revisi 3 LAPORAN TRB II versabar.pdf

VERSABAR PLATFORM | WELLHEAD PLATFORM

HALAMAN JUDUL

PERENCANAAN BANGUNAN LEPAS PANTAI STATIS ( TRB II) MO091320

PERANCANGAN STRUKTUR JACKET 4 KAKI VERSABAR PLATFORM

JOEDO ERRASJID

NRP. 4312 100 027

ESTKA EKO FADHIL

NRP. 4313 100 056

ILHAM CAHYA

NRP. 4313 100 062

Dosen Pembimbing: Ir. Murdjito, MSc.Eng.

JURUSAN TEKNIK KELAUTAN Fakultas Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2017

i

2017


2017

PERENCANAAN BANGUNAN LEPAS PANTAI STATIS( TRB II ) MO091320

LEMBAR PENGESAHAN

Disusun Oleh: JOEDO ERRASJID NRP. 4312 100 027 ESTKA EKO FADHIL NRP. 4313 100 056 ILHAM CAHYA NRP. 4313 100 062

Mengetahui/Menyetujui:

Dosen Pembimbing

Ir. Murdjito, M.sc. Eng. NIP. 196501231996031001

ii


2017

KATA PENGANTAR Puji syukur kami

panjatkan kehadirat Allah SWT

karena berkat Rahmat serta

HidayahNya kami dapat menyelesaikan Tugas Rancang Besar ( TRB-2 ) Lepas Pantai statis yang merupakan salah satu tugas rancang dalam kurikulum J urusan Teknik Kelautan. Tak lupa solawat serta salam senantiasa s enantiasa tercurahkan kepada baginda kita Rasullullah Muhammad SAW yang senantiasa kita nantikan syafaatnya besok di Yaumul Qiyamah. Dalam penyusunan laporan ini kami mendapat bantuan dari banyak pihak sehingga tak lupa kami mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Ir. Murdjito, M.sc. Eng. selaku dosen koordinator s ekaligus dosen pembimbing Perancangan Struktur Lepas Pantai (TRB-2) 2. Teman – teman angkatan 2013 (Valtameri) yang selalu mendukung dan berjuang bersama. 3. Senior – Senior – senior senior yang telah banyak membantu. 4. Pihak-pihak lain yang tidak bisa kami sebutkan satu per satu yang secara l angsung. Kami menyadari bahwa Perancangan Struktur Lepas Pantai Stati s (TRB-2) ini jauh dari sempurna maka kami mengharapkan kritik dan saran demi kesempurnaan Tugas ini dan yang akan datang. Akhir kata kami berharap semoga semoga Perancangan Struktur Lepas Lepas Pantai Statis (TRB-2) ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya maupun para pembaca pada umumnya sebagai bahan untuk studi di semester-semester selanjutnya.

Surabaya, 18 Oktober 2017

VERSABAR

iii


2017

RINGKASAN Mata Kuliah Perancangan Struktur Lepas Pantai Statis (TRB II) membahas tentang bagaimana merancang sebuah bangunan bangunan lepas pantai fixed pantai fixed platform yang aman mulai dari awal hingga terbentuk rancangan desain secara keseluruhan. Platform keseluruhan. Platform yang dirancang dalam laporan ini adalah platform adalah platform yang berfungsi sebagai wellhead platform dengan platform dengan 4 kaki dan berorientasi +32.50 dari arah True North. North. Platform diinstalasikan pada diinstalasikan pada kedalaman 119.8 ft (HWL), dengan equipment yang yang dipasang pada 3 deck yaitu heli deck, main deck dan cellar deck . Platform dilengkapi dengan 1 crane crane tipe Palfinger PFM 3500 range range 43ft-68ft dan juga dilengkapi dengan helideck yang dirancang untuk helikopter Boeing Tipe Sikorsky S-76. Platform ini memiliki tinggi total 171 ft dari seabed dari seabed . Pada cellar deck , dipilih main girder dengan tipe W24x192 dan secondary dan secondary girder dengan tipe W18x97. Cellar deck ditumpu oleh 4 deck leg dengan diameter luar 30 inch dan tebal 0.5625 inch. Pada main deck dipilih girder dipilih girder dengan tipe W24x192 dan secondary dan secondary girder dengan tipe W18x97. Main W18x97. Main deck ditumpu oleh 4 deck leg dengan diameter luar 30 inch dan tebal 0.5625 inch. Kaki jacket Kaki jacket memiliki diameter luar 36 inch dengan tebal 0.94 inch, sementara brace nya memiliki diameter luar 20.0 inch dengan tebal 0.59 inch. Pile dirancang dengan diameter luar 30 inch dan tebal 0.5625 inch. Pada heli deck , dipilih main girder W21 W21 x 101, dan secondary girder W12 W12 x 26. Analisis dan pemodelan numerik dilakukan dengan bantuan software SACS 5.7.

iv


2017

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL .......................................... ................................................................ ............................................ ............................................. ............................ ..... i LEMBAR PENGESAHAN ........................................... ................................................................. ............................................ ...................................... ................ ii KATA PENGANTAR ............................................ .................................................................. ............................................ ............................................ ......................iii RINGKASAN ............................................. ................................................................... ............................................ ............................................ ................................. ...........iv DAFTAR ISI........................................................... ................................................................................. ............................................ ............................................ ........................ v DAFTAR GAMBAR ............................................. ................................................................... ............................................ .......................................... ....................viii DAFTAR TABEL .......................................... ................................................................. ............................................. ............................................. ........................... .... viii BAB I PENDAHULUAN ......................................... ............................................................... ............................................. .......................................... ................... 1 1.1 Latar Belakang .......................................................... ................................................................................ ............................................. ....................... 1 1.2 Perumusan Masalah Masal ah ............................................ .................................................................. ............................................ .............................. ........ 2 1.3 Tujuan.......................................... ................................................................. ............................................. ............................................. .............................. ....... 2 1.4 Batasan Masalah ......................................... ............................................................... ............................................ ...................................... ................ 2 1.5 Manfaat ............................................ .................................................................. ............................................ ............................................. ........................... .... 3 BAB II DASAR TEORI ........................................................... ................................................................................. ............................................. ........................... .... 4 2.1 Perancangan Fixed Perancangan Fixed Offshore Platform.................... Platform .......................................... ............................................. ........................... .... 4 2.1.1 Kriteria Perancangan ....................................................... .............................................................................. .............................. ....... 4 2.1.2 Struktur Pancang .......................................... ................................................................ ............................................ ........................... ..... 4 2.2 Desain untuk Kondisi Statis ( In-place Condition) Condition)................................................... ................................................... 5 2.2.1 Factored 2.2.1 Factored Loads (Q) .......................................... ................................................................. ............................................. ...................... 5 2.3 Marine 2.3 Marine Growth................... Growth......................................... ............................................ ............................................. .......................................... ................... 6 2.4 Koefisien Drag Koefisien Drag dan dan Inersia ..................................... ........................................................... ............................................. ........................... .... 7 2.5 Beban Gelombang ......................... ............................................... ............................................. ............................................. .............................. ........ 7 2.5.1 Penentuan Teori Gelombang...................... Gelombang ............................................. .............................................. .............................. ....... 8 2.5.2 Persamaan Morison ......................... ................................................ .............................................. ....................................... ................ 10 2.5.3 Wave Kinematics Factor ..................... Factor ........................................... ............................................. .................................... ............. 11 2.6 Perhitungan Gaya Arus ........................................ .............................................................. ............................................ ............................ ...... 11 2.6.1 Current Blockage Factor ................... Factor ......................................... ............................................ .................................... .............. 11 2.7 Perhitungan Gaya Angin ....................... ............................................. ............................................ ........................................... ..................... 12 12 2.8 Desain Struktur Baja ........................................ .............................................................. ............................................ ................................ .......... 12 2.9 Desain Plat ............................................ .................................................................. ............................................ ........................................... ..................... 13 13 2.10 Desain Beam Desain Beam ( Main Main Girder dan Secondary Girder )............................................ ............................................ 13 2.11 Desain Deck Desain Deck Leg ...................... Leg ............................................ ............................................ ............................................ ................................ .......... 15 2.12 Desain Jacket Desain Jacket Leg .................... Leg .......................................... ............................................ ............................................ ................................ .......... 17 v


2017

2.13 Desain Jacket Braces ........................................................................................... 18 2.14 Desain Pondasi ( Pile) ........................................................................................... 18 2.15 Elevasi Deck ......................................................................................................... 20 BAB III METODOLOGI PERANCANGAN ......................................................................... 21 3.1 Metodologi Perancangan ....................................................................................... 21 3.2 Diagram Alir Perancangan ..................................................................................... 22 BAB IV KRITERIA PERANCANGAN ................................................................................. 24 4.1 Jenis Platform ........................................................................................................ 24 4.2 Arah Orientasi Platform ......................................................................................... 24 4.3 Data Lingkungan dan Beban .................................................................................. 24 4.4 Marine Growth....................................................................................................... 25 4.5 Data Tanah ............................................................................................................. 25 4.6 Corrosion ............................................................................................................... 26 4.7 Scouring Effect Tollerance .................................................................................... 26 BAB V DESAIN RANCANGAN DAN PEMODELAN NUMERIK .................................... 27 5.1 Deck Layout ........................................................................................................... 27 5.1.1 Cellar Deck .................................................................................................. 27 5.1.2 Main Deck ................................................................................................... 27 5.1.3 Heli Deck ..................................................................................................... 28 5.2 Profil Scantling Struktur ........................................................................................ 28 5.3 Rencana Elevasi Struktur ....................................................................................... 29 5.4 Pemodelan Numerik SACS 5.7.............................................................................. 31 5.4.1 Frame Pemodelan Struktur ......................................................................... 31 5.4.2 Pemberian Material Properties ................................................................... 31 5.4.3 Pemodelan Conductor dan Riser .................................................................33 5.4.4 Pemodelan Wishbone .................................................................................. 33 5.4.5 Joint Gap dan Offsetting .............................................................................. 33 5.4.6 Flooded Member ......................................................................................... 34 5.4.7 Data Marine Growth ................................................................................... 35 5.4.8 Mass and Drag Coefficient Table ............................................................... 35 5.4.9 Beban Gelombang, Angin, dan Arus........................................................... 36 5.4.10 Matriks Pembebanan ................................................................................. 37 5.4.11 SACS Analysis Option ............................................................................... 40

