangga ........................................ 61
Gambar 4.18 Dimensi anak tangga ........................................................... 62
Gambar 4.19 Ukuran frame anak tangga ................................................. 63
Gambar 4.20 Free body diagram frame anak tangga ................................ 65
Gambar 4.21 Elastic dari hasil defleksi ..................................................... 65
Gambar 4.22 Freebody diagram liftup flexstep ......................................... 70
Gambar 4.23 Freebody diagram liftup flexstep ......................................... 70
Gambar 4.24 Pembebanan pada anak tangga ............................................ 71
Gambar 4.25 Gaya tekan pada anak tangga .............................................. 72
Gambar 4.26 SFD dan BMD pada anak tangga ........................................ 74
Gambar 4.27 Dimensi anak tangga ........................................................... 75
Gambar 4.28 Ukuran frame anak tangga ................................................ 76
Gambar 4.29 Freebody diagram frame anak tangga ................................ 78
Gambar 4.30 Elastic dari hasil defleksi ..................................................... 78
Gambar 4.31 Tampilan awal software autodesk inventor 2015 ................ 83
Gambar 4.32 Pemodelan liftup flexstep saat menjadi tangga .................... 83
Gambar 4.33 Pemodelan liftup flexstep saat menjadi lift .......................... 84
Gambar 4.34 Bentuk sambungan las ......................................................... 84
Gambar 4.35 Bentuk sambungan baut ...................................................... 85
Gambar 4.36 Pemilihan material .............................................................. 86
Gambar 4.37 Tahapan awal stress analysis .............................................. 87
Gambar 4.38 Posisi titik force ................................................................... 87
Gambar 4.39 Von-mises stress flexstep saat menjadi lift .......................... 88
Gambar 4.40 Von-mises stress flexstep saat menjadi tangga .................... 89
Gambar 4.41 Displacement flexstep saat menjadi tangga ........................ 90
Gambar 4.42 Displacement flexstep saat menjadi lift .............................. 91
Gambar 4.43 Safety factor flexstep saat menjadi tangga .......................... 92
Gambar 4.44 Safety factor flexstep saat menjadi lift ................................ 92
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Analisa Kebutuhan .................................................................... 25
Tabel 3.2 Kriteria pemilihan desain .......................................................... 29
Tabel 4.1 hasil simulasi ............................................................................. 93
Tabel 4.2 perhitungan teoritis ................................................................... 93
Tabel 4.3 Hasil Perancangan ..................................................................... 94
xvi
DAFTAR SIMBOL
Simbol Keterangan Satuan
t Lebar Anak Tangga (Antrade) mm / cm / m
m Tinggi Anak Tangga (Optrade) mm / cm / m
α Kemiringan o
b Lebar tangga mm / cm / m
ht Tinggi Pelat mm / cm / m
Tan-1θ Sudut kemiringan tangga o
L Panjang miring tangga mm / cm /m
γ Berat jenis material kN/m3
θ Berat satu buah anak tangga kN
WD Beban mati kN/m
WL Beban hidup kN/m
WU Beban Ultimate kN/m
I Momen inersia mm
K Faktor kekakuan
M
F
A
h
d
C
Momen primer
Gaya benda
Luas permukaan
Tinggi anak tangga
Panjang komponen anak
tangga
Titik tengah pada sudut y
kN/m
N
mm2
mm
mm
mm
N/mm2
xvii
σ
δ
E
V
Fy
m
g
Tegangan permukaan
Defleksi
Modulus elastisitas
Tegangan geser
Beban maksimal
Von mises stress
Kekuatan luluh material
Massa
Gaya gravitasi
Safety factor
mm
Mm
Gpa
N
N
Mpa
Kg
Nmm2
ul
xviii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Liftup Flexible step Step saat menjadi lift .............................. 103
Lampiran 2 Liftup Flexible step saat menjad tangga ................................ 104
Lampiran 3 Cover dalam Liftup Flexible step .......................................... 105
Lampiran 4 Frame tangga Liftup Flexible step ......................................... 106
Lampiran 5 Cover luar Liftup Flexible step .............................................. 107
Lampiran 6 Frame pijakan Liftup Flexible step ........................................ 108
Lampiran 7 Cover frame Liftup Flexible step ........................................... 109
Lampiran 8 Pelat tangga Liftup Flexible step ........................................... 109
Lampiran 9 Jalan tangga Liftup Flexible step ........................................... 110
Lampiran 10 Lembar Turnitin ................................................................... 111
Lampiran 11 Lembar Konsultasi ............................................................... 112
Lampiran 12 Lembar Revisi...................................................................... 117
Lampiran 13 Biodata penulis .................................................................... 120
Note : Lampiran yang disertakan dalam laporan
1. Surat keterangan: kolaborasi, obyek penelitian (jika ada)
2. Instrumen penelitian (kuesioner, data penelitian, tabel pendukung)
3. Artikel ilmiah
4. Poster (print warna A4)
5. Manual book (pedoman penggunaan) jika ada
6. Fotokopi buku bimbingan
7. Dokumentasi: foto, dll jika ada
xix
DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN
IEA : International Ergonomic Association
IQ : Intellegence Quotient
WHO : World Health Organization
SNI : Standart Nasional Indonesia
AISI : American Iron and Steel Institute
HB : Hardness brinell
DC : Direct Current
ST : Steel
WL : Weight Life
WD : Weight Death
WU : Weight ultimate
SFD : Shear Force Diagram
BMD : Bending Moment Diagram