Disusun Disusu n ole oleh: h: Julfikhsan Ahmad Mukhti Sumberr Gamba Sumbe Gambar: r:
Daft Daftar ar Isi Isi
1
Pendahuluan
2
Perhitungan Beban Tambat
3
Penentuan Jenis Bollard
4
Aplikasi Beban Pada Struktur Struktur
5
Contoh Perhitungan
Daft Daftar ar Isi Isi
1
Pendahuluan
2
Perhitungan Beban Tambat
3
Penentuan Jenis Bollard
4
Aplikasi Beban Pada Struktur Struktur
5
Contoh Perhitungan
Bab 1
Pendahuluan
Tentang Tambat Kapal
1
Mooringmerupakan sistem penambatan kapal dengan tali atau kabel pada bollard yang bertujuan untuk mencegah pergerakan kapal berlebih saat kapal sedang tambat. Gerakan kapal ini diakibatkan oleh dua hal yaitu akibat arus dan akibat angin. Pergerakan tersebut mengakibatkan gaya pada bollard .
Enam arah pergerakan kapal (Sumber: British Standard 6349-1 General Criteria halaman 95)
Standar yang digunakan
1
Standar yang digunakan dalam perencanaan fasilitas tambat antara lain: PIANC (2002). GuidelinesfortheDesignofFenderSystems. BS6349 Part 1 dan 4 (1994). CodeofPracticeforDesignof FenderingandMooringSystems . OCDI (2002). TechnicalStandardsandCommentariesfor PortandHarbourFacilitiesinJapan.
Diagram Perhitungan Beban Tambat
Penentuan jenis bollard
1
Bab 2
Perhitungan Beban Tambat
Karakteristik Kapal
Salah satu penentu beban tambat pada dermaga adalah karakteristik kapal yang direncanakan untuk bersandar pada dermaga.
2
Properti pada kapal umumnya antara lain terdiri dari: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
DWT (Deadweight Tonnage) atau GT (Gross Tonnage) Displacement (Massa air yang dipindahkan saat kapal terapung di atas air) LOA (Length overall, panjang keseluruhan kapal) LBP (Length between perpendiculars, panjang kapal pada permukaan air) Beam, B (lebar kapal) Freeboard, F (tinggi bagian kapal yang berada di atas permukaan air Draft, D (tinggi bagian kapal yang berada di bawah permukaan air)
Ilustrasi dimensi pada kapal (Sumber: Gaythwaite, JW, 2004. Design of Marine Facilities for the Berthing, Mooring, and Repair of Vessel halaman 18)
2
Kondisi Lingkungan
Kondisi lingkungan, yaitu beban tambat.
dan
, mempengaruhi seberapa besar
Untuk keperluan desain, kecepatan angin yang digunakan dapat berupa ekstrem dengan konsep periode ulang. Contoh tabel kecepatan angin ekstrem dengan periode ulang 1, 10, 50, dan 100 tahun dengan Distribusi Gumbel Return Period (Years)
Omni
N
NNE
NE
ENE
E
ESE
SE
SSE
S
SSW
SW
WSW
W
WNW
NW
NNW
1
10.69
4.63
4.78
5.29
7.22
10.03
10.23
8.88
6.58
5.79
5.89
6.27
8.8
10.53
10.69
7.54
5.19
10
14.77
8.43
8.61
8.93
11.54
12.89
12.61
10.95
8.49
7.96
8.5
9.95
12.16
14.34
14.77
11.68
8.41
50
16.77
10.29
10.49
10.71
13.66
14.29
13.78
11.96
9.43
9.02
9.78
11.76
13.8
16.2
16.77
13.71
9.99
100
17.61
11.07
11.29
11.47
14.55
14.88
14.27
12.39
9.83
9.47
10.32
12.52
14.5
16.99
17.61
14.57
10.66
Extreme Wind Speed (m/s)
Perhitungan Beban Tambat
2
Beban tambat keseluruhan yang diterima oleh dermaga adalah penjumlahan dari beban tambat akibat arus dengan beban tambat akibat angin.
= + = + Keterangan: = Gaya tambat total maksimum arah longitudinal = Gaya tambat total maksimum arah transversal = Gaya tambat arah longtudinal akibat arus = Gaya tambat arah longtudinal akibat angin = Gaya tambat arah transversal akibat arus = Gaya tambat arah transversal akibat angin
2
Beban Tambat Akibat Arus
BS 6349-1 Perhitungan beban mooringakibat arus menggunakan persamaan dari BS 6349-1 halaman 121 sebagai berikut.