BAB VI HASIL ANALISA PEMODELAN NUMERIK ....................................................... 41 vi


2017

6.1 Member Unity Check (UC) tiap Group ID ............................................................ 41 6.2 Posisi Member Unity Check tiap Group ID Terkritis Kondisi Operasi ................. 42 6.3 Posisi Member Unity Check tiap Group ID Terkritis Kondisi Badai .................... 43 6.4 Joint Maximum Displacement ................................................................................ 44 BAB VII KONFIGURASI AKHIR DAN KESIMPULAN..................................................... 45 DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................................. 46 LAMPIRAN A PERHITUNGAN & ANALISIS DESAIN WELLHEAD PLATFORM LAMPIRAN B GAMBAR LAYOUT DECK & RENCANA ELEVASI WELLHEAD PLATFORM LAMPIRAN C GAMBAR 3D PEMODELAN NUMERIK WELLHEAD PLATFORM LAMPIRAN D INPUT PEMODELAN NUMERIK WELLHEAD PLATFORM LAMPIRAN E OUTPUT PEMODELAN NUMERIK WELLHEAD PLATFORM LAMPIRAN F LEMBAR ASISTENSI

vii


2017

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Profil Gelombang Beserta Propertinya .................................................................. 7 Gambar 2.2 Grafik Doppler Shift Due to Steady Current ......................................................... 9 Gambar 2.3 Grafik Regions of Applicability of Stream Function, Stokes V, and Linear Wave Theory ..................................................................................................................... 9 Gambar 2.4 Diagram Arah Sumbu Aliran Arus ...................................................................... 11 Gambar 2.5 Beban Merata Tumpuan Sederhana ..................................................................... 13 Gambar 2.6 Beban Terpusat Tumpuan Jepit............................................................................ 14 Gambar 2.7 Beban Merata Tumpuan Jepit .............................................................................. 15 Gambar 2.8 Panjang Efektif dan Faktor Pereduksi Bending ................................................... 17 Gambar 2.9 Tabel 6.4.3.1 Parameter Desain untuk Tanah Tertentu........................................ 19 Gambar 2.10 Tabel Minimum Pile Wall Thickness ................................................................. 19 Gambar 3.1 Diagram Alir Pengerjaan Perancangan Struktur Lepas Pantai Statis .................. 22 Gambar 4.1 Arah Orientasi Platform ....................................................................................... 24 Gambar 4.2 Tipe Tanah ........................................................................................................... 26 Gambar 5.1 Layout dari Cellar Deck ....................................................................................... 26 Gambar 5.2 Layout dari Main Deck ......................................................................................... 26 Gambar 5.3 Layout dari Heli Deck .......................................................................................... 26 Gambar 5.4 Rencana Elevasi Struktur (a) Tampilan Depan (b) Tampilan Samping............... 29 Gambar 5.5 Model Frame (a) Isometri (b) Depan (c) Samping .............................................. 31 Gambar 5.6 Isometri Model ..................................................................................................... 32 Gambar 5.7 Wishbone pada (a) Conductor-Riser dan (b) Jacket Leg ..................................... 33 Gambar 5.8 (a) Joint Gap pada Jacket dan (b) Offsetting pada Deck . ..................................... 34 Gambar 5.9 Flooded Member .................................................................................................. 34 Gambar 5.10 Marine Growth Data .......................................................................................... 35 Gambar 5.11 Mass and Drag Coefficient Table (a) Permukaan Halus dan (b) Permukaan Kasar ..................................................................................................................... 35 Gambar 5.12 Input dan Pendefinisian Data Lingkungan (a) Gelombang, (b) Angin, (c)-(d) Arus, dan (e) Beban Mati pada Kondisi Load Condition LB0 ............................. 37 Gambar 5.13 SACS Analysis Option ........................................................................................ 40 Gambar 6.1 Posisi Member Unity Check tiap Group ID Terkritis Kondisi Operasi ............... 42 Gambar 6.2 Posisi Member Unity Check tiap Group ID Terkritis Kondisi Badai .................. 43

viii


2017

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Current Blockage Factor ......................................................................................... 12 Tabel 4.1 Data Lingkungan dan Beban .................................................................................... 24 Tabel 4.2 Data Lingkungan Marine Growth............................................................................ 25 Tabel 5.1 Profil Scantling Struktur .......................................................................................... 28 Tabel 5.2 Nama-nama Kelompok Member ............................................................................. 31 Tabel 5.3 Load Condition pada Model SACS 5.7 ................................................................... 37 Tabel 5.4 Load Factor tiap Kelompok Beban ......................................................................... 38 Tabel 5.5 Matriks Pembebanan Kondisi Operasi .................................................................... 39 Tabel 5.6 Matriks Pembebanan Kondisi Badai........................................................................ 39 Tabel 6.1 Member Unity Check tiap Group ID Kondisi Operasi ................................................ 41 Tabel 6.2 Member Unity Check tiap Group ID Kondisi Badai.................................................... 41 Tabel 6.3 Joint Maximum Displacement tiap Group ID Kondisi Operasi ............................... 44 Tabel 6.4 Joint Maximum Displacement tiap Group ID Kondisi Badaii ................................. 44 Tabel 7.1 Redesign Girder Main Deck ....................................................................................45 Tabel 7.1 Redesign Girder Cellar Deck .................................................................................. 45

ix


2017

BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Penambangan minyak/gas alam di perairan membutuhkan bangunan atau anjungan yang disebut sebagai anjungan lepas pantai (offshore structure/offshore platform). Secara umum, ada 2 jenis bangunan lepas pantai, yaitu yang terapung ( floating structure) dan yang terpancang ( fixed structure). Namun mulai beberapa decade yang lalu, dikembangkan pula jenis baru yang ditambatkan dengan tali-tali baja di dasar laut untuk mengurangi biaya produksi, jenis ini disebut sebagai tethered structure. Setiap anjungan lepas pantai yang dibuat tentu memiliki fungsinya masing-masing yang mana fungsi ini akan menentukan desain dari anjungan lepas pantai yang dibuat. Pada umumnya, ada 4 macam anjungan lepas pantai berdasarkan fungsinya, yang pertama adalah wellhead platform (hanya mengakomodasi sumur minyak), yang kedua adalah production platform (hanya mengakomodasi proses produksi minyak mentah), yang ketiga adalah kombinasi dari keduanya, wellhead

and

production

platform

(mengakomodasi

sumur

minyak

lalu

langsung

memproduksinya di anjungan itu pula), dan yang terakhir adalah auxiliary platform (anjungan untuk mengakomodasi anjungan lainnya, biasanya berupa modul tempat tinggal/ living quarter dsb.). Pada mata kuliah Perancangan Bangunan Lepas Pantai Statis (Tugas Rancang Besar II) ini, akan dirancang sebuah anjungan lepas pantai terpancang yang berfungsi sebagai Wellhead

Platform. Mahasiswa Jurusan Teknik Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember diharapkan memiliki kemampuan dalam hal perancangan awal struktur bangunan lepas pantai, dimulai dari peletakkan equipment berdasarkan fungsi anjungan lepas pantainya, penentuan dimensi-dimensi struktur baja ( scantlings) struktur geladak, lalu diameter dari kaki penopang geladak (deck leg ), hingga penenetuan diameter kaki jacket , bracings hingga diameter pile dan kedalaman penetrasinya. Semua dilakukan secara statis dan berdasarkan ilmu pengetahuan mekanika statis yang disesuaikan dengan praktik-praktik di lapangan saat ini dan standard /rules yang ditentukan, dalam hal ini adalah API RP 2A-LRFD (1997), AISC, ASTM dan beberapa buku pedoman lainnya.

1


1.2

2017

Perumusan Masalah

Adapun permasalahan yang akan dibahas dalam perancangan Wellhead Platform adalah: 1. Bagaimana cara menghitung dimensi awal untuk scantlings struktur geladak, deck leg, jacket leg dan jacket brace, serta piles berdasarkan mekanika statis dan mekanika tanah? 2. Berapa dimensi awal untuk scantlings struktur geladak, deck leg , jacket leg dan jacket braces, serta pile? 3. Bagaimana memodelkan secara numerik desain awal seluruh struktur anjungan lepas pantai dengan menggunakan bantuan software SACS? 4. Berapa dimensi yang aman untuk digunakan pada struktur anjungan lepas pantai setelah melakukan redesign dari hasil analisis numerik?

1.3

Tujuan

Tujuan dari perancangan Wellhead Platform berikut yaitu : 1. Menerapkan pengetahuan tentang mekanika statis dan mekanika tanah dalam hal perhitungan dimensi awal scantlings struktur geladak, deck leg , jacket leg dan jacket braces, serta piles. 2. Menentukan dimensi awal untuk scantling struktur geladak, deck leg , jacket leg dan jacket brace, serta pile 3. Memodelkan secara numerik desain awal seluruh struktur anjungan lepas pantai dengan bantuan software SACS. 4. Menentukan dimensi yang aman untuk digunakan pada struktur anjungan lepas pantai setelah melakukan redesign dari hasil analisis numerik, dengan tetap menerapkan ilmu pengetahuan tentang mekanika statis.

