awal-daftarpustaka
TRANSCRIPT
-
BAB I
PENDAHULUAN
TRB III merupakan salah satu tugas rancang di Teknik Kelautan ITS
Surabaya. TRB III ini adalah lanjutan dari TRB II, dimana pada TRB II telah
dirancang sebuah Jacket Platform yang telah dihitung dengan menggunakan
analisis statis untuk mengetahui kekuatan struktur dari beban-beban lateral
maupun transversal. Sedangkan pada TRB III ini akan dilakukan analisis dinamis,
yang meliputi analisis seismik, fatigue dan loadout, terhadap struktur yang telah
dibuat pada TRB II. Analisis dinamis dilakukan agar struktur jacket yang dibuat
memenuhi tiga faktor yang diperlukan yaitu: keamanan (safety), fungsi
(performance) dan ketahanan (reliability). Tujuan dari analisis dinamis terhadap
suatu struktur adalah untuk mengetahui besarnya respon dinamis struktur terhadap
pembebanan yang merupakan fungsi waktu seperti displacement, atau perilaku
dinamis struktur seperti frekuensi natural struktur atau periode natural struktur.
Analisis seismik/beban gempa dilakukan tergantung dimana struktur
jacket yang kita buat ditempatkan. Analisis seismik sangat perlu dilakukan bila
jacket struktur ditempatkan pada daerah rawan gempa, akan tetapi meskipun tidak
ditempatkan pada daerah yang rawan gempa analisis seismik ini juga perlu
dilakukan untuk menambah keamanan struktur jacket yang telah kita buat.
Kemudian dilakukan analisa fatigue yang bertujuan untuk mengetahui
seberapa lama ketahanan bangunan tersebut akibat semua gaya yang terjadi.
Peluang kerusakan karena fatigue ini bertambah besar seiring dengan kualitas
fabrikasi yang jelek, umur bangunan laut yang semakin tua, dan korosi terjadi
pada bangunan laut tersebut. Oleh karena itu biaya untuk menangani kerusakan
bangunan laut banyak difokuskan pada fatigue. Kelelahan (fatigue) adalah gejala
pada bagian (member) dari struktur saat mengalami kegagalan/kerusakan setelah
mengalami pembebanan yang dinamis, meskipun besar tegangan yang diakibatkan
oleh beban ini masih berada di bawah tegangan ijin. Beban dinamis adalah beban
yang besarnya berubah-ubah dan terjadi berulang-ulang pada struktur anjungan
lepas pantai. Beban-beban dinamis berupa beban lateral seperti beban gelombang,
1
-
gempa bumi, angin dan arus. Keberadaan fenomena fatigue ini pada akhirnya
akan menentukan umur operasi dari sebuah struktur anjungan lepas pantai.
Setelah proses fabrikasi jacket selesai, maka tahap selanjutnya adalah
melakukan analisis terhadap metode yang sesuai untuk melakukan loadout
struktur jacket tersebut. Dalam tahap desain, sebenarnya sudah dipertimbangkan
metode loadout yang akan digunakan, karena dalam proses loadout banyak faktor
yang dapat menjadi kendala, misalnya faktor keterbatasan sarana yang bisa
digunakan untuk loadout, faktor keamanan, faktor ekonomis dan faktor alam.
Sehingga, proses loadout sendiri harus mendapat perhatian yang besar.
1.1 Perumusan Masalah Permasalahan yang akan dibahas dalam Tugas Perancangan Dinamis
Struktur Lepas Pantai (TRB III) ini adalah:
1. Bagaimana kekuatan struktur terhadap beban seismik yang meliputi Member
Stress Check (Unity Check), Joint Punching Shear Check, Pile Capacity
Check dan Pile Member Strenght Check?
2. Berapakah umur kelelahan (Fatigue Life) dari critical member pada struktur?
3. Bagaimana konfigurasi dari skidshoe, proses skenario ballasting dan waktu
yang dibutuhkan untuk proses loadout?
1.2 Tujuan Adapun tujuan yang ingin diperoleh dalam mengerjakan Tugas
Perancangan Dinamis Struktur Lepas Pantai (TRB III) ini adalah:
1. Menghitung bagaimana kekuatan struktur terhadap beban seismik yang
meliputi Member Stress Check (Unity Check), Joint Punching Shear Check,
Pile Capacity Check dan Pile Member Strenght Check;
2. Menghitung berapakah umur kelelahan (Fatigue Life) dari critical member
pada struktur?
3. Menentukan konfigurasi dari skidshoe, proses skenario ballasting dan waktu
yang dibutuhkan untuk proses loadout?
2
-
1.3 Deskripsi Struktur 1. Nama Struktur : Production Platform
2. Jenis Struktur : Jacket Platform
3. Kedalaman Perairan : 185 ft
4. Orientasi Platform : (+60o) True North
5. Jumlah kaki : 3 kaki
6. Jumlah crane : 1 buah
7. Jumlah Deck : 4 (empat) deck
Main Deck, Mezzanine Deck, Cellar Deck,
Helicopter Deck.
Main Deck
Panjang 56.00 ft
Lebar 68.00 ft
Luas 3808.00 ft2
Elevasi +87.25 ft
Cellar Deck
Panjang 56.00 ft
Lebar 68.00 ft
Luas 3808.00 ft2
Elevasi +57.25 ft
Mezanine
Panjang 56.00 ft
Lebar 44.65 ft
Luas 2500.00 ft2
Elevasi +39.25 ft
Heli Deck
Panjang 47.00 ft
3
-
Lebar 47.00 ft
Luas 2209.00 ft2
Elevasi +113.25 ft
Jenis Label
Section
Label
Perhitungan
analisa
dinamis
Main Girder Heli Deck MG1 W6X25
Secondary Girder Heli
Deck SG1 W10X30
Main Girder Main
Deck MG2 W12x230
Secondary Girder Main
Deck SG2 W24x192
Main Girder Mezanine
Deck MG3 W30X526
Secondary Girder
Mezanine Deck SG3 W18X234
Main Girder Cellar
Deck MG4 W40X531
Secondary Girder Cellar
Deck SG4 W14X233
1.4 Asumsi Analisi dan Perancangan Asumsi dan batasan yang digunakan dalam analisis dan perancangan
struktur ini adalah:
1. Struktur lepas pantai yang akan dianalisa adalah jacket dengan fungsi
Production Platform.
4
-
2. Pada analisis seismik tipe tanah yang digunakan adalah Tipe A, effective
ground acceleration terhadap g adalah 0.015g, damping ratio adalah 4%,
CQC dynamic loading X, Y, Z adalah 1.0, 1.0 dan 0.5;
3. Pada analisis fatigue, umur kelelahan dihitung menggunakan metode
deterministik.
4. Pada analisis load out hanya dilakukan pada jacket, sedangkan load out
untuk deck tidak dilakukan analisis, besar biaya tidak diperhitungkan.
5. Pemodelan jacket menggunakan SACS 5.3 dan pemodelan barge untuk
analisis loadout menggunakan MOSES 7.
5
-
BAB II
RINGKASAN DAN KESIMPULAN
2.1 Ringkasan
2.1.1 Analisa Seismik
a. Semua member stress telah memenuhi persyaratan berdasarkan API RP 2A
- WSD. Baik pada analisis Seismik (TRB-3), member stress UC memenuhi
kriteria berdasarkan API-RP 2A UC
-
c. Faktor keamanan untuk Pile Axial pada semua analisis kondisi
memenuhi persyaratan API RP 2A WSD.
Tabel 2.3 Faktor keamanan pile axial
d. Pile member stress check telah memenuhi persyaratan API RP 2A WSD.
Tabel 2.4 Pile stress check
PILE
JT
PILE
GROUP
PILE MAXIMUM
PILEHEAD WEIGHT PENETRATION
O.D THICKNESS UNITY
(IN) (IN) KIPS FT CHECK
001P PL1 34.00 1 79.4 75 0.23
002P PL1 34.00 1 79.4 75 0.34
003P PL1 34.00 1 79.4 75 0.52
2.1.2 Analisis Fatigue Platform Production Platform didisain selama 15 tahun layanan hidup.
Dari analisis Fatigue yang dilakukan, tidak ada joint yang memiliki Fatigue Life
kurang dari 30 tahun. Dari hasil analisa, Platform Production Platform mampu
beroprasi dengan Design Loading yang telah di tetapkan dan dapat beroperasi
selama lebih dari 30 tahun.
Condition Pile joint
Pile group
Pile penetration
Pile axial capacity
Pile axial load
Safety factor
Seismik
(ft) (Kips) (kips)
001P PL1 75 3343.2 392.1 8.53
002P PL1 75 3343.2 565.2 5.92
003P PL1 75 3356.3 872.4 3.85
7
-
Tabel 2.5 Umur Kelelahan Terkecil
JOINT Member Grup ID
Original Chord dan Brace Fatigue Results (years)
OD WT Service Life
602L 601L-602L HB 30 in 0.2 in 32.21207
201L 203L-201L HB 30 in 0.2 in 32.37227
203L 103L-203L LG2 39 in 1 in 36.72153
203L 203L-201L HB 30 in 0.2 in 37.0929
201L 101L-201L LG2 39 in 1 in 38.66764
2.1.3 Analisis Load Out Loadout adalah proses perpindahan jacket structure ke atas barge. Dalam
analisa kali ini menggunakan loadout jenis skidding. Analisis yang akan
dilakukan adalah analisis stabilitas dan proses ballasting. Analisis ini dimulai
dengan pemilihan barge yang sesuai dengan panjang dan lebar struktur
jacket yang akan dipindahkan, berdasarkan perhitungan dipilihlah BOA
BARGE 17.
Analisis proses ballasting disimulasikan pada software MOSES dengan
membagi tahapannya menjadi tujuh step, dimulai dari step 1 yang
menjelaskan keseluruhan struktur jacket masih berada di atas jetty hingga
step 7 yang menjelaskan keseluruhan struktur jacket telah berada di atas
barge dengan COG jacket dan barge (sumbu Z) terletak dalam satu garis
vertikal. Masing-masing step disimulasikan pada software MOSES dengan
memasukkan data beban self weight dan COG jacket pada tiap step.
Berdasarkan perhitungan MOSES, maka dapat disimpulkan bahwa barge
mampu untuk menjaga posisi agar tetap evenkeel dan mampu melakukan
proses load out.
