Disusun oleh: Julfikhsan Ahmad Mukhti Sumber Gambar:
Daftar Isi
1
Pendahuluan
2
Perhitungan Beban B eban Sandar
3
Penentuan Jenis Fender
4
Aplikasi Beban Pada Struktur
5
Contoh Perhitungan
Bab 1
Pendahuluan
Tentang Sandar Kapal
1
Beban sandar (berthing) merupakan beban yang diterima dermaga saat kapal bersandar pada dermaga. Beban berupa gaya benturan dari kapal ini diserap sebagian oleh fender .
Ilustrasi sandar kapal jenis side berthing (atas) dan dolphin berthing (bawah) Sumber: Katalog Fentek Marine Systems, hal. 75
Beban sandar pada dermaga dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain karakteristik kapal dan perairan.
Standar yang digunakan
1
Standar yang digunakan dalam perencanaan fasilitas sandar antara lain: PIANC (2002). GuidelinesfortheDesignofFenderSystems. BS6349 Part 4 (1994). CodeofPracticeforDesignof FenderingandMooringSystems. OCDI (2002). TechnicalStandardsandCommentariesfor PortandHarbourFacilitiesinJapan .
Diagram Perhitungan Beban Sandar
1
Bab 2
Perhitungan Beban Sandar
Karakteristik Kapal
Salah satu penentu beban sandar 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)
Perhitungan Koefisien Sandar
2
Beban sandar kapal, baik dari British Standard (BS6349-4 hal. 4) maupun OCDI 2002 (hal. 16), dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
= 0,5
Keterangan: = Energi berthing (kNm) = Massa air yang dipindahkan (ton) = Kecepatan kapal saat menumbuk dermaga (m/s) = Koefisien eksentrisitas = Koefisien massa semu = Koefisien kekerasan = Koefieisn konfigurasi penambatan
Perhitungan Koefisien Sandar Displacement
Berthing Vel.
Eccentricty Coef.
Virtual Mass Coef.
Softness Coef.
Configuration Coef.
Untuk beberapa kondisi, nilai Displacement dari kapal tidak diketahui besarnya. Dalam kondisi tersebut rumus pada OCDI (2002) halaman 17 sebagai berikut:
Keterangan: DWT = Deadweight Tonnage GT = Gross Tonnage DT Displacement T
Perhitungan Koefisien Sandar Displacement
Berthing Vel.
Eccentricty Coef.
Virtual Mass Coef.
Softness Coef.
Configuration Coef.
Kecepatan sandar kapal dipengaruhi oleh nilai Displacement serta kondisi lingkungan tempat kapal akan bersandar antara sheltered (terlindung) atau exposed (terbuka). Umumnya, kecepatan sandar kapal yang dipakai adalah .
Kecepatan sandar kapal berdasarkan Displacement dan kondisi lingkungan
Perhitungan Koefisien Sandar Displacement
Berthing Vel.
Eccentricty Coef.
Virtual Mass Coef.
Softness Coef.
Configuration Coef.
Koefisien eksentrisitas merupakan koefisien yang mereduksi energi yang disalurkan ke fender . Koefisien eksentrisitas dihitung dengan persamaan sebagai berikut: BS (1994) 6349-4 hal. 6:
=
+ () +
OCDI (2002) hal. 16: 1 = 1+
Gambar 1 (untuk BS 1994) Keterangan: Gambar 2 (untuk OCDI 2002) = Radius girasi pada kapal = (0,19 + 0,11) = Koefisien blok = volum kapal yang terpindahkan oleh kapal / ( x B x D) = jarak dari titik dimana kapal menyentuh fasilitas mooring ke pusat gravitasi kapal diukur dari sisi depan dermaga (lihat Gambar 2) = Jarak dari titik kontak ke pusat massa kapal sudut antara garis y menghubungkan titk kontak terhadap pusat massa dan vektor
Perhitungan Koefisien Sandar Displacement
Berthing Vel.
Eccentricty Coef.
Virtual Mass Coef.
Softness Coef.
Configuration Coef.
Saat kapal mengenai fasilitas berthing dan pergerakannya langsung terhenti oleh fender yang ada, massa air yang bergerak memberikan energi besarnya dipengaruhi oleh besar kapal. Faktor ini disebut koefisien massa semu (virtualmasscoefficient ).
Rumus untuk menghitung koefisien massa semu ini adalah: BS (1994) 6349-4 hal. 5:
= 1 +
2
Keterangan: = koefisien blok = draft kapal maksimum (saat full loaded ) = lebar kapal/molded breadth.
OCDI (2002) hal. 21:
= 1 +
2
Perhitungan Koefisien Sandar Displacement
Berthing Vel.
Eccentricty Coef.
Virtual Mass Coef.
Softness Coef.
Configuration Coef.