1.4

Batasan Masalah

Berikut adalah batasan-batasan dalam Perancangan Struktur Lepas Pantai Statis (Tugas Rancang Besar II) ini: 1. Anjungan lepas pantai terpancang yang dirancang adalah berfungsi sebagai wellhead platform 2. Satuan yang digunakan adalah satuan English atau Imperial Units (satuan panjang adalah foot (ft) dan inch (in), gaya adalah pounds (kips), dan kecepatan adalah ft/s. 3. Baja yang digunakan secara keseluruhan adalah baja A36 (ASTM dengan tegangan leleh yield stress 36 ksi). 2


2017

4. Perhitungan untuk menentukan dimensi awal bagian-bagian struktur didasarkan sepenuhnya dari mekanika statis elastis. 5. Perhitungan terkait dimensi deck leg atau member baja silindris (tubular member ) didasarkan dari mekanika statis (teori kolom) dengan mengabaikan dampak dinamis dari beban-beban lingkungan, dengan tetap menerima konsekuensi berupa potensi melakukan redesign berulang kali. 6. Beban-beban konstruksi (fabrikasi, loadout , transportasi dan instalasi) tidak diperhitungkan dalam pendesainan awal struktur anjungan lepas pantai terpancang ini. 7. Katalog profil dimensi awal bagian-bagian struktur diambil dari katal og keluaran AISC ( American Institute of Steel Construction) 13th Edition (2005). 8. Penentuan dimensi awal menggunakan safety factor pada Allowable Stress Design (ASD). 9. Perhitungan member tubular mengacu pada API RP 2A-LRFD (1997). 10. Analisis numerik yang dilakukan dengan SACS hanya sebatas pada analisis global untuk mementukan Unity Check dari setiap member , yaitu rasio antara tegangan actual yang terjadi pada member dengan tegangan izin sesuai API RP 2A LRFD/AISC 1st. 11. Redesign dilakukan dengan beberapa cara sebagai berikut, yang pertama menambah konfigurasi scantlings, kedua mengubah dimensi scantlings dan member baja silindris, urutan penyebutan di atas menunjukkan prioritas perlakuan redesign.

1.5

Manfaat

Manfaat dari perancangan struktur bangunan lepas pantai ini adalah memperoleh suatu konfigurasi struktur baru dengan efisiensi optimal dengan kemampuan yang sesuai dengan tujuan awal dibangunnya struktur.

3


2017

BAB II DASAR TEORI

Struktur jacket adalah salah satu jenis struktur lepas pantai terpancang yang terdiri dari struktur deck (main deck, cellar deck, dan heli deck), jacket leg sebagai penyangga deck, dan tiang pancang sebagai penyalur gaya – gaya yang bekerja pada struktur ke dalam tanah. Penggunaan struktur jacket hanya terbatas untuk perairan – perairan yang tidak terlalu dalam dan konfigurasi deck yang sederhana.

2.1

Perancangan F ixed Offshore Platform

2.1.1

Kriteria Perancangan

Kriteria perancangan yang digunakan adalah meliputi semua persyaratan operasional dan kriteria lingkungan yang berpengaruh pada platform, baik dalam kondisi operasi maupun dalam kondisi badai ( storm).

2.1.2

Struktur Pancang

Sebuah konstruksi jacket steel platform pada umumnya terdiri atas tiga bagian utama (Mc Clelland, B., 1986) yaitu : 1. Geladak dan bangunan atas (deck and substructures). Geladak adalah bagian yang berada diatas permukaan air dan merupakan fasi litas utama jacket yang menentukan fungsi struktur. Konstruksi geladak jacket platform berada pada ketinggian tertentu dari permukaan air tenang (SWL) sehingga tidak terjangkau gelombang laut. Konstruksi geladak terdiri atas beberapa kelompok jenis konstruksi (modules) dimana jumlah, kelengkapan dan fasilitas yang ada pada geladak tergantung pada fungsi utama yang harus dilaksanakan oleh jacket platform itu sendiri. 2. Jacket Jacket merupakan badan jacket steel platform yang sebagian besar berupa konstruksi pipa (tubular). Struktur jacket sebagian besar terendam air hingga dasar laut. Fungsi utama struktur jacket adalah menopang konstruksi geladak dan fasilitas produksi yang ada, menahan struktur dari beban lateral dan momen guling akibat beban lingkungan. 3. Tiang Pancang (piles) Tiang pancang merupakan struktur jacket platform yang dipancangkan ke dalam dasar laut, hingga kedalaman 30 – 150 m. Fungsi utama tiang pancang adalah sebagai pondasi struktur jacket yang menahan beban lateral dan aksial yang ditransformasikan ke tanah. 4


2017

Untuk itu karakteristik pondasi jacket platform selain ditentukan oleh perancangan tiang pancang itu sendiri juga ditentukan oleh kondisi tanah yang ada (soil mechanics).

2.2

Desain untuk Kondisi Statis (I n-place Condition)

Berdasarkan API RP 2A LRFD bahwa struktur bangunan lepas pantai harus didesain yang dapat menahan beban permanen ( self weight , beban pelat, dsb), beban variabel (peralatan tiap deck, dsb), dan beban lingkungan atau beban dinamis yang terjadi baik kondisi operasi maupun kondisi badai agar menghasilkan efek yang paling buruk terhadap struktur. Untuk itu faktor pembebanan harus diterapkan untuk setiap beban internal (internal force) seperti member , joint , dan fondasi struktur fixed jacket platform agar dapat mengetahui kekuatannya telah memenuhi Unity Check (UC) yang diinginkan dari hasil pemodelan numerik (SACS 5.7) dimana UC adalah rasio antara tegangan akibat pembebanan tiap member dan joint terhadap tegangan izin sehingga ketika rasionya lebih dari satu maka diperlukan redesign.

2.2.1

F actored Loads (Q) Mengacu pada rekomendasi di API RP 2A-LRFD (1997) yang membahas tentang

pembebanan, setiap member, joint , dan pondasi struktur bangunan lepas pantai seharusnya telah melalui cek kekuatan terhadap internal force (action efffect ) yang disebabkan oleh factored loads (Q). Factored loads ini nantinya digunakan sebagai kondisi pembebanan dan penentu beban kombinasi pemodelan. Untuk analisa in-place ini, digunakan 5 kombinasi beban, yaitu: 1. Dead Loads 1 (D1), merupakan berat dari struktur itu sendiri yang meliputi: a. Berat struktur platform di udara, termasuk berat tiang pancang, berat pipa, grout dan ballast. b. Berat peralatan dan struktur peralatan tambahan yang menyatu secara permanen pada platform. c. Gaya hidrostatis yang berlaku pada struktur di bawah garis air termasuk tegangan eksternal dan gaya apung (buoyancy). 2. Dead Loads 2 (D 2), merupakan beban dari peralatan dan objek lainnya di atas deck meliputi: a. Berat peralatan pengeboran dan peralatan produksi b. Berat living quarters, peralatan menyelam, heliport dan peralatan lainnya yang bisa dipindah-pindahkan. 3. Live Loads 1 (L1), merupakan beban yang terjadi pada struktur yang disebabkan oleh berat consumable supplies dan cairan dalam pipa, tangki, dan berat transportable 5


2017

vessels dan containers yang digunakan untuk pengiriman pasokan, serta berat personil dan barang mereka. 4. Live Loads 2 (L2), merupakan gaya-gaya dengan durasi pendek bekerja pada struktur selama operasi, misalnya drilling, material handling, vessel mooring dan helicopter loading , akibat penggunaan crane. 5. Environmental Loads for Operation (W o) & Extreme Condition (W e), merupakan beban akibat gejala lingkungan seperti angin, arus, gelombang, gempa bumi, salju, es dan pergerakan tektonik bumi. Beban lingkungan termasuk juga variasi tekanan hidrostatis dan gaya apung pada tiap member yang disebabkan oleh perubahan tinggi muka air laut akibat gelombang dan pasang surut. Beban lingkungan harus diantisipasi dari berbagai arah, kecuali jika pengetahuan tentang kondisi spesifik menjadikan sebuah asumsi yang berbeda lebih masuk akal. 6. Extreme Inertial Load (Dn), merupakan beban nominal inersia pada saat total respon global (statis dan inersia) pada kondisi maksimum. Dari kondisi pembebanan di atas selanjutnya diberikan nilai faktor yang digunakan sebagai acuan kombinasi pembebanan tiap kondisi pada model SACS. Terdapat 2 kondisi kombinasi pembebanan yang digunakan yaitu pertama kondisi operasi (pers. 2.1); Qoperasi = 1.3D1 + 1.3D2 + 1.5L1 + 1.5L2 + 1.2(Wo + 1.25Dn)..............................2.1

Pada kondisi ini, semua kombinasi pembebanan digunakan, lalu kedua kondisi badai (pers. 2.2); Qbadai = 1.1D1 + 1.1D2 + 1.1L1 + 1.35(W e + 1.25D n)............................................2.2

Pada kondisi ini, Live Load 2 ( L2) tidak dimodelkan dikarenakan operasi drilling, material

handling, vessel mooring , helicopter loading , dan beban akibat penggunaan crane diberhentikan selama badai. Selain beban-beban yang telah dijelaskan di atas, terdapat 3 beban lagi perlu diperhatikan menurut API RP 2A LRFD (1997) yaitu, beban konstruksi, beban pemindahan & pemasangan kembali, serta beban dinamis. Namun untuk analisa statis (in-place) ini tidak diperhitungkan.

2.3

Marine Growth Seluruh struktural member, conducter , riser , dan struktur tambahan yang berada di bawah

permukaan air, ukuran perpotongan melintang struktur tersebut harus ditambah karena akibat dari ketebalan marine growth. Untuk member silindris perlu dibedakan menjadi member permukaan 6


2017

“kasar” dan “halus” tergantung berapa jumlah marine growth yang diduga menempel pada permukaan struktur tersebut.