8
-
2.2 Kesimpulan Hasil analisis In-place (pada TRB-2) , Seismik, dan Fatigue yang
dilakukan pada TRB 3, menunjukkan bahwa perancangan Platform
Production Platform mampu menahan beban-beban yang direncanakan
(Design Loads), dan mampu beroperasi selama lebih dari Design Service Life
(30 tahun). Dari hasil Analisis Loadout di dapat metode loud out yang
digunakan yaitu metode skidding dengan Tipe barge yang digunakan untuk
load out jacket adalah tipe Boa Barge 17.
9
-
BAB III
KRITERIA DESAIN
3.1 Beban-Beban (loadings) Beban-beban yang dipertimbangkan dalam analisis dijabarkan di bawah ini :
1. Beban Mati Struktur (Structural Dead Loads);
2. Topside Loads :
a. Equipment Load;
b. Live Loads and Piping load of Deck ;
c. Crane Loads.
3. Environmental Loads.
3.1.1. Structural Dead Loads (Loadcn 1) Beban mati dari struktur baja termasuk bouyancy dari struktur baja utama dan kedua
(Secondary Beam) yang di modelkan di Program SACS 5.3 akan otomatis digenerate oleh SACS
5.3 dan diberikan factor 1.00.
3.1.2. Topside Load Topside Load di dapat dari perhitungan manual dan data-data awal.
Equipment Loads (loadcn EQP)
Equipment Load / Beban Peralatan terdiri dari beban peralatan yang ada di
Main Deck, Mezzanine Deck dan Cellar Deck. Penerapan beban peralatan diambil
dari Mateial Take Off (MTO) dan diterapkan sebagai beban merata dan beban titik.
Total Beban Peralatan adalah :
a) Peralatan di Main Deck All Equipment = 1141.76 kips
b) Peralatan di Cellar Deck: All Equipment = 984.55 kips
c) Peralatan di Mezanine Deck All Equipment = 409.7 kips
Total = 2536.8 kips
Perpipaan (Loadcn 4)
Beban perpipaan pada PSR platform total dari 3 deck adalah 290.75299 kips.
10
-
Crane Load (loadcn CRN) Beban operasional crane diambil dari data awal yaitu 175 kips.
3.2 Enviromnetal Loads
Kedalaman Perairan
Dalam Analisis Seismik dan Fatigue, kedalaman peraiaran yang digunakan
adalah 185 ft.
Angin
Beban angin yang bekerja pada struktur bangunan Platform Prime adalah sebagai
berikut :
Tabel 3.1 Beban Angin Beban Angin
Kondisi Operasi 60 mph
Kondisi Badai 80 mph
Kriteria Gelombang untuk Analisa Fatigue
Data kejadian gelombang berdasarkan tinggi gelombang dan periode gelombang
yang tersebar ke berbagai arah tercantum dalam tabel berikut :
Gambar 3.1 Kejadian gelombang selama 10 tahun
11
-
Profil Arus
Profil arus yang bekerja pada daerah operasi bangunan lepas pantai adalah sebagai
berikut :
Tabel 3.2 Beban Arus Kriteria Arus Kondisi Operasi (Kecepatan)
Arus Permukaan 3,0 knots
Arus Dasar Laut 0,75 knots
Kriteria Arus Kondisi Badai (Kecepatan)
Arus Permukaan 2,1 knots
Arus Dasar Laut 0,75 knots
Wave Kinematic Factor Berdasarkan code API RP 2A WSD wave kinematic factor yang digunakan
pada analisis bangunan laut ini adalah :
Tabel 3.3 Wave Kinematic Factor Daerah Faktor
Tropical Storm 0.85 0.95
Marine Growth
Marine growth yang diasumsikan bekerja pada pada analisis bangunan laut ini
adalah 2.5 inchi.
Koefisien Hidrodinamika
Koefisien hidrodinamika yang digunakan pada analisis bangunan laut ini
(kaki 3) adalah :
Tabel 3.4 Koefisien Hidrodinamika Cd Cm
Smooth 0.65 1.6
Rough 1.05 1.2
12
-
3.3 Kriteria Gempa
Tabel 3.5 Kriteria gempa
Asumsi tipe tanah SLE (100 TAHUN)
PGA (g) Damping ratio Cx, Cy, Cz
A 0,015 4% 1.0 , 1.0, 0.5
3.4 Steel Material Steel material yang digunakan pada perencanaan bangunan lepas pantai ini
mengacu pada AISC 13th Steel Construction Manual dengan asumsi jenis material yang
seragam menggunakan material tipe III dan IV (Mild Steel, Mild Steel with Through
Thickness Property, TTP) A36 yang mempunyai tegangan yield yield = 36 ksi.
3.5 Tegangan yang Diizinnkan Berdasarkan API RP 2A tegangan yang diizinkan pada perencanaan bangunan
lepas pantai ini adalah
Tabel 3.6 Tegangan yang Diizinkan Loading Condition Allowable Stresses
Increased Seismic Strength Level 1.33
Ductility Level 1.70
Pre-service analysis Load out analysis 1.00
13
-
BAB IV
CODES, STANDARD, SPECIFICATIONS, REFERENCES
CODES/ STANDARRD:
API RP2A WSD: recomended practice for planning, designing and
constructing fixed offshore platforms-21st edition, working stress design
AISC ASD 9th: AISC Manual of stell construction- 9th edition allowable
stress design
4.1 CODE/STANDARD DAN REFERENSI YANG DIGUNAKAN DALAM ANALISIS SEISMIK
Salah satu beban dinamis yang bekerja pada suatu struktur anjungan lepas
pantai adalah beban gempa. Hasil eksperimen (Hays, 1980), Hampir semua jenis
beban lingkungan dan beban jenis lainnnya yang bekerja pada struktur biasanya
merupakan beban dinamis yang mana respon struktur dari struktur yang menerima
beban tetsebut dapat di temukan dengan analisa statis atau menggunakan metode
empiris. Ahli struktur terutama memperhatikan efek lokal gempa yang besar di
mana gerak tanah cukup kuat untuk menyebabkan kerusakan struktur (Mcclleland,
1986). Hal ini menunjukkan bahawa investigasi karakteristik dari struktur
merupakan hal yang sangat penting dalam menganalisa kegagalan dari struktur
lepas pantai itu sendiri, dimana metode yang sangat cocok di pakai dalam
perhitungan frekuensi natural adalah metode finite elemnent, walaupun beban
dinamis yang bekerja pada suatu struktur dapat diabaikan dalam perhitungan ini,
tetapi beban dinamis berupa gempa bumi merupakan hal yang harus di
pertimbangankan oleh seorang ahli struktur.
Sistem Single Degree Of Freedom (SDOF) dengan lumped mass, bentuk
yang paling sederhana dari masalah respon gempa bumi adalah pergeseran atau
translasi dari titik titik tumpuan yang sama. Model yang umum dan sederhana
untuk menggambarkan respon struktur adalah seperti berikut :
14
-
Gambar 4.1 Model SDOF terhadap Respon Gempa Bumi (Craig, 1981)
Dari persamaan Spectral Velocity di atas, maka ada 3 faktor yang
mempengaruhi besarnya spectral tersebut, yaitu :
1. Karakteristik dari ground motion vg
2. Damping ratio dari struktur
3. Frekuensi sirkular dari struktur
Kemudian, untuk beberapa masukan gempa dan damping ratio, maka
memungkinkan untuk menentukan spectral velocity sebagai fungsi frekuensi
struktur atau periode struktur T = 2 / . Beban gempa dengan spektrum respon
rancangan untuk desain pada bangunan lepas pantai terpancang, mengacu pada
kriteria yang diberikan oleh American Petroleum Institute (API RP 2A WSD,
2000), yang dipengaruhi oleh beberapa aspek berikut :
1. Harga gravitasi bumi di lokasi studi
2. Damping kritis diambil 4 %, sementara untuk perhitungan pada redaman
lain dapat digunakan faktor koreksi D yang digunakan sebagai pengali dari
hasil respons ordinat sesuai code API RP2A WSD 1st:
dengan (persen) = nilai modal damping
3. Jenis tanah dasar laut (soil type) di lokasi studi : tipe A, B, atau C
4. Besarnya effective ground motion (G)
vt = total motion
v = relative
vg = ground
M
C
K K
Relative
K = Spring Constants
C = Damping Constants
15
-
Gambar 4.2 Spektrum respon untuk Gempa (API RP2A WSD, 2000)
Respon maksimum total dapat diperoleh dengan melakukan superposisi
terhadap respon-respon satuan setiap model. Metode yang digunakan dalam
analisa adalah CQC (Complete Quadratic Combination. CQC (Complete
Quadratic Combination) - Korelasi yang bersebrangan antara semua model
dalam perhitungan. 2/1
11jiji
N
j
N
iRRR
==
=
dimana,
i
jr
=
i = Frekuensi natural ke I
ni = Modal damping ratio ke I
( )( ) ( ) ( ) 22222
2/3
4141
8
rnnrrnnr
rnnnn
jiji
jijiij
++++
+=
16
-
catatan : jika merupakan matrik identitas (yaitu tidak terdapat korelasi antara model model) maka matrik tersebut akan sama dengan matrik hasil perhitungan
memakai metode RMS.
4.2 CODE/STANDARD DAN REFERENSI YANG DIGUNAKAN DALAM ANALISIS FATIGUE
Dalam codes API RP-2A WSD tubular joint dapat diklasifikasikan menjadi tipe K, T, Y, dan X.
L
Keterangan :
D = diameter luar chord
L = panjang chord
d = diameter luar brace
T = ketebalan chord
t = ketebalan brace
Keterangan :
Beban aksial, beban yang bekerja sejajar pada sumbu brace
Gambar 4.3. Parameter Tubular Joint
D
t
BEBAN AKSIAL BEBAN AKSI
IN PLANE BENDING IN PLANE BEN
OUT OF PLANE BENDING OUT OF PLANE BENDING
CHORD
BRACE BRACE
T
17
-
Beban in-plane bending, beban yang sejajar sumbu chord
Beban out-of plane bending, beban yang bekerja tegak lurus sumbu
chord
SCF merupakan factor konsentrasi tegangan pada titik pemusatan tegangan
(Hot Spot Stress). Biasanya lokasi Hot Spot Stress adalah pada sambungan
(chord-brace intersection) dimana terjadi perubahan geometri yang mendadak.
Perubahan geometri yang mendadak (abrupt change) mengakibatkan terjadinya
konsentrasi tegangan (stress consentration). Stress Concentration factor (SCF)
merupakan parameter terhadap kekuatan sambungan yang nilainya akan berbeda
tergantung geometrinya.