Tali Tambat
Bollard
Arah Longitudinal
L A P A K
Arah Transversal
A G A M R E D
2
Beban Tambat Akibat Arus
OCDI (2002) Perhitungan beban mooringakibat arus menggunakan persamaan dari OCDI (2002) halaman 24 sebagai berikut. = 0.0014 (arah longitudinal)
= (arah transversal)
Tali Tambat
Bollard
Arah Longitudinal
Dimana: = beban tambat akibat arus arah tegak lurus as kapal (kN) = beban tambat akibat arus arah sejajar as kapal (kN) = wetted surface area (luas kapal yang tenggelam dalam keadaan penuh) (m3) = 0.85 x Panjang kapal keseluruhan (LOA) x lebar kapal (beam) = kecepatan arus sejajar pantai (m/s) = kecepatan arus tegak lurus pantai (m/s) = massa jenis air (kg/m3) = proyeksi luas lambung kapal dibawah permukaan air (m2) = Length between perpendiculars x draft kapal = koefisien tekanan arus
L A P A K
Arah Transversal
A G A M R E D
2
Beban Tambat Akibat Angin
BS 6349-1 Perhitungan beban mooringakibat angin menggunakan persamaan dari BS6349-1 halaman 119 sebagai berikut.
Tali Tambat
Bollard
Arah Longitudinal
L A P A K
Arah Transversal
A G A M R E D
2
Beban Tambat Akibat Angin
OCDI (2002) Perhitungan beban mooringakibat angin menggunakan persamaan dari OCDI (2002) halaman 23 sebagai berikut.
= =
1 2 1 2
= beban tambat akibat angin arah longitudinal)(kN) = beban tambat akibat angin arah transversal (kN) = massa jenis angin (kg/m3) = kecepatan angin maksimum (m/s) = luas permukaan kapal diatas permukaan air arah memanjang (m2) = lebar kapal (beam) x freeboard kapal = luas permukaan kapal diatas permukaan air arah melintang (m2) = Panjang kapal keseluruhan (LOA) x freeboard kapal = koefisien gesek arah memanjang = koefisien gesek arah melintang
Tali Tambat
Bollard
Arah Longitudinal
L A P A K
Arah Transversal
A G A M R E D
Koefisien Gaya Angin dan Arus (BS 6349)
Koefisien gaya arus (Sumber: BS 6349-1 hal. 120)
Koefisien gaya angin (Sumber: BS 6349-1 hal. 122)
2
Koefisien Tekanan Arus dan Gesek (OCDI 2002)
Koefisien gesek untuk gaya tambat akibat angin (Sumber: OCDI (2002) halaman 144)
Grafik koefisien tekanan arus (Sumber: OCDI (2002) halaman 25)
Untuk keperluan desain, koefisien tekanan arus yang dipakai dapat berupa nilai maksimum agar lebih konservatif.
2
Konfigurasi Tambat
2
Saat kapal sedang tambat, pergerakan kapal ditahan oleh bollard pada dermaga yang dihubungkan oleh tali tambat. Terdapat tiga jenis tali tambat yang berfungsi untuk menahan pergerakan kapal, antara lain: •
•
•
menahan pergerakan kapal menjauhi dermaga (arah transversal) menahan pergerakan surge kapal (arah longitudinal) menahan pergerakan kapal arah transversal dan longitudinal
Arah Transversal
Arah Longitudinal
Konfigurasi Tambat Sudut tambat yang disarankan (Sumber: Katalog Trelleborg hal. 10-7)
Arah Transversal
Arah Longitudinal
2
2
Beban pada Titik Tambat
Beban maksimal pada titik tambat dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
=
=
Bollard
cos cos
Tali Tambat
Arah Longitudinal
L A P A K A
A
A G A M R E D
KAPAL
cos cos
= gaya tarik kapal pada titik tambat arah longitudinal = gaya tarik kapal pada titik tambat arah transversal = gaya tarik kapal total arah longitudinal = gaya tarik kapal arah transversal = sudut vertikal tali
Arah Transversal
Potongan A-A
Sumber: Katalog Trelleborg Marine Systems , halaman 10-7
Bab 3
Penentuan Jenis Bollard
3 Bollard dipilih berdasarkan pada DWT atau GT pada kapal. Pemilihan Bollard dari PIANC (Sumber: Katalog Trelleborg Marine Systems hal. 10-7)
Pemilihan Bollard dari OCDI 2002 (hal. 25)
Bab 4
Aplikasi Beban Pada Struktur
Dalam analisis struktur dermaga, beban tambat kapal hendaknya diaplikasikan pada struktur . Skenario yang umum digunakan untuk adalah: 1. Saat kapal bergerak transversal menjauhi dermaga 2. Saat kapal bergerak longitudinal ke kanan dan kiri sejajar dermaga Pergerakan kapal arah transversal ditahan oleh breastline dan head/sternline, sedangkan pergerakan arah longitudinal ditahan oleh springline dan head/sternlineserta bebannya pun sebesar R L atau RT dibagi dua. Namun untuk keperluan desain, beban pada titik tambat diaplikasikan tambat yaitu saat tali tambat pertama dipasang dan bebannya pun 1 R T atau RL (tidak dibagi dua).
4 Ilustrasi Skenario Pembebanan
1.
Bollard
DERMAGA 1
1
KAPAL Arah gerak kapal
2.