2.4

Koefisien Drag dan Inersia

Koefisien drag adalah nilai faktor dari gaya drag /hambatan fluida. Gaya drag adalah gaya yang timbul akibat dari hambatan antara benda dan fluida. Koefisien inersia adalah nilai faktor dari gaya inersia/gaya dalam materi. Gaya inersia adalah daya untuk menahan dimana setiap benda berusaha untuk mempertahankan keadaannya. Nilai koefisien ini bergantung pada ukuran kehalusan permukaan struktur. Berdasarkan API RP 2A-LRFD (1997), nilai C D 1.05 dan C m 1.2 untuk kondisi silinder kasar (rough) dalam artian pada permukaan terdapat benda-benda tambahan seperti marine growth atau perlindungan katodik serta C D 0.65 dan Cm 1.6 untuk kondisi permukaan halus.

2.5

Beban Gelombang

Kecepatan dan percepatan partikel air merupakan fungsi dari tinggi gelombang (H), periode gelombang (T), kedalaman perairan (d), jarak partikel dari dasar laut (z) dan waktu (t). L

H



SWL

d

Gambar 2.1 Profil Gelombang Beserta Propertinya

Panjang gelombang pada perairan tertentu dapat didekati dengan rumusan sebagai berikut: L

= Lo tanh (kd).....................................................................2.3

dengan: Lo

= gT2/(2π)…......................................................................2.4

k

= 2π/L ...............................................................................2.5

Dalam perhitungan beban gelombang, ada beberapa teori gelombang yang dapat digunakan misalnya teori gelombang Airy atau Stokes 5 th orde. Dari ketentuan yang berlaku pada teori gelombang tersebut, kemudian dilakukan analisa terhadap kondisi perairan dari struktur yang 7


2017

akan dibangun untuk memperoleh kecepatan dan percepatan secara vertikal maupun horisontal partikel fluida untuk setiap kedalaman. Penentuan teori gelombang disesuaikan dengan grafik validitas teori gelombang dengan berdasarkan parameter H/gT2 dan d/gT2 (Chakrabarti, 1987).

2.5.1

Penentuan Teori Gelombang

API RP 2A-LRFD (1997) memberikan metode untuk menentukan teori gelombang yang digunakan berdasarkan parameter tak berdimensi dari kedalaman dan tinggi gelombang yang terjadi. Metode ini menggunakan bantuan grafik Regions of Applicability. Grafik ini memiliki sumbu absis yang merupakan parameter kedalaman relatif (relative depth) d/gTapp 2 dan ordinatnya adalah parameter kecuraman gelombang (wave steepness) H/gTapp 2, di mana d adalah kedalaman laut, H adalah tinggi gelombang, g adalah percepatan gravitasi dan Tapp adalah periode gelombang apparent . Catatan untuk Tapp ini, didapatkan dengan grafik Doppler Shift Due to Steady Current , yang sekali lagi membutuhkan parameter tak berdimensi dari V/gT dan Tapp/T untuk setiap parameter kedalaman relative (relative depth), di mana V adalah kecepatan arus. Lihat gambar 2.2 di bawah untuk lebih jelasnya. Dengan mengetahui kedalaman ( d) dan tinggi gelombang ( H) serta periode gelombang (T) maka dapat diketahui teori gelombang apakah yang dapat mewakili gelombang pada perairan tersebut. Hal ini dilakukan dengan menghitung kedua parameter tak berdimensi lalu mencari titik pada grafik tadi dengan koordinat parameter-parameter tak berdimensi yang sudah dihitung, apabila titik tadi berada pada suatu wilayah dengan teori gelombang tertentu, maka teori gelombang itulah yang cocok untuk diterapkan dan dapat mewakili kondisi perairannya. Teori gelombang ini untuk selanjutnya bisa digunakan untuk perhitungan manual beban lingkungan (bila perlu) dan sebagai masukkan untuk pemodelan numerik dengan software SACS. Berikut adalah langkah-langkah untuk menentukan teori gelombang yang sudah di couple dengan arus. a. Hitung nilai parameter tak berdimensi V/gT dan parameter relative depth d/gT2. Sesuaikan dengan grafik, cari nilai T/Tapp pada grafik Doppler Shift yang sesuai, dengan begitu kita dapat menghitung Tapp untuk selanjutnya digunakan dalam menentukan teori gelombang. b. Hitung parameter relative depth d/gTapp2 dan parameter wave steepness H/gTapp2 dengan Tapp yang didapatkan dengan cara sebelumnya, cari lokasi titik dengan koordinat itu. Wilayah tempat titik tadi berada, itulah teori gelombang yang sesuai untuk digunakan selanjuntya.

8


2017

Gambar 2.2 Grafik Doppler Shift Due to Steady Current (sumber: API RP 2A-LRFD (1997) )

Gambar 2.3 Grafik Regions of Applicability of Stream Function, Stokes V, and Linear Wave Theory (sumber: API RP 2A-LRFD (1997) )

9


2017

Perhitungan sebagai berikut: d H T V g

= 115ft = 16ft = 9.5s = 2ft/s = 32.17ft/s

V/(gT) d/gT2 Maka, Tapp/T Tapp

= 2/(32.17 x 9.5) = 0.0654 = 115/(32.17 x 9.5 2) = 0.0396 = 1.04 = 9.88s

grafik

gambar 2.2

Ke grafik gambar 2.3 d/(g Tapp) = 115/(32,17 x 9.88 2) = 0.0366 H/(g Tapp) = 16/(32,17 x 9.88 2) = 0.0051 Sehingga teori gelombang yang sesuai untuk tipe perairan ini adalah teori gelombang Stokes Orde V ( stream function). Teori gelombang ini yang nantinya akan diinputkan pada

SACS 5.7 sebagai beban gelombang.

2.5.2

Persamaan Morison

Perhitungan gaya yang diakibatkan oleh gelombang ke objek silindris tergantung pada rasio panjang gelombang terhadap diameter member. Jika nilai rasio ini besar (>5), member tidak akan bereaksi secara signifikan terhadap gelombang datang. Pada member silindris, gaya gelombang dapat dihitung dengan menjumlahkan gaya drag dan gaya inersia dengan persamaan Morison berikut:

 =  +  =    + ̇ =    +   ̇ .......2.6 Dimana,

 

= gaya drag yang searah dengan arah kecepatan aliran = gaya inersia yang berupa gabungan gaya Froude-Krylov added mass

       ̇

 ̇ ( adalah koefisien added mass)

= nilai koefisien drag = nilai koefisien inersia = referensi area yang terkena aliran = volume member = diameter terluar member silindris = massa jenis fluida = kecepatan aliran fluida = percepatan aliran fluida 10

 ̇ dan gaya akibat


2.5.3

2017

Wave Kinematics F actor Gelombang 2 dimensi kinematik reguler dari teori gelombang yang berkembang saat ini

tidak dapat dijadikan acuan penjalaran arah gelombang atau ketidak-beraturan bentuk profil gelombang. Pendekatan terhadap model profil gelombang irreguler bisa didapatkan dengan mengkalikan kecepatan dan percepatan horizontal dari gelombang reguler 2 dimensi ke wave kinematics factor . Nilai wave kinematics factor untuk tropical storm 0.85 – 0.95 dan untuk extratropical storm 0.95 – 1.00. Lalu dipilih nilai wave kinematics factor sebesar 0.95.

2.6

Perhitungan Gaya Arus

Arus merupakan massa air yang bergerak dikarenakan perbedaan tekanan di dua tempat. Arus akan menyebabkan tekanan pada struktur yang intensitasnya berubah berdasarkan kedalaman. Perhitungan gaya arus didasarkan dari parameter kecepatan arus pada kedalaman tertentu. Gaya arus dapat dihitung dengan persamaan berikut.

 =    ..............................................................................2.7 

Dengan adalah massa jenis air laut,

 adalah kecepatan arus di lokasi, dan d adalah kedalaman

perairan. Nilai CD bisa dianggap sama seperti saat menghitung gaya gelombang.

2.6.1

Current Blockage F actor Apabila arus mengenai sesuatu benda, kecepatannya akan tereduksi (berkurang). Hal ini

diakibatkan arah arus yang berubah dari awalnya lurus menjadi menyebar setelah mengenai benda tersebut. Akibatnya, beberapa bagian dari aliran arus mengalir ke luar struktur, atau dengan kata lain tidak semua bagian dari aliran arus mengenai struktur. Nilai faktor tersebut digunakan sebagai nilai kali terhadap profil arus dari data dan nilai tersebut bergantung pada arah sumbu aliran arus serta jumlah kaki platform.

Gambar 2.4 Diagram Arah Sumbu Aliran Arus

11


2017

Tabel 2.1 Current Blockage Factor

Jumlah Kaki

Arah Sumbu Arus

Nilai Faktor

1 3

All All

1.00 0.90

4

End-on Diagonal Broadside

0.80 0.85 0.80

6

End-on Diagonal

0.75 0.85

Broadside End-on Diagonal

0.80 0.70 0.85

Broadside

0.80

Platform

8

2.7

Perhitungan Gaya Angin

Perhitungan gaya angin adalah hampir sama dengan perhitungan gaya arus. Angin juga akan menyebabkan tekanan pada struktur yang intensitasnya berubah berdasarkan luasan kontak tekanan angin pada struktur. Dalam pengerjaan kami, gaya angin kami hitung secara manual yang perhitungannya ada pada lampiran.berdasarkan API RP 2A-LRFD (1997). Gaya angin dapat dihitung secara manual dengan persamaan 2.8 di bawah.

 =    ..................................................................................2.8 Dengan CS adalah koefisien bentuk,

 adalah massa jenis udara (0.0023668 slug/ft ), V 3

w

adalah kecepatan angin, dan A adalah luasan kontak dengan angin. Nilai CS menyesuaikan bentuk bentuk sederhana berdasarkan API RP 2A-LRFD (1997) yaitu 1.5 untuk beam, 1 untuk umum, 1.5 untuk sides of buildings dan (0.65,1.20,1.05,1.20) untuk silinder. Kecepatan pada ketinggian y dapat dihitung dengan persamaan berikut, dengan V10 adalah kecepatan yang diukur pada 33 ft

di atas permukaan laut.