7
Gambar 4.4. T or Y joint geometry
18
-
Gambar 4.5 K joint geometry
Untuk perairan Indonesia, menurut API RP 2A WSD, 2007 menggunakan
existing Kuang and wordsworth. Sehingga untuk mendapatkan faktor konsentrasi
tegangan (SCF) digunakanlah persamaan Kuang and wordsworth. Validitas range
parameter tubular joint berikut harus dipenuhi sebelum perhitungan:
00 90303.333.80.102.0
8.03.08.02.0
407
Jika range parameter tubular joint telah dipenuhi maka SCF bisa dihitung.
API RP 2A WSD 2007 pada section C5.3.2 memberikan beberapa persamaan
Kuang and wordsworth SCFs guna memperoleh faktor konsentrasi tegangan
(SCF) sebagai berikut :
19
-
Setelah memasukkan persamaan-persamaan Kuang and wordsworth SCFs
maka akhirnya didapatkan nilai stress concentration factor (SCF) untuk masing-
masing member di tiap joint yang ditinjau. Berikut perolehan SCF dari joint yang
ditinjau.
Hot Spot Stress adalah lokasi dimana pemusatan tegangan akibat
tegangan-tegangan nominal yang terjadi pada joint-joint kritis di sepanjang jacket
leg. Pemusatan tegangan terjadi akibat adanya perubahan geometri mendadak.
Gambar 4.6 Hot Spot (1,3,4,6=crown dan 2,5=saddle)
Tegangan hotspot beberapa kali lebih besar daripada tegangan nominal.
Pada hot spot, bila dikenai beban dengan intensitas tertentu, akan terjadi regangan
lokal di atas batas yield Menurut API RP 2A WSD besarnya stress pada Hot Spot
yang ditinjau.Ketika HSS sudah didapat, maka selanjutnya nilai N (jumlah siklus
beban) sebagai representasi matematis kurva S-N bisa dihitung.
Keanekaragaman data pada pengujian fatigue sering digambarkan dalam
diagram S-N yang seringkali ditunjukkan dengan kurva rata-rata yang
dihubungkan dengan batas yang pasti Kurva S-N adalah garis rata-rata sebaran
data yang diturunkan dengan pendekatan regresi. Kurva S-N tersebut didapatkan
dengan menguji material beberapa kali dalam range tegangan nol sampai
minimum Grafik S-N memuat sebaran data hasil pengukuran kelelahan
konfigurasi sambungan struktur tertentu. Grafik S-N menampilkan korelasi antara
rentang tegangan (stress range), S (MPa atau N/mm2), dan jumlah siklus
pembebanan yang mengakibatkan kelelahan (N). Grafik diberikan dalam skala
loglog. Dimana N adalah jumlah siklus pada tegangan S yang menyebabkan
kerusakan struktur.
20
-
Gambar 4.7 Fatigue S-N curve (API RP 2A WSD, 2000)
Umur kelelahan dari sebuah sambungan yang dilas bergantung pada banyak
faktor, antara lain karakteristik material, cacat las, retak mikro, bentuk geometris
las dan lainya. Kerusakan kumulatif dihitung dengan Palmgren-Miner Rule
(4.1)
=
+++==m
i m
m
i
i
Nn
Nn
Nn
Nn
NnD
1 3
3
2
2
1
1 .........
21
-
ni = jumlah siklus (rentang) tegangan dengan harga Si yang sebenarnya terjadi
pada sambungan akibat beban eksternal (gelombang)
Ni = jumlah siklus (rentang) tegangan dengan harga Si yang menyebabkan
kegagalan sambungan yang ditinjau. Harga besaran ini dapat diperoleh
dari diagram S-N untuk jenis sambungan yang sesuai.
Si = rentang tegangan; 2 (dua) kali amplitudo tegangan yang terjadi pada
sambungan
Sedangkan besarnya jumlah siklus tegangan ni untuk tiap-tiap tegangan Si yang ditimbulkan oleh beban dari gelombang dengan karakteristik tinggi Hi (m)
dan periode Ti (detik) dapat dihitung dari persamaan
(4.2)
Pi adalah frekuensi relatif kejadian tiap-tiap gelombang, dengan
karakteristik tinggi Hi (m) dan periode Ti (detik) yang menyebab-kan timbulnya
tegangan Si.. Variabel T adalah umur kelelahan struktur setelah setelah
memperhitungkan siklus seluruh tegangan.
Melalui substitusi pers (7.2.7a) ke pers (7.2.7b), diperoleh persamaan kegagalan
struktur akibat kelelahan berikut
(4.3)
Selanjutnya dari hubungan persamaan 4.3 tersebut bisa diturunkan umur kelelahan
struktur dengan satuan tahun dengan persamaan berikut
(4.4)
dengan :
1........33
3
22
2
11
1 =+++=mm
m
TNTP
TNTP
TNTP
TNTP
D
i
ii T
TPN =
22
-
D = Kerusakan pertahun
ni = Jumlah cycles yang terjadi pertahun dalam range
tegangan (i)
NI = Jumlah cycle dalam range tegangan (i) yang diperlukan
untuk menyebabkan fatigue
m = Jumlah range tegangan yang diperhitungkan.
Pi = Frekuensi relative kejadian tiap-tiap gelombang. dengan
karakteristik tinggi Hi (m) dan periode Ti (detik) yang menyebab-
kan timbulnya tegangan HSS.
T = Umur kelelahan struktur hasil hitungan
SF = Safety factor
Tdsg = Design umur kelelahan struktur
4.3 CODE/STANDARD DAN REFERENSI YANG DIGUNAKAN DALAM ANALISIS LOAD OUT
Pada analisa loadout, ada beberapa persamaan yang digunakan untuk
desain support can digunakan data material kolom tubular dari AISC ASD
(Allowance Stress Design) pada tabel axial strength.Material yang digunakan
memiliki nilai Fy = 36 ksi. Adapun persamaan menghitung tegangan lokal
yang digunakan bersumber pada API WSD adalah sebagai berikut.
23
-
Untuk persamaan di atas, koefisien yang digunakan adalah 0.3
Sedangkan persamaan beban kritis yang digunakan adalah.
24
-
BAB V
PEMODELAN KOMPUTER
Pemodelan komputer dilakukan pada software SACS 5.3, tampilan
pemodelannya 3 dimensi dan 2 dimensi ditunjukkan sebagai berikut :
5.1 Tampak Isometri
Gambar 5.1 Platform Prime Tampak Isometri
25
-
5.2 Tampak Depan (XZ)
Gambar 5.2 Platform Prime Tampak Depan (XZ)
5.3 Tampak Atas (XY)
Gambar 5.3 Platform Prime Tampak Depan (XY)
26
-
5.4 Tampak Samping (YZ)
Gambar 5.4 Platform Prime Tampak Samping (YZ)
5.5 Elevasi 94.41 ft (Heli Deck)
Gambar 5.5 Elevasi 94.41 ft (Heli Deck)
27
-
5.6 Elevasi 77.41 ft (Main Deck)
Gambar 5.6 Elevasi 77.41 ft (Main Deck)
5.7 Elevasi 56.04 ft (Mezzanine Deck)
Gambar 5.7 Elevasi 56.04 ft (Mezzanine Deck)
28
-
5.8 Elevasi 28 ft (Cellar Deck)
Gambar 5.8 Elevasi 28 ft (Cellar Deck)
29
-
5.9 Elevasi Jacket Tampak Depan 5 ft 5 ft
- 45 ft - 45 ft
-90 ft -90ft
- 135 ft - 135 ft
-180 ft -180 ft
-194.25 ft -194.25 ft
Gambar 5.9 Elevasi jacket tampak depan
30
-
BAB VI
ANALISA SEISMIK
6.1 Umum
6.1.1 Dasar Teori Melakukan Analisis Seismik
Analisa seismik adalah menghitung respon struktur terhadap beban gempa yaitu
dengan mengetahui unity check nya. Analisa seismik digunakan untuk memastikan bahwa
tidak terjadi kerusakan sturktur akibat goncangan gempa. Salah satu beban dinamis yang
bekerja pada suatu struktur anjungan lepas pantai adalah beban gempa. Untuk memastikan
struktur telah mempunyai ukuran elemen untuk menerima beban gempa.
Penting kiranya untuk melakukan investigasi karakteristik getaran struktur lepas
pantai untuk menjamin keberhasilan dalam desain. Finite element adalah metode yang sangat
cocok untuk perhitungan frekuensi natural, tetapi ada beberapa aspek yang belum diketahui
seperti massa tambah kaki jacket dalam air dan kondisi tumpuannya. Walaupun beban
dinamis yang bekerja pada sistem struktur bisa diabaikan oleh salah satu dari mekanisme
sumber yang berbeda, termasuk angin ataupun ombak, tipe masukan dinamis yang paling
penting bagi ahli struktur yang tidak dapat diragukan lagi adalah yang ditimbulkan oleh
gempa bumi.
6.1.2 Dasar Teori Pengambilan Metode Analisis Seismik
Ahli struktur memperhatikan bahwa efek lokal gempa terbesar dimana gerak tanah
cukup kuat untuk menyebabkan kerusakan struktur (McClleland, 1986). Adapun tujuan dari
analisis dinamis terhadap suatu struktur adalah untuk mengetahui besarnya respon dinamis
struktur terhadap pembebanan yang merupakan fungsi waktu seperti displasement, atau
perilaku dinamis struktur seperti frekuensi natural struktur atau periode natural struktur.
Hasil dari analisa seismik dapat dilihat dalam member check, joint check, dan piles
check capacity. Pada member check dan joint check dengan melihat unity check pada member
dan joint kritis tidak boleh lebih dari satu. Pada piles check capacity dengan melihat faktor
keamanannya yang harus lebih dari 2 sesuai dengan API RP2A.
6.2 Beban (loading)
Beban yang digunakan dalam analisis seismik diantaranya beban statis yang
merupakan akumulasi beban struktur dan peralatan. Seperti yang terdapat pada API
RP2A WSD bahwa beban-beban yang terdapat pada pemodelan seismik antara lain
adalah beban struktur, topside, equipment dan apurtenance, beserta beban lingkungan 31
-
yang telah dianalisis di TRB II sebelumnya, yang dikombinasikan dengan beban
dinamis, yang dimodelkan dan di-running dengan metode seismik. Pembebanan pada
struktur mengakibatkan adanya gaya dan momen yang bekerja pada struktur, sehingga
agar struktur dalam keadaan yang aman, harus memenuhi persyaratan, sebagai berikut:
1. Platform harus mampu menerima gempa SL menggunakan analisis dinamis.
2. Massa yang digunakan dalam analisis gempa harus meliputi massa platform,
beban desain, massa fluida dalam struktur dan apurtenance, dan massa tambah.