Koefisien kelembutan ( softnesscoefficient ) adalah rasio sisa energi sandar kapal yang merapat setelah energi sandar tersebut terserap akibat deformasi lambung kapal dengan energi sandar awal. Umumnya pada penentuan koefisien kelembutan diasumsikan tidak ada energi sandar kapal yang diserap dengan cara ini sehingga diambil nilai (BS 6349-4 hal. 6, OCDI 2002 hal. 17)
Perhitungan Koefisien Sandar Displacement
Berthing Vel.
Eccentricty Coef.
Virtual Mass Coef.
Softness Coef.
Configuration Coef.
Ketika kapal berlabuh, massa air antara kapal dengan fasilitas tambat menahan gerakan keluar dan bertindak seperti ada bantalan yang ditempatkan diantaranya. Energi sandar yang harus diserap fender pun menjadi berkurang. Efek ini diperhitungkan saat menghitung koefisien konfigurasi penambatan (Cc) yang dipengaruhi oleh banyak hal seperti sudut merapat kapal, bentuk lambung kapal dll. Nilai dari Cc yang biasa digunakan untuk dermaga terbuka (dengan , sedangkan untuk dermaga tertutup (dengan sheet pile) adalah pile atau caisson) digunakan Cc antara hingga .
Faktor Keamanan
2
Menurut PIANC (2002), energi sandar kapal harus dikalikan dengan angka faktor keamanan untuk mengantisipasi terjadinya abnormal impact,sehingga besarnya beban adalah sebagai berikut:
= Keterangan: = energi berthing abnormal = energi berthing normal = faktor keamanan
Faktor keamanan untuk abnormal berthing (Sumber: Katalog Fentek Marine Fendering Systems (2002), hal. 80)
Bab 3
Penentuan Jenis Fender
3 Fender dipilih berdasarkan kapasitas energi sandar kapal dan kemampuan memfasilitasi kapal terbesar hingga kapal terkecil yang akan dilayani oleh dermaga. Kapasitas energi sandar yang mencukupi akan menjamin fender tetap kuat selama masa layan yang diinginkan, sedangkan ukuran fender memastikan seluruh jenis kapal yang akan bersandar dapat dilayani (tidak ada yang melewati bagian bawah fendersaat bersandar)
Contoh fender jenis cone. Jenis ini memiliki panel yang berfungsi agar kapal yang kecil tetap dapat menumbuk fender (Sumber: Katalog Fentek Marine Fendering Systems (2002), hal. 6)
3 Pilih jenis fender dengan nilai Energy Rated berada diatas energi sandar kapal abnormal (EA)
Beban yang diaplikasikan pada struktur dermaga rencana adalah Reaction Rated dikalikan dengan
Contoh tabel tipe fender dan performanya (Sumber: Katalog Fentek Marine Fendering Systems (2002), hal. 6)
Energi sandar pada struktur perlu dikalikan dengan persentase Rated Reaction. Untuk desain, defleksi yang digunakan dapat diambil yang menghasilkan Rated Reaction maksimum (100%) agar lebih konservatif
3 ) d e t a R % ( n o i t c a e R
E n e r g y ( % )
Deflection (%)
Contoh pengambilan Rated Reaction maksimum dari kurva performa fender . (Sumber: Katalog Fentek Marine Fendering Systems (2002), hal. 7)
Bab 4
Aplikasi Beban Pada Struktur
Dalam analisis struktur dermaga, beban sandar kapal hendaknya diaplikasikan pada struktur .
4
Skenario yang umum adalah beban diaplikasikan pada bagian tengah dan ujung dermaga pada sebesar EA.
Berdasarkan BS 6349-4 halaman 7, hendaknya beban sandar juga diaplikasikan secara vertikal dan horizontal (arah sumbu X dan Z) akibat efek angularberthing.
Skenario
A Skenario
B
EA
Skenario
C
EA
Z Y X
Contoh aplikasi beban sandar pada model dermaga dengan program
EA
Bab 5
Contoh Perhitungan
Pada contoh perhitungan ini, kapal yang akan bersandar memiliki spesifikasi seperti pada tabel dengan kondisi sandar Sheltered. 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
5
Perhitungan Kecepatan Sandar
Koefisien untuk perhitungan beban tambat ditentukan berdasarkan OCDI (2002). Penentuan kecepatan kapal saat berthing diasumsikan untuk keadaan easyberthing, sheltered . Agar konservatif diambil nilai kecepatan kapal saat tambat Perhitungan displacement (DT atau M D) kapal peti kemas menggunakan persamaan pada OCDI (2002) halaman 17 sebagai berikut:
26.61 mm/s 217.401
log = 0,365 + 0,953 log() log = 0,365 + 0,953 log(165000) = 217.401
DWT
Deadweight T
Grafik kecepatan tambat Sumber: Katalog Fentek Marine Fendering Systems (2002), halaman 76