 =  × /10/..............................................................................2.9 2.8

Desain Struktur Baja

Seluruh baja yang digunakan pada perencanaan ini adalah baja ASTM tipe A36, yaitu baja yang memiliki tegangan leleh (tegangan yield atau

) senilai 36 ksi dengan modulus elastisitas

σy

(modulus Young atau E) senilai 29000 ksi. Seluruh baja yang digunakan memiliki tegangan izin (tegangan allowable atau

σa

) tertentu. AISC Steel Construction Manual and Specifications: 12


2017

Allowable Stress Design yang dikeluarkan oleh American Institute of Steel Construction (1989) (untuk selanjutnya disebut sebagai AISC saja) memberikan nilai tegangan izin ( σa) sebesar:

 = 0.6 ×  .........................................................................................2.10 Seluruh tegangan yang terjadi pada baja tidak boleh melebihi tegangan izin yang telah ditentukan sesuai persamaan 2.10 di atas. Tegangan inilah yang menjadi batasan dalam desain profil struktur baja, khususnya untuk desain plat dan girder . Untuk struktur baja yang lain seperti tubular member AISC memberikan metode tersendiri untuk menghitung tegangan izinnya (tegangan kompresi), dan akan dijelaskan secara rinci pada bagian desain tubular member .

2.9

Desain Plat

Plat didesain sebagai pijakan personel dan bukan untuk menumpu equipment . Plat diasumsikan memiliki tumpuan sederhana pada semua sisinya. Roark dalam bukunya " Formulas for Stress and Strain (2002)" memberikan suatu persamaan umum untuk plat yang memiliki tumpuan sederhana pada semua sisinya dan dapat dilihat pada gambar 2.5 di bawah.

Gambar 2.5 Beban Merata Tumpuan Sederhana

(sumber: F ormulas for Stress and Strain , Roark (2002))

2.10

Desain Beam ( Main Girder dan Secondary Gir der )

Desain beam harus memiliki kapasitas untuk mendukung equipment , plat dan berat dari beam itu sendiri. Beam untuk selanjutnya disebut sebagai girder . Secara umum pada anjungan lepas pantai terpancang terdapat dua komponen girder , yaitu secondary girder dan main girder . Main girder biasanya memiliki profil dan kapasitas yang lebih besar dibanding secondary girder , karena beban yang diterima oleh secondary girder akan disalurkan pada main girder untuk selanjutnya disalurkan pada jacket dan pile. Terdapat dua konfigurasi umum terkait peletakkan dari girder . a. Konfigurasi stacked adalah konfigurasi di mana secondary girder diletakkan di atas main girder , sehingga main girder harus menumpu banyak sekali secondary girder

13


2017

yang berada di atasnya. Konfigurasi seperti menjadikan seluruh plat akan ditumpu oleh secondary girder . b. Konfigurasi flushed , secondary girder dilas pada web main girder sehingga secondary girder dan main girder berada pada 1 permukaan datar. Konfigurasi ini membutuhkan banyak sekali bagian yang dilas apabila terlalu rumit. Dalam mendesain profil awal girder kita tinjau per satuan girder dan dimodelkan sesuai dengan konfigurasi yang telah kita tentukan di awal. Untuk konfigurasi stacked maka tumpuan yang kita modelkan adalah tumpuan sendi biasa, dan untuk konfigurasi flushed maka tumpuan yang kita modelkan adalah tumpuan jepit. Lalu untuk beban-beban yang dimodelkan, kita bagi dengan menggunakan metode envelope dan kita jadikan beban garis (beban terdistribusi merata). Momen yang terjadi pada girder dihitung dengan menggunakan mekanika teknik biasa meyesuaikan dengan asumsi tumpuan yang dimodelkan (dalam laporan ini digunakan asumsi sendi biasa karena konfigurasi yang digunakan adalah konfigurasi flush). Untuk momen dan reaksi pada tumpuan yang diakibatkan oleh beban terpusat (lihat gambar 2.6), dapat digunakan persamaan 2.11-2.14 berikut, (arah momen positif untuk putaran berlawanan arah jarum jam) dengan momen-momen maksimum untuk tumpuan jepit-jepit akan selalu terjadi pada jepit-jepit itu sendiri.

Gambar 2.6 Beban Terpusat Tumpuan Jepit (sumber: Mechanics of Material , Popov, (1978))



 = −  ............................................................................................2.11 

 =   ...............................................................................................2.12 

 = −   +2..............................................................................2.13 

 = −   + 2..............................................................................2.14 Untuk momen dan reaksi pada tumpuan yang diakibatkan oleh beban merata pada bagian tertentu dari bentang batang (gambar 2.7), dapat digunakan persamaan 2.15-2.17, (arah momen positif untuk putaran berlawanan arah jarum jam) 14


2017

Gambar 2.7 Beban Merata Tumpuan Jepit (sumber: Dokumen Pribadi (2016))

 =   [6 −  − 8 −  + 3 − ]...............2.15  =   [4 −  + 3 − ]............................................2.16 Tegangan lentur kemudian dapat dihitung dengan menggunakan persamaan yang diberikan oleh Popov dalam bukunya “ Mechanics of Material ” (1978) pada persamaan 2.23 di bawah.

 = .....................................................................................................2.17 Setelah menghitung momen karena equipment , kita sudah tahu bahwa tegangan yang terjadi karena momen tadi haruslah lebih kecil daripada tegangan izin yang telah dihitung. Maka variabel tetap dalam persamaan di atas adalah momen ( M) dan tegangan (σ). Dengan begitu kita dapat menghitung nilai S ( sectional modulus) minimum yang diperlukan dari profil girder agar tegangan yang terjadi lebih kecil daripada tegangan izin.

2.11

Desain Deck Leg

Deck Leg adalah struktur yang menyalurkan beban-beban aksial dan lateral dari struktur geladak ke jacket . Deck leg merupakan struktur kolom yang sangat rentan terhadap buckling . Tegangan axial compression yang terjadi pada tubular member bisa didapatkan dari persamaan 2.18 berikut dimana P adalah beban dan A adalah sectional area tubular member .

 = ..........................................................................................2.18 API RP 2A LRFD (1997) menyatakan bahwa dalam memperhitungkan interaksi antara local dan column buckling pada kondisi kegagalan akibat axial compression (Fy), nilai tegangan yield perlu dimasukkan ke persamaan tegangan axial compression 2.20-2.22 ( local buckling 2.19 (

) dan inelastic

). Sebagai akibat dari safety factor , maka digunakan tegangan ijin ( Fa). 15


2017

 =    ≤ 60.........................................................................2.19 Dari persamaan 2.25 didapatkan nilai

  ≤ 60 yang

nantinya dapat dijadikan ukuran

perbandingan diameter (D) dan tebal (t) tubular member , sementara El-Reedy (2014) menyarankan agar D/t berada di antara 19-60. Untuk tegangan maksimum yang diijinkan akibat dari column buckling didapatkan dari persamaan 2.20-2.22 berikut.

 = 1.0−0.25   < √ 2.................................................2.20  =     ≥ √ 2.....................................................................2.21   =     

.

.........................................................................................2.22

dimana,

    

= paremeter column slenderness (kerampingan tubular ) = elastisitas modulus Young (A36 29000 ksi) = faktor efektifitas panjang member, lihat gambar 2.8 = panjang member = jari-jari girasi (0.35 x D)

16


2017

Gambar 2.8 Tabel D.3-1 Panjang Efektif dan Faktor Pereduksi Bending untuk Kekuatan Member

API RP 2A-LRFD (1997) menyarankan untuk menjaga rasio kerampingan ( KL/r) di bawah 120, dan API RP 2A-LRFD (1997) juga menyarankan penambahan ketebalan pada tubular member 1/8 inci hingga 3/16 inci sebagai akibat dari terjadin ya korosi.

2.12

Desain Jacket Leg

Jacket leg adalah struktur yang mentransfer beban dari deck leg ke pile yang dimasukkan di dalamnya. Jacket leg harus memiliki diameter dalam yang lebih besar daripada diameter luar pile untuk mengakomodasinya. Untuk keperluan ini, Chakrabarti dalam bukunya “ Handbook of Offshore Engineering ” (2005) menyarankan agar diameter dalam jacket leg lebih besar 3 hingga 4 inci dari diameter luar pile, sehingga perlu ditambahkan gap (ξ) sebesar 1.5 hingga 2 inci. Dengan tetap menjaga nilai D/t < 45 (McClelland (1986)), maka dapat dibuat persamaan 2.23 berikut,

 =  + 2   +2 ....................................................2.23 17


2017

Dari persamaan di atas kita bisa mendapatkan nilai awal diameter luar jacket leg (OD jacket),. Tambahkan ketebalan jacket leg sebesar 1/8 inci hingga 3/16 inci sebagai antisipasi korosi. Penting pula untuk menjaga rasio kerampingan ( KL/r)

di bawah 120 sesuai yang

disarankan oleh API RP 2A-LRFD (1997).

2.13

Desain J acket Braces

Chakrabarti (2005) telah memberikan contoh sederhana untuk perhitungan dimensi awal jacket braces, dengan menyarankan untuk menjaga rasio kerampingan ( KL/r) antara 70 hingga 90, buckling factor k senilai 0.8, sehingga menjadi persamaan 2.24 berikut.

 70 ≤ .× ≤ 90..................................................................................2.24 Chakrabarti (2005) juga menyarankan untuk menjaga rasio diameter ( β) antara diameter brace dan diameter jacket leg lebih besar atau sama dengan 0.5. Perlu ditambahkan ketebalan jacket braces sebesar 1/8 inci hingga 3/16 inci untuk mengantisipasi dampak korosi serta tetap menjaga rasio kerampingan D/t < 45.