3. CQC (complete quadratic combination) bisa digunakan untuk
menggabungkan modal response, dan SRSS (Square Root of the Sum of the
Squares) bisa digunakan untuk menggabungkan directional response.
4. Beban gempa harus digabungkan dengan beban gravitasi, buoyancy, dan
tekanan hidrostatik.
5. Beban gravitasi meliputi berat platform (berat struktur, peralatan,
apurtenances), beban hidup,dan beban supply dan storage.
Penjelasan mengenai input beban statis dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 6.1 Beban dari in-place yang diperhitungkan pada analisa seismik 32
-
Tabel 6.1 Kombinasi beban untuk seismik analisis
ID Load Condition LOADCN
SELF Self Weight
PLMD Beban pada Main Deck
PLCD Beban pada Cellar Deck
PLMZ Beban pada Mezanine Deck
DLHL Heli Deck
LOADCN FX Beban Lateral Arah X
LOADCN FY Beban Lateral Arah Y
Beban dinamis yang diperlukan sesuai dengan data awal beban sesimik terdiri dari
percepatan gempa (PGA), dumping rasio, dan respon spektrum gempa yang besarnya
masing-masing sebagai berikut :
PGA : 0.012 g
Dumping ratio : 5 %
Respon spektrum gempa :
-100% arah x
-100% arah y
-50% arah z
33
-
6.3 Metode Analisis
6.3.1 Metodologi Analisa Seismik
Berikut ini adalah diagram alir langkah-langkah yang dilakukan dalam analisa
seismik :
Gambar 6.2 Diagram alur analisa seismik
Permodelan struktur
Finish
Start
Cek Kriteria seismik terpenuhi
Pile check
Dynamic Analysis
Member check
Joint check
Static Analysis
Tidak
ya
34
-
Berikut penjelasan langkah-langkah pengerjaan seismik dengan menggunakan SACS 5.3 :
Superelement creation
SACS Model dari In-Place Model dalam kondisi operasi, diterapkan vertikal / beban
gravitasi, tidak ada beban lingkungan dan beban lateral ditambahkan pada self weight di X
dan Y serta data tanah (PSIINP) dari Analisis In-place digunakan dengan kasus Loadcase
Superelement tambahan. Output dari program ini adalah DYNSEF.
Static Analysis
SACS Model dari model Superelement digunakan dengan beberapa modifikasi; Option
pada Superelement diubah menjadi Superelement Input (menggunakan DYNSEF dari
Superelement Creation) dan tidak ada beban lateral dari Selfweight. Output dari program ini
adalah PSICSF.
Dynamic analysis
Extract Mode Shape dihitung dengan menggunakan program SACS DYNPAC. Program
ini menghasilkan 2 (dua) file; file masa yang berisi sifat-sifat masa struktur (added mass), dan
File Mode yang berisi karakteristik dinamik struktur. Kedua file yang digunakan dalam
perhitungan frekuemsi natural struktur. Output dari program ini adalah DYNLIST,
DYNMAS dan DYNMOD.
Earthquake analysis
Analisis gempa pada struktur dihitung dengan menggunakan respon Dynamic Input
(DYRINP); Damping Ratio 5 %, input respon spektrum, input PGA dan faktor pembebanan:
X-Dir = 1.0, Y-Dir = 1.0 dan Z-Dir = 0,5 dan dengan menggabungkan DYNMOD dan
Dynmas dari hasil output Extract Mode Shape. Output dari program ini adalah DYRLIST dan
Dynamic Respon Common Solution (DYRCSF).
Member Check
Member dihitung menggunakan post Input (PSTINP) dan Dynamic Respon Common
Solution (DYRCSF). Output dari program ini adalah post Output List (PSTLST) dan Post
Common Solution File (PSTCSF).
35
-
Joint Check
Element stress dihitung menggunakan joint Input (JCNINP) dan Dynamic Respon
Common Solution (DYRCSF). Output dari program ini adalah joint List (JCNLST).
Pile Check Analisis Single Pile dihitung menggunakan data Pile Soil Interaction Input (PSIINP)
untuk setiap Pile, Gaya Dukung Compression / Axial Load Capacties. Output dari program
ini adalah PILLST.
Hasil
Ringkasan hasil dari analisis seismik disajikan dalam bentuk periode alami, base shear,
member unity check yang nilainya kurang dari 1, joint unity check yang besarnya kurang dari
1, dan pile check dengan melihat safety factornya yang nilainya lebih dari 2 dan pile unity
check yang besarnya kurang dari 1.
6.3.2 Analisa Gempa Pada Struktur
Sebagian besar penyelesaian persamaan gerak atau penentuan respon struktur akibat
gempa, biasanya hanya ditentukan dengan besar respon yang maksimum, seperti fungsi
kecepatan. Harga maksimum dari fungsi respon ini disebut Spectral Velocity atau lebih
akurat jika disebut Spectral Pseudo-Velocity, sebab tidak sepenuhnya sama dengan
kecepatan maksimum pada sistem teredam. Ada 3 faktor yang mempengaruhi besarnya
spectral tersebut, yaitu :
1. Karakteristik dari ground motion vg
2. Damping ratio dari struktur
3. Frekuensi sirkular dari struktur
Kemudian, untuk beberapa masukan gempa dan damping ratio, maka memungkinkan
untuk menentukan spectral velocity sebagai fungsi frekuensi struktur atau periode struktur T
= 2 / . Beban gempa dengan spektrum respon rancangan untuk desain pada bangunan
lepas pantai terpancang, mengacu pada kriteria yang diberikan oleh American Petroleum
Institute (API RP 2A WSD), yang dipengaruhi oleh beberapa aspek berikut :
1. Harga gravitasi bumi di lokasi studi
2. Damping kritis diambil 5 %, dengan menghitung damping ratio
36
-
3. Jenis tanah dasar laut (soil type) di lokasi studi : tipe C
4. Besarnya effective ground motion (G)
Gambar 6.3 Spektrum Respon untuk Gempa
6.4 Pemodelan Analisis Seismik
Gambar 6.4 Permodelan Untuk Seismik 37
-
Gambar 6.5 Hasil Output Berat Struktur
6.5 Pembebanan (Load Case)
a. Percepatan Seismic (PGA) Horizontal Peak Ground Acceleration (PGA) adalah salah satu data yang diperlukan
dalam analisis seismic. PGA diberikan dari buku panduan TRB III: Perancangan Struktur
Lepas Pantai Dinamis 2014 adalah sebesar 0.012 terhadap gravitasi. PGA diperlukan untuk
mendapatkan G. Variable G adalah Ratio of effective horizontal ground acceleration to
gravitational acceleration. Nilai G didapatkan dengan dari PGA x g (gravitasi).
b. Massa
Massa untuk total struktur PSR Platform adalah sebesar 2936,135 kips.
c. Beban statis
Beban statis merupakan jumlah beban keseluruhan equipment ditambah massa struktur =
815,104 + 2936,135 = 3751,239 kips.
d. Periode Alami Struktur, Frekuensi dan Nilai SA, SV, SD
Kriteria untuk analisis seismik yang diberikan adalah sebagai berikut:
Uraian Kriteria kondisi
Seismic
Normalized Response Spectrum API RP 2A WSD
Soil Type C
SA/G( T < 0.13 sec) 20T
SA/G(0.13 sec < T < 0.5 sec) 2.5
38
-
SA/G(T > 0.5 sec) 0.8/T
SV (T/2) SA
SD (T2/42) SA
PGA 0.012g
0.515ft/s2
Damping Ratio 5%
CQC dynamic loading,
X 1.0
Y 1.0
Z 0.5
Dari hasil running eigenvalue yang dilakukan dengan menggunakan SACS, diperoleh
periode natural struktur yang dapat dilihat pada tabel berikut ini:
39
-
Respon dinamik struktur dilakukan dengan program SACS menggunakan modul
Dynamic Earthquake. Analisis yang digunakan menggunakan metoda Respon Spektra
berdasarkan peraturan API RP2A edisi ke 20. Respon Platform terhadap spektrum gempa
harus berdasarkan atas mode shapes dan perioda natural dari analisis modal. Diperlukan
minimal 95% partisipasi massa struktur yang tergambar dari banyaknya mode shape yang
dianalisis pada analisis modal. Metoda yang digunakan untuk modal combination adalah
CQC (Complete Quadratic Combination) dengan arah 1.0, 1.0, dan 0.5 berturut-turut untuk
arah X, Y, dan Z. Faktor redaman global sebesar 5% digunakan untuk semua analisis mode
shape. Hasil output dari response dinamic struktur terhadap gempa ditampilkan pada table di
bawah ini :
Gambar 6.6 Hasil output dari response dinamis struktur searah sumbu x
40
-
Gambar 6.7 Hasil output dari response dinamis struktur searah sumbu y
Gambar 6.8 Hasil output dari response dinamis struktur searah sumbu z
41
-
Untuk menghitung SA, SV, SD kita harus mengetahui jenis tanah daerah dimana
platform diletakkan. Tipe tanah di diperoleh dari data TRB III, yaitu tipe tanah A. Sehingga
menurut API API RP2A WSD 1st Ed, pada halaman 159, diketahui rumus untuk mencari SA,
SV, SD. rumus tersebut adalah :
Grafik di atas hanya untuk redaman kritis 5% untuk perhitungan pada redaman lain dapat digunakan faktor koreksi D sesuai code API RP2A WSD 1st:
, dengan (persen) = nilai modal damping
Faktor nilai D digunakan untuk pengali ordinat respon yang pada gambar grafik dan dari grafik tersebut dapat dicari nilai dari SA, SV, SD pada mode 1-24 dengan menggunakan persamaan:
- SA/G( T < 0.13 sec) : 20xDxT
- SA/G(0.13 sec < T < 0.35 sec) : 2.5 x D
- SA/G(T > 0.35 sec) : 0,8 x D/T
Dengan D = 2.5
42
-
Sehingga didapat hasil seperti tabel dibawah ini
Dari tabel diatas dapat dimasukkan pada grafik untuk mengetahu respon struktur
dibawah ini:
43
-
e. Base shear
Base shear merupakan total gaya gempa yang terjadi pada struktur yang bekerja di
permukaan tanah. Gaya gempa pada dasarnya merupakan gaya inersia yang terjadi karena
adanya percepatan gempa yang bekerja pada massa struktur.
