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