2.14

Desain Pondasi (Pile)

Pile adalah struktur yang mentransfer seluruh beban aksial dan lateral anjungan lepas pantai ke tanah. Pile memanfaatkan kapasitas tanah ultimate (QD) tempat ia terpancang untuk menahan beban-beban aksial dan lateral tadi. Kapasitas tanah ultimate ini merupakan total dari kapasitas gesek tanah ( skin friction capacity atau Qf ) dan kapasitas tahanan tanah (end-bearing capacity atau Qp). Kapasitas tanah yang dimaksud dapat dituliskan dalam persamaan 2.25-2.26 berikut.

 =  + .........................................................................................2.25  =   ×   + ( ×  )....................................................................2.26 Dengan f adalah pendekatan dari nilai skin friction tanah (ksi), As adalah luasan selimut pile yang kontak dengan tanah, q adalah pendekatan dari nilai end-bearing tanah (ksi) dan Ap adalah luas penampang pile total ( gross area). Nilai ini didapatkan secara pendekatan dari tabel yang diberikan oleh API RP 2A-LRFD (1997) seperti pada gambar 2.19 berikut.

18


2017

Gambar 2.9 Tabel 6.4.3.1 Parameter Desain untuk Tanah Tertentu (sumber: API RP 2A-LRFD (1997)).

Kapasitas ultimate tanah ini perlu memenuhi faktor keamaan yang disarankan oleh API RP 2A-LRFD (1997). Faktor keamanan ini berdasarkan untuk kondisi ekstrem dan operasi, sehingga

didapatkan nilai kapasitas tanah yang diizinkan (QD) berdasarkan beban saat kondisi operasi (PDO) atau ekstrem (PDE) dan dapat dituliskan dalam persamaan 2.27 berikut.

 ≤   ..........................................................................................2.27 Dengan  adalah faktor tahanan pile kondisi beban lingkungan operasi (= 0.7) dan  adalah faktor tahanan pile kondisi beban lingkungan ekstrem (= 0.8). Diameter pile haruslah lebih kecil atau sama dengan diameter dalam deck leg dan lebih kecil dari diameter jacket leg . Pile harus memiliki kedalaman penetrasi yang mencukupi untuk mengakomodasi kapasitas gesek tanah. Nilai minimum ketebalan pile juga diatur dalam API RP 2A-LRFD (1997) yang dapat dilihat pada gambar 2.10 di bawah.

Gambar 2.10 Tabel Minimum Pile Wall Thickness (sumber: API RP 2A-LRFD (1997))

19


2.15

2017

Elevasi Deck

Suatu gaya yang besar terjadi apabila gelombang mengenai deck dan equipment di atasnya. Untuk menghindari ini, deck terendah harus ditempatkan pada elevasi yang memadai terhadap puncak dari gelombang desain dan menambahkan suatu celah udara (air gap). Gelombang desain yang digunakan adalah gelombang berbagai arah untuk kurun waktu 100 tahun dengan memperhitungkan HAT ( Highest Astronomical Tide) dan storm surge. API RP 2A – LRFD (1997) merekomendasikan air gap sebesar 5 ft di atas puncak gelombang ekstrem, hal ini dimaksudkan untuk melindungi deck terendah dan peralatan di atasnya terhadap gaya gelombang yang mungkin terjadi.

Elv. Deck Terendah = HAT Ekstrem + Storm Surge + 0.5Hmax + Air Gap...2.28

20


2017

BAB III METODOLOGI PERANCANGAN

3.1

Metodologi Perancangan

1. Studi literatur terkait perancangan bangunan lepas pantai statis. 2. Jenis anjungan telah ditentukan. Dalam perancangan ini anjungan merupakan anjungan yang berfungsi sebagai service platform dengan 3 deck (main deck, cellar deck, heli deck) dan 4 kaki pada kedalaman 115 ft. 3. Ukuran deck disesuaikan dan equipment diletakkan sesuai dengan fungsi dan pertimbangan keselamatan lainnya. Lalu penentuan konfigurasi scantlings dan profil profilnya untuk setiap deck . 4. Perhitungan Material Take Off struktur geladak untuk selanjutnya digunakan dalam perhitungan distribusi bebannya pada deck leg dan perhitungan dimensi awal deck leg . 5. Perhitungan distribusi beban pada deck leg . 6. Penentuan dimensi awal deck leg sesuai beban yang harus diterimanya. 7. Penentuan kapasitas tanah ultimate dan penentuan dimensi awal pile beserta kedalaman penetrasi yang diperlukan untuk mentransfer beban anjungan ke tanah. 8. Penentuan konfigurasi jacket , dimensi jacket leg dan jacket brace. 9. Pemodelan numerik dilakukan dengan bantuan software SACS 5.7 dengan kondisi linkungan pada kondisi operasi dan badai yang disesuaikan. 10. Analisis dilakukan, lalu dicek sesuai code yang digunakan, dalam perancangan ini yang digunakan adalah API RP 2A-LRFD (1997) dan seluruh struktur baja mengikuti AISC 13th Edition, dilanjutkan dengan pembahasannya. 11. Penyusunan laporan pengerjaan.

21


3.2

2017

Diagram Alir Perancangan

Berikut adalah diagram alir yang menggambarkan alur perancangan yang dilakukan. Mulai

Jenis Anjungan

Konfigurasi Deck : a. Ukuran deck b. Layout dari equipment c. Konfigurasi scantlings d. Penentuan profil awal scantlings

Perhitungan Material Take Off (MTO) Struktur Geladak

Penentuan Elevasi Struktur Anjungan Lepas Pantai

Perhitungan Distribusi Beban Struktur Geladak ke deck leg

Penentuan Dimensi Awal Deck Leg

Penentuan Dimensi Awal Pile dan Kapasitas Tanah

Konfigurasi Jacket : a. Dimensi awal jacket leg b. Dimensi awal jacket brace

Pemodelan Numerik dengan SACS 5.7 Precede

A

22


A

Analisis Statik dengan SACS 5.7 Precede: a. Code check b. Unity check Pembahasan Hasil Analisis

Selesai Gambar 3.1. Diagram Alir Pengerjaan Perancangan Struktur Lepas Pantai Statis

23

2017


2017

BAB IV KRITERIA PERANCANGAN

4.1

Jenis Platform

Jenis Platform yang dirancang adalah Wellhead Platform dengan rancangan umum jumlah kaki jacket 4 kaki, jumlah deck 3 ( Main Deck, Cellar Deck, dan HeliDeck), jumlah crane 1 unit, conductor 6 buah, dan riser 12 buah. Code yang digunakan mengacu pada API RP 2A-LRFD (1997), AISC Manual and Specifications ASD 13th Edition dan ASTM.

4.2

Arah Orientasi Platform

Arah pembebanan lingkungan sesuai orientasi platform (+32,5°) dari true north. Sehingga dengan mengambil arah utara platform (platform north) sebagai acuan maka diasumsikan arah utara platform adalah 0 0. Namun dalam pemodelan yang digunakan berdasarkan arah acuan SACS, arah utara platform adalah 90 0 dari arah utara sebenarnya. Berdasarkan API LRFD untuk struktur lepas pantai, ditinjau dari 8 arah dengan pertambahan kemiringan sebesar 45 0. Dengan acuan arah 0 0 adalah arah utara platform maka 8 arah untuk platform adalah 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270°, 315°, dan 360°.

True North +32.50 Platform north

Gambar 4.1 Arah Orientasi Platform

4.3

Data Lingkungan dan Beban Tabel 4.1 Data Lingkungan dan Beban

No.

Data Lingkungan

1.

Kedalaman perairan/ Depth (LWL)

2.

Teori Gelombang

Kondisi Operasi

Kondisi Badai (Ekstrem)

115 ft Stokes Orde 5

24


3.

Tinggi Maksimum (Hmax)

4.

Periode

5.

Total Pasang Surut

6.

Kecepatan Arus Permukaan

7.

Kecepatan Arus Dasar

8.

Kecepatan Angin

9.

HWL

10.

Wave Crest at HWL

11.

Storm Surge

No.

2017

16.0 ft

24 ft

9.5 s

9.5 s 4.8 ft

2.0 ft/s

3 ft/s

0 ft/s

0.8 ft/s

50 mph

80 mph 119,8 ft

Data Beban

127,8 ft

131,8 ft

-

0.5 ft

Kondisi Operasi

Kondisi Badai (Ekstrem)

1.

Beban Hidup Cellar Deck

100 psf

75 psf

2.

Beban Perpipaan Cellar Deck

75 psf

75 psf

3.

Beban Hidup Main Deck

100 psf

75 psf

4.

Beban Perpipaan Main Deck

0 psf

0 psf

5.

Beban Vertikal Crane

155 kips

72.5 kips

6.

Beban Momen Crane (pada sumbu x)

22000,0 kips

0 kips

4.4

Marine Growth Bentuk marine growth pada struktur silindris ini menyerupai gerigi. Ketebalan marine

growth merupakan ketebalan terbesarnya (bagian runcingnya), sedangkan kekasaran marine growth merupakan ketebalan terkecilnya. Massa jenis sebesar 1.02 ton/m 3. Tabel 4.2 Data Lingkungan Marine Growth

4.5

Ketebalan

Density

Kekasaran

2 in

63.676994 lb/ft 3

1 in

Data Tanah

Data tanah yang digunakan adalah data tanah tipe A berdasarkan tipe tanah pada buku “ Planning and Design of Fixed Offshore Platforms” oleh McClelland (1986) seperti pada gambar 4.2 berikut.