Base shear diperoleh dengan menjumlahkan gaya inersia struktur pada seluruh mode
yang ditinjau pada arah X, Y, dan Z dengan metoda tertentu, dalam hal ini CQC (Complete
44
-
Quadratic Combination). Besarnya base shear akibat gempa disajikan pada hasil output
berikut ini :
X direction base shear = 95,9 Kips
Y direction base shear = 117 Kips
Base shear ductility level besarnya sekitar dua kali lipat base shear strength level. Hal ini
memungkinkan terjadi karena PGA ( Peak Ground Acceleration) kondisi ductility level
sebesar 2 kali lebih besar daripada untuk strength level. Base shear ini akan didistribusikan
ke massa strukutur menjadi beban gempa. Output dari nilai base shear seperti pada gambar di
bawah :
Gambar 6.9 Hasil Output Base Shear
Gambar 6.10 Hasil Output Seastate Combined
45
-
BAB VII
ANALISA FATIGUE 7.1 Umum
Struktur anjungan lepas pantai tipe jacket ini menerima beban gelombang
bersifat cyclic dan acak. Dengan mempertimbangkan karakteristik struktur yang
demikian serta dengan berdasarkan perilaku beban gelombang maka salah satu
skenario kegagalan struktur jacket ini yang perlu diperhatikan adalah fatigue. Fatigue
merupakan fenomena yang khas pada struktur terutama yang terbuat dari material baja.
Ketika suatu struktur terkena beban yang terus berulang dalam jumlah siklus yang
sangat banyak, maka meskipun secara keseluruhan respons dari struktur akibat beban
berulang tersebut masih dalam batas elastis, tetapi ternyata kondisi pembebanan seperti
di atas dapat menyebabkan satu skenario kegagalan struktur yaitu "fracture".
Fatigue pada struktur jacket lebih banyak dipengaruhi oleh beban
gelombang. Penentuan pengaruh gelombang terhadap kelelahan pada sambungan
struktur dapat dilakukan dengan cara analisis deterministik (deterministik analisis) dan
analisis spektrum (spektral analysis). Penggunaan analisa spektrum juga dikenal
sebagai analisa dinamis. Diterangkan lebih lanjut dalam API WSD RP 2A, analisa
dinamis digunakan apabila struktur memiliki frekuensi natural > 3 second dengan
menggunakan spectra energy. Metode analisis deterministik memperhitungkan jumlah
kejadian gelombang dalam range tinggi gelombang tertentu, kemudian menghitung
beban gelombang yang di timbulkan untuk setiap range. Dari beban gelombang dan
tegangan yang ditimbulkannya (SCF), kemudian menghitung kumulatif kerusakan
pada struktur akibat kelelahan (fatigue).
7.2 Metode Analisa
7.2.1 Model Finite Element Method (FEM)
Model FEM menggunakan jacket structure yang telah dirancang pada pengerjaan
Perancangan bangunan Lepas Pantai Statis (TRB II). Model tersebut kemudian
dianalisa dengan metode deterministik dengan data-data yang tersedia untuk
46
-
mendapatkan umur kelelahannya. Untuk menganalisa fatigue dengan beban dinamis
keberadaan arus bisa diabaikan. Metode analisa yang kami lakukan sebagai berikut:
1. Memperoleh data awal pembebanan gelombang yang meliputi rentang tinggi
gelombang (H), periode (T), serta peluang kejadian per ketinggian gelombang
(P)
2. Melakukan running punching shear untuk mengetahui tegangan nominal (faxial,
f ipb, f opb) akibat beban cyclic gelombang di tiap joint yang ditinjau
3. Menghitung Stress Concentration Factor (SCF) pada joint yang ditinjau
4. Menghitung tegangan pada Hot Spot Stress (HSS) pada lokasi tersebut
5. Mendapatkan representasi matematis S-N curves
6. Menghitung umur kelelahan 5 joint kritis yang paling kritis
7.2.2 Pembebanan Fatigue dan Kombinasi Pembebanan
Beban cyclic yang diberikan pada struktur merupakan kejadian gelombang 10
tahun. Data kejadian gelombang diberikan pada tabel berikut:
Tabel 7.1 Number of Wave Occurrances
Struktur yang telah di buat dari TRB II dilakukan running punching shear check
SAC 5.3 dengan dikenai pembebanan gelombang. Setelah itu bisa didapat tegangan-
tegangan nominal yang memiliki UC (Unity Check) tertinggi dan terjadi pada member-
member yang berada sepanjang jacket leg, yaitu pada 5 joint yang paling kritis. Berikut
diberikan data.
47
-
7.2.3 Parameter Tubular Joint
Dalam codes API RP-2A WSD tubular joint dapat diklasifikasikan menjadi tipe K, T, Y, dan X.
L
Keterangan :
D = diameter luar chord L = panjang chord d = diameter luar brace T = ketebalan chord t = ketebalan brace
Keterangan : Beban aksial, beban yang bekerja sejajar pada sumbu brace Beban in-plane bending, beban yang sejajar sumbu chord Beban out-of plane bending, beban yang bekerja tegak lurus sumbu
chord Selanjutnya dengan mengetahui nilai parameter tubular joint tersebut, nilai Stress
Concentration Factor (SCF) dari lokasi dimana terjadi pemusatan tegangan (HSS)
dapat ditentukan.
Gambar 7.1 Parameter Tubular Joint
D
t
BEBAN AKSIAL BEBAN AKSIAL
IN PLANE BENDING IN PLANE BENDING
OUT OF PLANE BENDING OUT OF PLANE BENDING
CHORD
BRACE BRACE
T
48
-
7.2.4 Stress Concentration Factor (SCF) SCF merupakan faktor konsentrasi tegangan pada titik pemusatan tegangan (Hot
Spot Stress). Biasanya lokasi Hot Spot Stress adalah pada sambungan (chord-brace
intersection) dimana terjadi perubahan geometri yang mendadak. Perubahan geometri
yang mendadak (abrupt change) mengakibatkan terjadinya konsentrasi tegangan
(stress consentration).
Stress Concentration factor (SCF) merupakan parameter terhadap kekuatan
sambungan yang nilainya akan berbeda tergantung geometrinya.
Gambar 7.2 T or Y joint geometry
Gambar 7.3 K joint geometry
49
-
Untuk perairan Indonesia, menurut API RP 2A WSD, 2007 menggunakan
existing Kuang dan Wordsworth. Sehingga untuk mendapatkan faktor konsentrasi
tegangan (SCF) digunakanlah persamaan Kuang dan Wordsworth. Validitas range
parameter tubular joint berikut harus dipenuhi sebelum perhitungan:
90303.333.80.102.0
8.03.08.02.0
407
0
Jika range parameter tubular joint telah dipenuhi maka SCF bisa dihitung. API
RP 2A WSD 2007 pada section C5.3.2 memberikan beberapa persamaan Kuang and
wordsworth SCFs guna memperoleh faktor konsentrasi tegangan (SCF) sebagai
berikut :
50
-
Setelah memasukkan persamaan-persamaan Kuang and wordsworth SCFs
maka akhirnya didapatkan nilai stress concentration factor (SCF) untuk masing-
masing member di tiap joint yang ditinjau. Berikut perolehan SCF dari joint yang
ditinjau.
51
-
Tabel 7.3 Ouput Stress concentration factor (SCF)
***********STRESS CONCENTRATION FACTOR VALIDITY XCEEDANCE**************
COMMON CHORD BRACE **** CHORD **** **** BRACE **** REDESIGN PARAM. VALUE LOWER UPPER JOINT JOINT JOINT OD WT OD WT LIMIT LIMIT
IN IN IN IN
101L 201L 102L 39 1 30 0.2 OFF TAU 0.2 0.25 1 39 1 30 0.2 OFF ALPHA 4.431 8 40
101L 201L 103L 39 1 30 0.2 OFF TAU 0.2 0.25 1 39 1 30 0.2 OFF ALPHA 4.431 8 40 39 1 30 0.2 OFF GAPRAT -0.586 0.01 1
101L 201L 203L 39 1 21 0.6 OFF ALPHA 4.431 8 40 39 1 21 0.6 OFF GAPRAT -0.586 0.01 1
102L 202L 101L 39 1 30 0.2 OFF TAU 0.2 0.25 1 39 1 30 0.2 OFF ALPHA 4.431 8 40 39 1 30 0.2 OFF GAPRAT -0.583 0.01 1
102L 202L 103L 39 1 30 0.2 OFF TAU 0.2 0.25 1 39 1 30 0.2 OFF ALPHA 4.431 8 40
102L 202L 201L 39 1 21 0.6 OFF ALPHA 4.431 8 40 39 1 21 0.6 OFF GAPRAT -0.583 0.01 1
103L 203L 102L 39 1 30 0.2 OFF TAU 0.2 0.25 1 39 1 30 0.2 OFF ALPHA 4.405 8 40
52
-
***********STRESS CONCENTRATION FACTOR VALIDITY XCEEDANCE**************
COMMON CHORD BRACE **** CHORD **** **** BRACE **** REDESIGN PARAM. VALUE LOWER UPPER JOINT JOINT JOINT OD WT OD WT LIMIT LIMIT
IN IN IN IN 39 1 30 0.2 OFF GAPRAT -0.581 0.01 1
103L 203L 101L 39 1 30 0.2 OFF TAU 0.2 0.25 1 39 1 30 0.2 OFF ALPHA 4.405 8 40
103L 203L 202L 39 1 21 0.6 OFF ALPHA 4.405 8 40 39 1 21 0.6 OFF GAPRAT -0.581 0.01 1
201L 301L 202L 39 1 30 0.2 OFF TAU 0.2 0.25 1 39 1 30 0.2 OFF GAPRAT -0.576 0.01 1
201L 301L 203L 39 1 30 0.2 OFF TAU 0.2 0.25 1 39 1 30 0.2 OFF GAPRAT -0.424 0.01 1
201L 101L 102L 39 1 21 0.6 OFF GAPRAT -0.576 0.01 1
201L 301L 303L 39 1 21 0.6 OFF GAPRAT -0.424 0.01 1
202L 302L 201L 39 1 30 0.2 OFF TAU 0.2 0.25 1 39 1 30 0.2 OFF GAPRAT -0.419 0.01 1
202L 302L 203L 39 1 30 0.2 OFF TAU 0.2 0.25 1
53
-
7.2.5 Hot Spot Stress
Hot Spot Stress adalah lokasi dimana pemusatan tegangan akibat tegangan-
tegangan nominal yang terjadi pada joint-joint kritis di sepanjang jacket leg. Pemusatan
tegangan terjadi akibat adanya perubahan geometri mendadak.