Bollard 1
DERMAGA KAPAL Arah gerak kapal
3.
Bollard
DERMAGA KAPAL
Arah gerak kapal
1
4 Jika beban tambat diaplikasikan pada sebuah bollardyang berada pada sebuah dolphin, hendaknya beban diaplikasikan untuk berbagai arah. R R
R
Skenario 1
3 o i r a n e k S
R
Skenario 5
R
Bollard
Kaki Bollard/Tiang Pancang Contoh tampak atas mooringdolphin beserta skenario pembebanan tambat
Bab 5
Contoh Perhitungan
Data Kapal dan Lingkungan
Pada contoh perhitungan ini, kapal yang akan bersandar memiliki spesifikasi seperti pada tabel dengan kecepatan angin maksimum dan kecepatan arus . Codeyang digunakan adalah OCDI 2002. Properti
Kapal Maersk Triple E (Sumber: logisticsweek.com)
Nilai
DWT
165.000 ton
LOA
400 meter
LBP
380 meter
Beam (B)
59 meter
Height
73 meter
Draft (maximum)
14,5 meter
Sumber: http://www.worldslargestship.com/about/faq/
5
Perhitungan Beban Tambat akibat Arus
Tabel data untuk perhitungan beban mooring akibat arus
1.024 kg/m3
4,5
0,36 m/s
5.510 m2
20.060 m2
LoA = 400 m, Beam = 59 m
0,36 m/s Nilai maksimum pada grafik koefisien tekanan arus LoA = 400m, Draft = 14,5 m
Grafik koefisien tekanan arus (Sumber: OCDI (2002) halaman 25)
= 0.0014(20.060)(0,36) = , =
1 2
1024 4,5 0,3
5.510 = . ,
5
Perhitungan Beban Tambat akibat Angin
Tabel data untuk perhitungan beban mooring akibat angin
0,001 ton/m3
10,28 m/s
224,2 m2
LoA kapal x freeboard kapal = 400 m x 3,8 m
1520 m2
Lebar kapal (beam) x freeboard kapal = 59 m x 3,8 m
1,5
Koefisien tekanan angin untuk rectangularcrosssection
2,3
Koefisien tekanan angin untuk rectangularcross section
Koefisien gaya angin (Sumber: OCDI (2002) halaman 144)
= =
1 2 1 2
0,001 (10,28) 224,2 1,5 = , 0,001 (10,28) 1520 2,3 = ,
5
5
Perhtiungan Total Beban Tambat
Total Beban Tambat Arah transversal
= + = 1.645,27 + 184,72 = . ,
Sudut tambat yang dipakai Stern/headline : 45o ( = 45o) Breastline : 90o ( = 0o) Springline : 10o ( = 10o) Sudut vertikal : 25o ( = 25o).
Tali Tambat
Bollard
Arah longitudinal
= + = 3,64 + 17,77 = , Beban maksimal pada titik tambat: = = cos cos cos cos
Arah Longitudinal
L A P A K
Arah Transversal:
=
1.830,00 cos(25) cos(0)
= . ,
Arah Longitudinal:
=
21,41 cos(25) cos(45)
Arah Transversal
= ,
A G A M R E D
Pemilihan Kapasitas Bollard
Pemilihan bollard bergantung pada displacement (MD atau DT) kapal Kapal yang direncanakan memiliki displacement(MD) sebesar 217.401,33 ton, maka kapasitas bollard yang dipilih adalah .
5
Pemilihan jenis bollard berdasarkan pada displacement kapal
(Sumber: Katalog Trelleborg Marine Systems , halaman 10-7)
Pemilihan Jenis Bollard Bollard yang dipakai pada dermaga adalah bollard jenis dengan kapasitas 200 ton
5
Pemilihan jenis bollard berdasarkan pada displacement kapal
Perhitungan berat dari bollard menggunakan pendekatan volume bollard dikalikan dengan densitas besi Wbollard = E x D x (A+B) x = A, B, E, D
ρbesi
xg
= Berat bollard (kN) = ukuran dimensi pada bollard (m) = massa jenis besi (kg/m 3) = percepatan gravitasi (m/s2)
(Sumber: Katalog Trelleborg Marine Systems, halaman 10-7)
Skenario Pembebanan
Kapal bergerak ke kanan arah YJenis Beban per Joint
Fy
Fz
Mooring 1
-1.830 kN
853,34 kN
(Sumber: Katalog Trelleborg Marine Systems , halaman 10-7)
Wbollard = E x D x (A+B) x = A, B, E, D
Z
Y X
ρbesi
xg
= Berat bollard (kN) = ukuran dimensi pada bollard (m) = massa jenis besi (kg/m 3) = percepatan gravitasi (m/s2)
5
Skenario Pembebanan
Kapal bergerak ke kanan arah X+ Jenis Beban per Joint
Fx
Fy
Fz
Mooring 2
21,41 kN
-21,41 kN
14,11 kN
Z Y X
5