25


2017

Gambar 4.2. Tipe Tanah (sumber: Planning and Design of F ixed Offshore Platforms , McClelland (1986))

4.6

Corrosion Corrosion mengakibatkan pertambahan OD (Outside Diameter ) Jacket Leg dan Brace

sebesar 1/8 in.

4.7

Scouring E ffect Tollerance Scouring adalah fenomena di mana tanah pada dasar laut di sekitar struktur pondasi

mengalami erosi sehingga berpotensi terjadinya penurunan struktur ( structure settlement ). Scouring effect tollerance sebesar 3 ft.

26


BAB V DESAIN RANCANGAN DAN PEMODELAN NUMERIK

5.1

Deck Layout

5.1.1

Cellar Deck Untuk gambar detil, gambar 5.1 dapat dilihat di lampiran.

Gambar 5.1 Layout dari Cellar Deck

5.1.2 Main Deck

Untuk gambar detil, gambar 5.2 dapat dilihat di lampiran.

Gambar 5.2 Layout dari Main Deck

27

2017


5.1.3

2017

H eli Deck Untuk gambar detil, gambar 5.3 dapat dilihat di lampiran.

Gambar 5.3 Layout dari H eli Deck

5.2

Profil Scantling Struktur

Berikut adalah rangkuman hasil desain rancangan awal profil scantlings struktur. Perhitungan dan gambar dapat dilihat pada lampiran. Tabel 5.1 Profil Scantling Struktur

No.

Profil

Cellar Deck

Main Deck

H eli Deck

35 ft x 40 ft

40 ft x 44 ft

32 ft x 32 ft

+24 ft

+41 ft

+56 ft

0.4375 in

0.3125 in

0.125 in

1.

Dimensi

2.

Elevasi (LWS)

3.

Tebal Plat

4.

Main Girder

W24 x 192

W21 x 182

W21 x 101

5.

Secondary Girder

W18 x 97

W16 x 50

W12 x 26

6.

Deck Leg OD/t

30in/0.56in

30in/0.56in

30in/0.56in

7.

Panjang Deck Leg

16 ft

17 ft

15 ft

8.

Berat Total (+ Equipment )

479.49 kips

320.99 kips

22.94 kips

9.

Center of Gravity (0 0 0 cellar deck )

X -0.30, Y -0.16

X -0.31, Y -0.72

X -10.44, Y -7.25

10. Material Take Off

Berat Total 823.42 kips CoG Top Side X -0.01 Y -0.17

11. Pile OD/t

30in/0.56in

12.

103ft/227ft

Panjang Pile Stub/Panjang Total

13. Jacket Leg OD/t

36in/0.94in

14. Jacket Leg Unbraced Length Allowance/ Longest Unbraced Length 28

94.53ft/30ft


15. Jacket Brace OD/t

2017

20in/0.59in

16. Jacket Brace Unbraced Length Allowance/ Longest Unbraced Length 17. Pile 30in Wishbone t requirement 18.

65.67ft/58ft

2.067in

Conducter OD/t

24in/0.625in

19. Riser OD/t

6in/0.25in & 10in/0.25

20.

Conducter & Riser Wishbone t requirement

21.

Crane Type & Length

3.395in Palfinger PFM 3500 range 43ft-68ft

22. Helicopter Type

Boeing Skorsky S-76 13000lb

Profil beam di atas mengacu pada ASTM dan ukuran diameter dan tebal dari struktur deckleg , pile, jacket leg , dan jakcet brace mengacu pada LSAW Steel Pipe oleh Tianjin Xinyue Steel Group. Katalog LSAW Steel Pipe Tianjin Xinyue Steel Group dapat dilihat pada lampiran.

5.3

Rencana Elevasi Struktur

Sebelum melakukan pemodelan numerik pada SACS 5.7, dilakukan perencanaan elevasi pada struktur terlebih dahulu. Hal ini perlu dilakukan untuk menghindari kesalahan memposisikan tinggi deck dan kebutuhan desain jacket . Detil gambar ada di lampiran.

(a)

(b)

Gambar 5.4 Rencana Elevasi Struktur (a) Tampilan Depan (b) Tampilan Samping

29


2017

Komponen (braces) vertikal, horizontal, dan diagonal jacket yang menghubungkan kakikaki jacket dan membentuk sistem kekakuan jacket . Sistem jacket meneruskan gaya-gaya yang bekerja pada platform kepada sistem pondasi. Jenis-jenis brace yang biasa digunakan yaitu: a. Pola K-brace Pola ini mempunyai jumlah titik pertemuan batang ( joint ) yang lebih sedikit sehingga mengurangi jumlah biaya pengelasan. Tetapi, pola ini tidak mempunyai bentuk simeteris dan sistem redundansi. Pola K-brace digunakan untuk lokasi yang tidak membutuhkan kekakuan tinggi dan tidak ada gaya seis mik. b. Pola V-brace Seperti halnya dengan tipe K-brace, tipe ini mempunyai joint yang lebih sedikit dan tidak mempunyai sistem redundansi. Selain itu, pola ini tidak mempunyai sistem transfer beban yang baik dari satu level ke level lainnya sehingga membutuhkan batang horisontal yang besar. Pola ini jarang digunakan. c. Pola N-brace Tipe ini tidak mempunyai sistem redundansi sehingga kegagalan buckling pada salah satu batang tekan akan dengan cepat menyebkan pada batang lain dan menyebabkan struktur collapse (runtuh). Tipe ini tidak dianjurkan untuk digunakan. d. Pola Plus X-brace Pola ini adalah yang paling banyak digunakan untuk struktur lepas pantai di lokasi yang tidak dalam. Pola ini mempunyai bentuk simetri, redundansi, dan daktilitas yang cukup. Kekurangan dari pola ini hanya pada jumlah joint yang lebih banyak dan bentuk cabang V pada sisi transversal akan menyebakan ukuran horizontal brace yang lebih besar. e. Pola X-brace Pola ini mempunyai kekakuan horisontal, daktilitas, dan redundansi yang tinggi. Jumlah titik pertemuan (joint) dan batang yang dibutuhkan lebih banyak sehingga membutuhkan lebih banyak pengelasan. Pola ini banyak digunakan untuk struktur lepas pantai di laut dalam dan didaerah gempa yang membutuhkan kekakuan dan daktilitas yang tinggi untuk mengurangi perioda goyangan yang dialami struktur.

30


5.4

2017

Pemodelan Numerik SACS 5.7

Pemodelan pada SACS 5.7 menggunakan pendekatan perhitungan dinamika struktur, ilmu material bahan, dan pembebanan kondisi lingkungan yang mengacu pada codes guna mendekati pada model eksisting di lapangan. Pemodelan SACS 5.7 perlu melakukan asumsi model yang nanti akan dibahas pada sub bab selanjutnya.

5.4.1

F rame Pemodelan Struktur Titik 1, 2, A, dan B pada gambar 5.5 merupakan posisi mudline/dasar laut.

(a)

(b)

(c)

Gambar 5.5 Model F rame (a) Isometri (b) Depan (c) Samping

5.4.2

Pemberian Materi al Properties

Berikut adalah nama-nama pengelompokan member pada model frame. Tabel 5.2 Nama-nama Kelompok Member

Member I D BB

Deskripsi

Member I D

Deskripsi

Barge Bumper

PL1

Pile Under Mudline (Dummy Pile)

BRC

Jacket Brace

PL2

Pile Above Mudline Level 4 (bawah)

CON

Conductor

PL3

Pile Above Mudline Level 3

DL7

Deck Leg Cellar Deck

PL4

Pile Above Mudline Level 2

31


2017

DL8

Deck Leg Main Deck

PL5

Pile Above Mudline Level 1 (atas)

DL9

Deck Leg Heli Deck

PL6

Pile Uncovered by Jakcet

DLC

Deck Leg Crance

RS1

Riser 10 in.

LG2

Jacket Leg Level 4 (bawah)

RS2

Riser 6 in.

LG3

Jacket Leg Level 3

SGC

Secondary Girder Cellar Deck

LG4

Jacket Leg Level 2

SGH

Secondary Girder Heli Deck

LG5

Jacket Leg Level 1 (atas)

SGM

Secondary Girder Main Deck

MGC

Main Girder Cellar Deck

W.B

Wish Bone for Conducter

MGH

Main Girder Heli Deck

WB3

Wish Bone for Riser

MGM

Main Girder Main Deck

- Heli Deck +53.6ft (MSL)

- Main Deck +38.6ft (MSL)

- Cellar Deck +21.6ft (MSL)

- HWL +2.4ft (MSL) Jacket Elv. 1 +3.6ft (MSL) -

- MSL 0ft

Jacket Elv. 2 -26.4ft (MSL) -



- Mudline -117.4ft (MSL) Jacket Elv. 4 -115.4ft (MSL) -

Gambar 5.6 Isometri Model

32


2017

Area berwarna merah merupakan elevasi mudline dan area berwarna biru merupakan water level . Water level yang digunakan adalah HWL (muka air tertinggi) 119.8ft guna mendapatkan posisi tertinggi saat gelombang ekstrem menyapu stuktur platform.

5.4.3

Pemodelan Conductor dan Riser

Pada pemodelan conducter dan riser perlu diketahui terlebih dahulu bahwa struktur tersebut bukan merupakan bagian dari sistem keseluruhan struktur platform (deck , deckleg , jacket , dan pile). Sehingga perlu dimodelkan tersendiri untuk joint fixity pada conductor dan riser agar struktur tersebut hanya menerima beban dari berat conductor dan riser itu sendiri. Joint fixity conductor dan riser adalah 110000 ( fx fy fz Mx My Mz ).

5.4.4

Pemodelan Wishbone

Wishbone merupakan stuktur pengikat dimana agar struktur yang diikat tidak mudah berpindah posisi. Pada SACS 5.7, struktur ini dimodelkan berbentuk tubular member dan bisa kita modelkan melalui perintah Member – Wishbone. Wishbone dimodelkan sebagai struktur yang menempel dengan joint fixity B release 100111 A release 000000.