Gambar 7.4 Hot Spot (1,3,4,6=crown dan 2,5=saddle)
Tegangan hotspot beberapa kali lebih besar daripada tegangan nominal. Pada
hot spot, bila dikenai beban dengan intensitas tertentu, akan terjadi regangan lokal di
atas batas yield Menurut API RP 2A WSD besarnya stress pada Hot Spot yang ditinjau.
Ketika HSS sudah didapat, maka selanjutnya nilai N (jumlah siklus beban) sebagai
representasi matematis kurva S-N bisa dihitung.
7.3 S-N Curves Keanekaragaman data pada pengujian fatigue sering digambarkan dalam
diagram S-N yang sering kali ditunjukkan dengan kurva rata-rata yang dihubungkan
dengan batas yang pasti Kurva S-N adalah garis rata-rata sebaran data yang diturunkan
dengan pendekatan regresi. Kurva S-N tersebut didapatkan dengan menguji material
beberapa kali dalam range tegangan nol sampai minimum Grafik S-N memuat sebaran
data hasil pengukuran kelelahan konfigurasi sambungan struktur tertentu. Grafik S-N
menampilkan korelasi antara rentang tegangan (stress range), S (MPa atau N/mm2),
dan jumlah siklus pembebanan yang mengakibatkan kelelahan (N). Grafik diberikan
dalam skala loglog. Di mana N adalah jumlah siklus pada tegangan S yang
menyebabkan kerusakan struktur.
60
-
Gambar 7.5 Fatigue S-N curve (API RP 2A WSD, 2000)
Pada analisa fatigue ini, kurva yang dipilih adalah kurva X, karena struktur
tubular yang kami analisa memiliki tebal brace lebih dari 0.625 inch namun kurang
dari 1 inch sesuai dengan yang disyaratkan dalam API RP 2A WSD. Sehingga dalam
penentuan nilai N sebagai representasi matematis dari S-N curve, digunakan nilai ref
= 14.5 ksi dan nilai m = 4.38.
61
-
Tabel 7.4 Jumlah siklus beban
7.4 Dynamic Amplification Factor
Dynamic Amplification Factor dipertimbangkan, karena periode natural
struktur lebih dari 1 second. Didapatkan data periode natural struktur dari perhitungan
di seismic 2.3018124.
Tabel 2. Perhitungan DAF
H T (To/T) DAF 2 3,3 0.04 0.697 1.936 4 4 0.04 0.575 1.491 6 6,4 0.04 0.359 1.147 10 6,8 0.04 0.338 1.128 11 7 0.04 0.328 1.120
62
-
7.5 Fatigue Life Member Kritis Umur kelelahan dari sebuah sambungan yang dilas bergantung pada banyak
faktor, antara lain karakteristik material, cacat las, retak mikro, bentuk geometris las
dan lainnya. Kerusakan kumulatif dihitung dengan Palmgren-Miner Rule
ni = jumlah siklus (rentang) tegangan dengan harga Si yang sebenarnya terjadi pada
sambungan akibat beban eksternal (gelombang)
Ni = jumlah siklus (rentang) tegangan dengan harga Si yang menyebabkan kegagalan
sambungan yang ditinjau. Harga besaran ini dapat diperoleh dari diagram S-N
untuk jenis sambungan yang sesuai.
Si = rentang tegangan; 2 (dua) kali amplitudo tegangan yang terjadi pada sambungan
Sedangkan besarnya jumlah siklus tegangan ni untuk tiap-tiap tegangan Si yang
ditimbulkan oleh beban dari gelombang dengan karakteristik tinggi Hi (m) dan periode
Ti (detik) dapat dihitung dari persamaan
Pi adalah frekuensi relatif kejadian tiap-tiap gelombang, dengan karakteristik
tinggi Hi (m) dan periode Ti (detik) yang menyebabkan timbulnya tegangan Si..
Variabel T adalah umur kelelahan struktur setelah setelah memperhitungkan siklus
seluruh tegangan.
Melalui substitusi pers (7.1) ke pers (7.1), diperoleh persamaan kegagalan struktur
akibat kelelahan berikut
=
+++==m
i m
m
i
i
Nn
Nn
Nn
Nn
NnD
1 3
3
2
2
1
1 .........
1........33
3
22
2
11
1 =+++=mm
m
TNTP
TNTP
TNTP
TNTP
D
i
ii T
TPN =
63
-
Selanjutnya dari hubungan persamaan 7.3 tersebut bisa diturunkan umur kelelahan
struktur dengan satuan tahun dengan persamaan berikut
= 1( ) dengan :
D = Kerusakan per tahun
ni = Jumlah cycles yang terjadi per tahun dalam range tegangan (i)
NI = Jumlah cycles dalam range tegangan (i) yang diperlukan untuk menyebabkan
fatigue
m = Jumlah range tegangan yang diperhitungkan.
Pi = Frekuensi relative kejadian tiap-tiap gelombang. dengan karakteristik tinggi
Hi (m) dan periode Ti (detik) yang menyebabkan timbulnya tegangan HSS.
T = Umur kelelahan struktur hasil hitungan
SF = Safety factor
Tdsg = Design umur kelelahan struktur
64
-
Berikut umur kelelahan struktur yang paling kritis :
SACS Release 5.3 ITS KELAUTAN ID=00000000 FATIGUE INPUT * * * M E M B E R F A T I G U E R E P O R T * * * (DAMAGE ORDER) ORIGINAL CHORD
JOINT MEMBER GRUP TYPE OD WT JNT MEM LEN. GAP *STRESS CONC. FACTORS* FATIGUE RESULTS
ID ID (IN) (IN) TYP TYP (FT) (IN) AX-CR
AX-SD
IN-PL
OU-PL DAMAGE LOC
SVC LIFE
602L 601L-602L HB TUB 30 0.2 Y BRC 27.41 2.47 3.15 1.84 3.41 0.465664 R 32.21207
201L 203L-201L HB TUB 30 0.2 K BRC 29.94 -16.53 5.38 5.48 5.25 5.53 0.46336 B 32.37227
203L 103L-203L LG2 TUB 39 1 K CHD 29.76 8.89 10.77 8.32 9.93 0.360166 T 36.72153
203L 203L-201L HB TUB 30 0.2 K BRC 29.76 -22.47 5.96 5.96 5.95 5.97 0.353651 T 37.0929
201L 101L-201L LG2 TUB 39 1 K CHD 29.94 8.93 10.77 8.37 9.95 0.467128 T 38.66764
65
-
Gambar 7.6 Member Kritis
66
-
BAB VIII
ANALISA LOADOUT
8.1 Kajian Pustaka
Loadout
Loadout adalah proses relokasi bangunan lepas pantai (deck, jacket, pile,
dll) dari erection area ke atas barge. Pelaksanaan Loadout disesuaikan
dengan Loadout plan dan spesifikasi yang diberikan oleh owner. Adapun
loadout dilakukan oleh fabrication contractor.
Pemilihan tipe Loadout harus ditentukan saat proses desain karena hal ini
akan mempengaruhi konfigurasi benda yang bisa diangkut dan
meminimalkan biaya. Adapun metode Loadout sebagai berikut:
Skidding
Deck/jacket diletakkan di atas skid, kemudian ditarik dengan winch dan
pengaturan rigging sedemikian rupa sehingga skid akan bergeser pada
skidway sembari mengangkat deck/jacket hingga ke atas barge. Metode
ini unggul terutama untuk deck/jacket yang tergolong sangat berat (>
2000 MT), dimana tidak mungkin dilakukan operasi loadout dengan
dua metode yang lain.
Gambar 8.1. Metode Skidding (Kuliah Perancangan Bangunan Laut II, Murdjito)
67
-
Trailer
Deck/jacket dipindahkan sedemikian rupa menggunakan dolly atau
trailer hingga ke atas barge. Metode ini sangat tergantung dengan ketersediaan dolly/trailer di fabrikasi (tidak semua punya) dan
kapasitas angkut dolly atau trailer itu sendiri.
Lifting Method
Deck/jacket dengan pengaturan rigging sedemikian rupa sehingga
deck/jacket diangkat menggunakan crane dan dipindahkan hingga ke
atas barge. Metode ini digunakan dengan memperhatikan kapasitas
crane (baik kapasitas angkat, maupun panjang jangkauan crane boom)
yang tersedia di fabrikasi. Satu atau beberapa crane secara simultan
dapat digunakan untuk operasi ini.
Ballasting
Ballasting atau sistem ballast adalah proses pengisian tangki ballast dengan
air laut bertujuan untuk mengimbangkan stabilitas kapal atau vessel.
Adapun cara kerjanya dengan mengisi tangki ballast dengan air ballast
menggunakan pompa hingga kondisi kapal seimbang.
Tangki Ballast sendiri terbagi atas beberapa compartment yaitu ballast tank
yang terbagi menjadi beberapa ruas untuk mengatur stabilitas sesuai arah
miringnya kapal. Berikut contoh gambar ruas compartment barge BOA 17-
18:
Gambar 8.2 Barge BOA 17-18 compartment (BOA Offshore US)
68
-
Stabilitas Stabilitas adalah suatu ilmu yang mempelajari tentang kemampuan sebuah
kapal untuk kembali kedudukan semula karena terkena gaya - gaya dari luar
yang mengakibatkan kapal bergerak osilasi. Adapun gerakan osilasi ini
diakibatkan oleh gaya dari luar seperti angin, gelombang, dll. Gerakan
osilasi ini terdiri 6 (enam) macam gerakan, yang dapat dikategorikan dalam
3 (tiga) gerakan translasional dan 3 (tiga) gerakan rotasional. Macam-
macam gerakan ini meliputi:
a. Surging : Gerak osilasi translasi pada sumbu-x
b. Swaying : Gerak osilasi translasi terhadap sumbu-y
c. Heaving : Gerak osilasi translasi terhadap sumbu-z
d. Rolling : Gerak osilasi rotasional terhadap sumbu-x
e. Pitching : Gerak osilasi rotasional terhadap sumbu-y
f. Yawing : Gerak osilasi rotasional terhadap sumbu-z
Gambar 8.3 six degree of freedom
Stabilitas dibagi menjadi 2 yaitu:
1. Gerakan statis: yaitu stabilitas kapal saat kapal diam atau berlayar di laut
tenang
2. Gerakan dinamis: yaitu kapal dalam kondisi oleng atau mengangguk
Adapun Jenis-jenis kondisi Stabilitas pada bangunan apung adalah sebagai
berikut:
69
-
1. Stabilitas Positif adalah stabilitas kapal dimana titik G berada di bawah titik
M ( Stable Equilibrium ) Penyebabnya yaitu penempatan muatan di bagian
bawah > penempatan muatan di bagian atas
2. Stabilitas Netral adalah stabilitas kapal dimana titik G berimpit dengan
titik M ( Neutral Equilibrium )
3. Stabilitas Negatif adalah stabilitas kapal dimana titik G berada di atas titik
M (Unstable Equilibrium). Penyebabnya yaitu penempatan muatan di
bagian bawah penempatan muatan di bagian atas ( Top Heavy )
Di mana:
G atau titik berat adalah suatu titik tangkap dari sebuah titik pusat dari
seluruh gaya berat yang menekan ke bawah
M atau titik Metacentre adalah titik potong antara garis lurus ke atas yang
melewati titik B dengan bidang centre line
B atau titik apung adalah titik tangkap dari seluruh gaya yang bekerja
vertikal ke atas
Titik Keel ( K ) adalah titik pada lunas kapal
GM ( Metacentris Height ) adalah jarak tegak antara titik G dengan titik M
diukur pada bidang center line
Bidang center Line adalah bidang tegak yang membagi lebar kapal menjadi
dua sama besar
KM ( Initial Metacentric Above Keel ) adalah jarak tegak antara lunas
dengan titik M diukur pada bidang center line
8.2 Pengumpulan Data
Adapun data yang nantinya digunakan dalam tugas kali ini yaitu berupa data
barge serta benda yang akan diangkut dalam hal ini Jacket Platform yaitu
General Arrangement dan data ukuran utama.
Adapun data barge dan Topside adalah sebagai berikut:
Barge : BOA 17-18
70
-
Tabel 8.1 Data barge BOA 17-18
Besaran Harga Satuan LoA 79.2 m Breadth 22 m Depth 5.2 m Draught (Lightship) 0.72 m Draught (fully loaded) 4 m Deck Area 1680 m2 DWT (T=4m) 5191 ton Gross Tonnage 2318 ton Net Tonnage 695 ton
Jacket Platform : Data TRBII
Tabel 8.2. Kriteria umum Jacket
Tabel 8.3. Kriteria desain jacket
71
-
8.3 Pemodelan
Pemodelan Jacket SACS TRBII Skidshoe:Dengan menggunakan model yang telah dibuat sebelumnya pada TugasRancang Bangun II (TRBII) maka dapat diperoleh model Jacket yangnantinya digunakan dalam pemodelan Loadout. Dalam hal ini Jacketyang awalnya berdiri horizontal ditidurkan ke posisi vertikal kemudianmemodelkan skidshoe. Dari pemodelan didapat gambar sebagaiberikut:
Gambar 8.4 Model Jacket SACS
Dari model di atas dapat diketahui berapa berat keseluruhan Jacket dengan melakukan cek Sum of Force didapat berat Jacket yaitu 1404.62646 kips atau 628 ton.
Pemodelan Barge menggunakan AutoCad
Pemodelan barge menggunakan AutoCAD. Dari data barge yang didapat
seperti panjang, lebar dan tinggi barge dapat kita modelkan ke dalam
AutoCad. Selain itu juga dibuat garis station pada barge yang nantinya
digunakan untuk menentukan koordinat pada program Moses dan
koordinat letak compartment barge.
72
-
Gambar 8.5. pemodelan AutoCad
Pemodelan Barge menggunakan MOSES
Pemodelan barge menggunakan program Moses. Setelah didapat bentuk
barge dengan AutoCad, maka masukkan tiap koordinat hasil station di
AutoCad ke dalam program Notepad sesuai gambar berikut.
Gambar 8.6 Input Notepad Koordinat
Di mana angka dalam lingkaran hitam adalah sumbu X, kuning Sumbu
Y, dan merah sumbu Z. Kemudian save file dengan format .dat
untuk pembacaan data Moses dan program save dengan format .CIF
untuk kemudian di running dengan program Moses. Jika run berhasil
maka akan muncul gambar barge yang nantinya akan digunakan.
73
-
Gambar 8.7 Tampilan Barge dalam Moses tampak samping
Gambar 8.8 Tampilan Barge tampak atas
Gambar 8.9 Tampilan Barge tampak depan
Adapun dalam tugas kali ini berhubungan dengan Loadout,
dibutuhkan model yang dapat membaca bagian compartment. Untuk
itu dibutuhkan tambahan perintah sebagai berikut:
74
-
Gambar 8.10 Input Text Compartment
Sama dengan perintah koordinat bentuk barge. Perintah di atas berisi
koordinat untuk compartment dengan nama 1C. Dalam pembuatan
perintah compartment yang terpenting adalah pembuatan perintah
untuk compartment yang mengalami perubahan ballast. Adapun
selain itu bisa digabungkan menjadi satu selama tidak terjadi
perubahan ballast di dalamnya.
Perhitungan Hidrostatik Barge menggunakan MOSES
Perhitungan Hidrostatik Barge menggunakan Moses. Sama dengan saat
memodelkan barge yaitu dengan menggunakan program notepad,
masukkan perintah berikut ke dalam notepad:
75
-
Gambar 8.11 Input Text Hidrostatik
Di mana kotak abu-abu berisi perintah pembacaan barge yang
sebelumnya telah dibuat. Kotak kuning berisi kondisi Draft. Kotak
merah berisi angka berupa Lightweight, radius girasi koordinat X, Y,
Z, LCG, TCG, dan VCG. Kotak ungu berisi perintah pemunculan
gambar saat di running di Moses. Kotak biru berisi pembacaan output
properti hidrostatis seperti pembebanan akibat angin dan akibatnya.
Kemudian di running ke dalam program Moses maka akan didapat
gambar kondisi barge saat Lightship dan hasil hidrostatiknya.
Gambar 8.12 Tampilan Barge tampak samping kondisi Lightship
76
-
Gambar 8.13 Output Hidrostatik
Analisa gerakan barge saat loadout menggunakan MOSES
Analisa gerakan barge saat Loadout menggunakan Moses. Mirip dengan
pembuatan text pada Notepad dengan memasukan data benda yang akan
diangkut dengan perintah berikut:
Gambar 8.14 Input text Pipa dan Skidbeam
Gambar di atas berisikan berat pipa dan skidbeam serta posisinya di
barge.
Gambar 8.15 Input Compartment Ballast
77
-
Berisi compartment mana yang akan digunakan saat ballast terjadi.
Gambar 8.16. Input Step Loadout
Berisi tahapan loadout saat benda akan dimasukkan hingga berada di
barge. Ulangi note pada gambar 4.13 sesuai posisi yang diinginkan
dengan mengubah angka pada baris #weight hingga benda berada di
atas barge.
8.3 Hasil Analisa dan Kesimpulan
Analisa Hasil posisi Pembebanan
Dari prosedur yang telah dikerjakan pada bab sebelumnya maka akan
didapat kondisi barge saat loadout terjadi. Adapun prosesnya terbagi atas
beberapa tahapan mulai dari jacket akan diangkut hingga berada di atas
barge secara keseluruhan yang programnya telah dibuat menggunakan
MOSES sesuai prosedur sebelumnya, maka didapat hasil sebagai berikut:
78
-
Gambar 8.17 Loadout Tahap 0
Pada tahap ini barge dalam kondisi kosong dan jacket masih berada di luar
barge.
Gambar 8.18. Loadout Tahap 1
Pada tahapan ini sebagian kaki jaket sudah berada di atas barge dengan titik
berat J_step1 seperti terlihat pada gambar.
79
-
Gambar 8.19. Loadout Tahap 2
Secara perlahan Jacket bergerak dari tahapan sebelumnya yaitu titik berat
Jacket atau J_stepyang sebelumnya berada di atas kolom pertama mulai
bergeser ke kolom 2. Dari sini dapat disimpulkan bahwa secara perlahan
keseluruhan badan Jacket mulai masuk ke atas barge.
Gambar 8.20 Loadout Tahap 3
80
-
Gambar 8.21. Loadout Tahap 4
Gambar 8.22. Loadout Tahap 5
81
-
Gambar 8.23. Loadout Tahap 6
Gambar 8.24 Loadout Tahap 7
82
-
Tahapan tersebut dilakukan hingga Tahap 7 dimana Jacket berada di atas
barge secara keseluruhan atau titik berat Jacket berada pada posisi yang
mendekati titik stabilitas barge.
Karakteristik Compartment saat Loadout
Saat Jacket mulai masuk ke atas barge dan bergerak di atasnya maka
mengakibatkan kapal bergerak. Adapun pergerakan yang dominan
berupa trim karena benda perlahan masuk dari stern barge
mengakibatkan pergeseran titik berat menuju stern barge. Untuk itulah
digunakan pompa ballasting menambah dan mengurangi isi
compartment barge untuk menstabilkan kondisi barge agar jacket dapat
mudah masuk ke atas barge.
Dari hasil MOSES sesuai prosedur yang telah dibuat maka didapat output
compartment sebagai berikut:
Gambar 8.25 Compartment Tahap 0
Pada tahap ini menunjukkan barge saat kondisi stabil dimana Jacket
masih berada di luar barge. Beberapa bagian barge terisi dikarenakan
83
-
untuk menyesuaikan kondisi atas barge setara dengan daratan agar
Jacket dapat masuk ke atas barge. Adapun Compartmentnya terdiri atas
compartment no 1,4,5, dan 6 dengan data sebagai berikut:
Tabel 8.4 Compartment Tahap 0
P C S 1 41.70% 0.00% 41.10% 4 0.00% 0.00% 0.00% 5 0.00% 0.00% 0.00% 6 15.5% 12.00%
Di mana persentase menjelaskan seberapa banyak air yang terisi dalam
compartment tersebut. Adapun Compartment 1P, 1S, 6P, dan 6S terisi
karena posisi compartment yang berada di ujung barge karena jacket
masuk melalui ujung barge mengakibatkan perubahan yang sangat
berpengaruh di bagian tersebut.