(a)

(b)

Gambar 5.7 Wishbone pada (a) Conductor-Riser dan (b) J acket Leg

5.4.5 Joint Gap dan Offsetting

Joint gap diberikan sebesar 2 in. (minimum gap) dan offsetting pada deck mengikuti tipe sambungan flush pada girder sehingga secondary dan main girder pada satu permukaan datar.

33


(a)

2017

(b)

Gambar 5.8 (a) J oint Gap pada J acket dan (b) Offsetting pada Deck

5.4.6

F looded Member Struktur yang dimodelkan sebagai flooded member adalah jacket leg saja. Flooded

member yang berwarna biru dapat dilihat pada gambar 5.9.

Gambar 5.9 F looded Member

34


5.4.7

2017

Data Marine Growth

Gambar 5.10 Marine Growth Data

5.4.8 Mass and Drag Coeffi cient Table

(a)

(b) Gambar 5.11 Mass and Drag Coefficient Table (a) Permukaan Halus dan (b) Permukaan Kasar

35


5.4.9

2017

Beban Gelombang, Angin, dan Arus

(a)

(b)

(c)

(d)

36


2017

(e) Gambar 5.12 Input dan Pendefinisian Data Lingkungan (a) Gelombang, (b) Angin, (c)-(d) Arus, dan (e) Beban Mati pada Kondisi Load Condition LB0

5.4.10 Matriks Pembebanan

Tabel 5.3 di bawah merupakan tabel pengelompokan dan pendefinisian beban-beban yang bekerja pada struktur dari pemodelan SACS 5.7. Tabel 5.3 Load Condition pada Model SACS 5.7

Load Condition

Load I D

SW

SW

EQMD

~

Beban Equipment di Main Deck

EQCD

~

Beban Equipment di Cellar Deck

Deskripsi

Self Weight Struktur (+ Heliport, Conducter, & Riser)

LVLOM

Live Load di Main Deck saat Kondisi Operasi

LVLOC

Live Load di Cellar Deck saat Kondisi Operasi

LVLSM

Live Load di Main Deck saat Kondisi Badai

LVLSC

Live Load di Cellar Deck saat Kondisi Badai

PPNGM

Beban Perpipaan di Main Deck

PPNGC

Beban Perpipaan di Cellar Deck

PLTM

Beban Plat pada Main Deck

PLTC

Beban Plat pada Cellar Deck

PLTH

Beban Plat pada Heli Deck

CRNO

~

Beban Crane saat Operasi

CRNS

~

Beban Crane saat Badai

LVLO LVLS PPNG

PLT

37


2017

HELI

~

Beban Helikopter pada Heliport

LO0

~

Beban Lingkungan Arah 0 o saat Operasi

LO1

~


LO2

~


LO3

~


LO4

~


LO5

~


LO6

~


LO7

~


LB0

~

Beban Lingkungan Arah 0 o saat Badai

LB1

~


LB2

~


LB3

~


LB4

~


LB5

~


LB6

~


LB7

~


Dari beban-beban pada tabel 5.3, selanjutnya dikelompokkan sesuai pada kondisi pembebanan (kondisi operasi dan kondisi badai/ekstrem) serta diberi nilai faktor seperti yang telah dijelaskan pada tabel 5.4 di bawah. Tabel 5.4 Load F actor tiap Kelompok Beban

PENGELOMPOKAN BEBAN

Load Factor yang Dimodelkan Operation Condition

Extreme Condition

DEAD LOAD 1 (D1) Load Condition

SW

o

o

PPNG

o

o

PLT

o

o

EQMD

o

o

EQCD

o

o

LVLO

o

-

LVLS

-

o

DEAD LOAD 2 (D2) Load Condition LIVE LOAD 1 (L1) Load Condition LIVE LOAD 2 (L2)

Load Condition

CRNO

momen

o

-

CRNO

vertikal

o

-

CRNS

momen

-

-

CRNS

vertikal

-

o

o

-

o

-

HELIKOPTER ENVIRONMENT LOAD OPERATION (Wo) Load Condition

LO 38


2017

ENVIRONMENT LOAD EXTREME (We) Load Condition

LB

o

-

ENVIRONMENT LOAD EXTREME (Dn) inersia global Load Condition struktur *kondisi beban Dn tidak dimodelkan dikarenakan periode natural (Tn) dari struktur di bawah 2 detik (Tn = 1.30284 sec) dimana dapat dilihat pada lampiran.

Selanjutnya dibuat beban kombinasi yang nantinya digunakan pada SACS 5.7 sebagai beban yang bekerja pada struktur. Tabel 5.5 Matriks Pembebanan Kondisi Operasi Arah (derajat) Load Combination SW D1 PPNG PLT EQMD D2 EQCD L1 LVLO CRNO L2 HELI LO0 LO1 LO2 LO3 Wo LO4 LO5 LO6 LO7

MATRIKS PEMBEBANAN KONDISI OPERASI 0 45 90 135 180 225 QO0 QO1 QO2 QO3 QO4 QO5 o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o

270 QO6 o o o o o o o o

315 QO7 o o o o o o o o

o o

Tabel 5.6 Matriks Pembebanan Kondisi Badai

Arah (derajat) Load Combination SW D1 PPNG PLT EQMD D2 EQCD L1 LVLS CRNS L2 HELI LO0 LO1 LO2 LO3 We LO4 LO5 LO6 LO7

MATRIKS PEMBEBANAN KONDISI BADAI 0 45 90 135 180 QE0 o o o o o o o o o

QE1 o o o o o o o o

QE2 o o o o o o o o

QE3 o o o o o o o o

QE4 o o o o o o o o

225

270

315

QE5 o o o o o o o o

QE6 o o o o o o o o

QE7 o o o o o o o o

o o o o o o o

39


2017

5.4.11 SACS Analysis Option

Sebelum memulai analisa/memulai komputasi, perlu diperhatikan kesesuaian code check yang digunakan dengan yang akan dijalankan pada SACS 5.7.

Gambar 5.13 SAC S Analysis Option

40


2017

BAB VI HASIL ANALISA PEMODELAN NUMERIK

6.1.

Member Unity Check (UC) tiap Gr oup I D Member unity check adalah perbandingan besar tegangan yang terjadi pada suatu member

dengan tegangan ijinnya dimana nilainya harus kurang dari 1.0. Berikut adalah member-member yang mengalami UC terkritis tiap group ID untuk kondisi operasi dan kondisi badai sesuai API RP 2A-LRFD dan AISC. Hasil detil ada pada lampiran. Tabel 6.1 Member Unity Check tiap Gr oup I D Kondisi Operasi

Tabel 6.2 Member Unity Check tiap Gr oup I D Kondisi Badai

Pada kolom critical condition, CM adalah compression stress, TN adalah tension stress, dan BN adalah bending stress.

41


6.2

Posisi Member Unity Check tiap Gr oup I D Terkritis Kondisi Operasi SGH 0148-0139 : UC 0.56 DLC 0265-801L : UC 0.59 SGM 0116-0106 : UC 0.57

MGM 803L-801L : UC 0.61

DL8 701L-801L : UC 0.61

PL1 001P-101P : UC 0.62

Gambar 6.1 Posisi Member Unity Check tiap Gr oup I D Terkritis Kondisi Operasi

42

2017


6.3

Posisi Member Unity Check tiap Gr oup I D Terkritis Kondisi Badai SGH 0148-0139 : UC 0.57

SGM 0125-0115 : UC 0.55

PL4 302P-402P : UC 0.42

PL3 202P-302P : UC 0.43

PL2 102P-202P : UC 0.47

PL1 002P-102P : UC 0.56

Gambar 6.2 Posisi Member Unity Check tiap Gr oup I D Terkritis Kondisi Badai

43

2017


6.4

2017

Joint Maximum Displacement Tabel 6.3 J oint Maximum Di splacement tiap Gr oup I D Kondisi Operasi

Tabel 6.3 J oint Maximum Di splacement tiap G roup I D Kondisi Badai

Dimana DEFL(X) adalah defleksi arah sumbu x, DEFL(Y) adalah defleksi arah sumbu y, DEFL(Z) adalah defleksi arah sumbu z, dan DEFL(T) adalah defleksi total.

44


2017

BAB VII KONFIGURASI AKHIR DAN KESIMPULAN

Pada bab VI telah dianalisa dimana hasil dari pemodelan numerik menggunakan SACS 5.7 nilai UC member tertinggi adalah 0.59 (<1.00) mengacu pada API RP 2A-LRFD dan AISC, sehingga pilihan untuk me-redesign ukuran dan profil dari member dan layout tidak diperlukan. Namun dalam pengadaan bahan saat proses fabrikasi, adakalanya memesan bahan seperti beam atau yang lain lebih baik dalam jumlah yang banyak dan tidak bervariasi, dikarenakan hal ini dapat memangkas biaya pengeluaran. Pada bab VI, main deck dianalisa bahwa UC maksimum pada group ID girder MGM adalah sebesar 0.58 dan SGM sebesar 0.52 pada kondisi operasi. Girder pada cellar deck memiliki profil yang lebih kuat dari pada girder di main deck dengan nilai UC yang minimum. Sehingga, ukuran girder dari main deck akan disamakan (ditambah) dengan ukuran girder dari cellar deck yang dimana dipaparkan pada tabel 7.1 dan 7.2. Tabel 7.1 Redesign Girder Main Deck

Tabel 7.2 Redesign Girder Cellar Deck

Main Deck Awal W 21 x 182 W 16 x 50

Cellar Deck Awal W 24 x 192 W 18 x 97

Girder Main Secondary

Akhir W 24 x 192 W 18 x 97

Girder Main Secondary

45

Akhir W 24 x 192 W 18 x 97

revisi 3 LAPORAN TRB II versabar.pdf

Recommend Documents