84
-
Gambar 8.26. Compartment Tahap 1
Terjadi perubahan di compartment 1P dan 1S dari 41.7% , 41.1% menjadi
36%, 35% dan pada 6S terjadi kenaikan dari 12% menjadi 15.4%.
perubahan drastis terjadi pada 1P dan 1S karena Jacket perlahan mulai
masuk ke atas Barge melalui bagian belakang barge. Hal ini dikarenakan
titik berat mulai bergeser ke arah stern. Maka dilakukan ballasting pada
1P dan 1S agar stabil ke posisi semula.
85
-
Gambar 8.27. Compartment Tahap 2
Perlahan lahan Jacket mulai masuk kedalam barge seperti telah
dijelaskan sebelumnya mengenai titik berat J_step. Bagian Jacket
semakin memasuki barge mengakibatkan terjadi penurunan air ballast.
1P dan 1S yang sebelumnya turun menjadi 34% sekrang mulai turun
menjadi 29% dan 27.9%, dan pada 6P dan 6S dari 12.4% dan 15%
menjadi 12.3% dan 14%.
86
-
Gambar 8.28. Compartment Tahap 3
Gambar 8.29 Compartment Tahap 4
87
-
Gambar 8.30. Compartment Tahap 5
88
-
Gambar 8.31. Compartment Tahap 6
89
-
Gambar 8.32. Compartment Tahap 7
Perubahan Compartment berlangsung hingga Jacket masuk keatas barge
pada tahap 7. Adapun hasil akhir Ballast pada Compartment di tahap 7
adalah sebagai berikut: Tabel 8.5. Compartment Tahap 7
P C S 1 11.00% 0.00% 10.50% 4 0.00% 0.00% 0.00% 5 0.00% 0.00% 0.00% 6 0.00% 0.00%
Dari hasil tabel pada Compartment 7 dapat disimpulkan bahwa Jacket
telah berada di atas barge dengan terjadinya perubahan compartment di
titik 1P, 1S, 6P, dan 6S yang awalnya berisi air Ballast kemudian
berkurang.
90
-
Kesimpulan
Dari hasil yang didapat, dapat di ketahui bagaimana karakteristik barge
saat Loadout terjadi. Selain dalam bentuk gambar, Output yang
dihasilkan dari program MOSES juga berupa data sebagai berikut:
Gambar 8.33 Output MOSES Compartment
Dari output tersebut dapat diketahui secara terperinci mengenai
perubahan isi Compartment secara detail. Kemudian hasil dari output
tersebut dapat disimpulkan dalam bentuk tabel yang digunakan sebagai
lampiran laporan dalam bentuk berikut: Tabel 8.6. Data Sounding Barge Tahap 0 3
91
-
Tabel 8.7. Data Sounding Barge Tahap 4 7
Tabel 8.8. Data Ullage Barge Tahap 0 3
Tabel 8.9. Data Ullage Barge Tahap 4 7
Tabel di atas berisi data Sounding yaitu mendeskripsikan berapa banyak
volume air ballast yang terisi pada sebuah compartment, serta data Ullage
92
-
yaitu mendeskripsikan berapa banyak volume yang tidak terisi air ballast
pada sebuah Compartment.
Dari tabel tersebut dapat disimpulkan bahwa:
Terjadi perubahan volume ballast pada 1P, 1S, 6P, dan 6S sesuai
yang telah diperintahkan.
Perubahan volume pada P1 dari 41,69% pada tahapan pertama,
kemudian 26,00% pada tahap kedua. Hingga pada tahap terakhir
menjadi 10,99%, menunjukkan bahwa semakin banyak benda
yang diangkut semakin naik nilai draft kapal, untuk itu dilakukan
ballast untuk mengembalikan ke posisi semula. Hal ini juga
terjadi pada compartment lain seperti 1S, 6P, dan 6S
Pada tahap ke 7 terjadi kenaikan volume ballast dari tahap 6 yaitu
2,90% menjadi 10,99% dan juga pada S1. Hal ini bertujuan untuk
menstabilkan barge dikarenakan titik berat barge yang lebih
dominan di posisi depan karena Jacket sepenuhnya telah berada
di atas barge.
93
-
DAFTAR PUSTAKA
AISC Manual of Steel Construction 9th Edition. 1994. Manual of Steel
Construction Allowable Stress Design.
American Petroleum Institute. 2000. Recommended Practice For Planning,
Designing and Constructing Fixed Offshore Platform. Official Publication.
Washington D.C.
Baltrop, N.D.P. dan Adams, A.J. 1991. Dynamics of Fixed Marine Structure,3rd
Edition. Thomson Lito Ltd. East Kilbrida, Scotland
Craig, M.J.K. 1981. Structural Dynamics, John Wiley & Sons, New York.
Djatmiko, E.B. 2003. Fatigue Analysis, Kursus Singkat Offshore Structure Design
And Modelling, Surabaya
Ferguson, N. et al. 1983. An Analitical Study and Systematic Monitoring
Procedure Developed for the Load-Out Operation of the North Rankin
Jacket A. Offshore Technology Conference.
Hays, W.W., Procedurs for Estimating Earthquake Ground Motions, Geological
Survey Professional Paper, U.S.
McClelland, B., et. All. 1986. Planning and Designing of Fixed Offshore
Platforms, Van Norstand Reinhold, New York.
Popov. 1995. Mechanics of Material, 2nd edition. New Jersey, USA.
94
BAB I PENDAHULUAN PSRBAB IPENDAHULUAN
BAB II RINGKASAN DAN KESIMPULAN2.2 Kesimpulan
BAB III Kriteria desain3.1 Beban-Beban (loadings)3.1.1. Structural Dead Loads (Loadcn 1)3.1.2. Topside Load Crane Load (loadcn CRN)
3.2 Enviromnetal Loads Kedalaman Perairan
BAB IV codes and standartRelativeAxisPada analisa loadout, ada beberapa persamaan yang digunakan untuk desain support can digunakan data material kolom tubular dari AISC ASD (Allowance Stress Design) pada tabel axial strength.Material yang digunakan memiliki nilai Fy = 36 ksi. Adapun pe...
BAB V Pemodelan komputerBAB VI seimik PSR FIX6.5 Pembebanan (Load Case)b. Massac. Beban statisd. Periode Alami Struktur, Frekuensi dan Nilai SRAR, SRVR, SRDe. Base shear
BAB VII analisis fatigueStruktur yang telah di buat dari TRB II dilakukan running punching shear check SAC 5.3 dengan dikenai pembebanan gelombang. Setelah itu bisa didapat tegangan-tegangan nominal yang memiliki UC (Unity Check) tertinggi dan terjadi pada member-member yan...7.4 Dynamic Amplification Factor
BAB VIII analisis loadoutDari prosedur yang telah dikerjakan pada bab sebelumnya maka akan didapat kondisi barge saat loadout terjadi. Adapun prosesnya terbagi atas beberapa tahapan mulai dari jacket akan diangkut hingga berada di atas barge secara keseluruhan yang programnya...Gambar 8.17 Loadout Tahap 0Pada tahap ini barge dalam kondisi kosong dan jacket masih berada di luar barge.Gambar 8.18. Loadout Tahap 1Pada tahapan ini sebagian kaki jaket sudah berada di atas barge dengan titik berat J_step1 seperti terlihat pada gambar.Gambar 8.19. Loadout Tahap 2Secara perlahan Jacket bergerak dari tahapan sebelumnya yaitu titik berat Jacket atau J_stepyang sebelumnya berada di atas kolom pertama mulai bergeser ke kolom 2. Dari sini dapat disimpulkan bahwa secara perlahan keseluruhan badan Jacket mulai masu...Gambar 8.20 Loadout Tahap 3Gambar 8.21. Loadout Tahap 4Gambar 8.22. Loadout Tahap 5Gambar 8.23. Loadout Tahap 6Gambar 8.24 Loadout Tahap 7Tahapan tersebut dilakukan hingga Tahap 7 dimana Jacket berada di atas barge secara keseluruhan atau titik berat Jacket berada pada posisi yang mendekati titik stabilitas barge.Saat Jacket mulai masuk ke atas barge dan bergerak di atasnya maka mengakibatkan kapal bergerak. Adapun pergerakan yang dominan berupa trim karena benda perlahan masuk dari stern barge mengakibatkan pergeseran titik berat menuju stern barge. Untuk itu...Dari hasil MOSES sesuai prosedur yang telah dibuat maka didapat output compartment sebagai berikut:Gambar 8.25 Compartment Tahap 0Pada tahap ini menunjukkan barge saat kondisi stabil dimana Jacket masih berada di luar barge. Beberapa bagian barge terisi dikarenakan untuk menyesuaikan kondisi atas barge setara dengan daratan agar Jacket dapat masuk ke atas barge. Adapun Compartm...Tabel 8.4 Compartment Tahap 0Di mana persentase menjelaskan seberapa banyak air yang terisi dalam compartment tersebut. Adapun Compartment 1P, 1S, 6P, dan 6S terisi karena posisi compartment yang berada di ujung barge karena jacket masuk melalui ujung barge mengakibatkan perubaha...Gambar 8.26. Compartment Tahap 1Terjadi perubahan di compartment 1P dan 1S dari 41.7% , 41.1% menjadi 36%, 35% dan pada 6S terjadi kenaikan dari 12% menjadi 15.4%. perubahan drastis terjadi pada 1P dan 1S karena Jacket perlahan mulai masuk ke atas Barge melalui bagian belakang barge...Gambar 8.27. Compartment Tahap 2Perlahan lahan Jacket mulai masuk kedalam barge seperti telah dijelaskan sebelumnya mengenai titik berat J_step. Bagian Jacket semakin memasuki barge mengakibatkan terjadi penurunan air ballast. 1P dan 1S yang sebelumnya turun menjadi 34% sekrang ...Gambar 8.28. Compartment Tahap 3Gambar 8.29 Compartment Tahap 4Gambar 8.30. Compartment Tahap 5Gambar 8.31. Compartment Tahap 6Gambar 8.32. Compartment Tahap 7Perubahan Compartment berlangsung hingga Jacket masuk keatas barge pada tahap 7. Adapun hasil akhir Ballast pada Compartment di tahap 7 adalah sebagai berikut:Tabel 8.5. Compartment Tahap 7
DAFTAR PUSTAKA