Pada Bab ini akan dilakukan analisis dan pembahasan terhadap tahapan pemodelan dan hasil dari simulasi dari software SACS. Simulasi dilakukan pada kondisi operasi 5 tahunan dan kondisi ekstrim 100 tahunan. Pembahasan pertama adalah pemodelan struktur breasting dolphin dalam bentuk 3D. kemudian pembahasan selanjutnya adalah unity check (UC) struktur terhadap pembebanan yang telah dilakukan.
5. 1. PEMODELAN STRUKTUR
Tahap ini dilakukan pemodelan dalam bentuk 3D berdasarkan data gambar teknik 2D (lampiran). Dalam pemodelan dilakukan geometri struktur dan pemberian property pada member. Pada tahap geometri struktur, koordinat 0,0,0 (x,y,z) terletak pada elevasi MSL dan sumbu pusat luas deck.
Gambar 5.1 Model 3D struktur breasting dolphin
1
2
3 A
32 Adapun detail dari member properties dari struktur tersebut adalah sebagai berikut :
Tabel 5.1 Detail Properti member struktur
Member
Group Nama Elevasi OD x t (cm) Section Fy
A11 horizontal bracing +0.00 35.56 x 1.27 35
A12 diagonal bracing +0.00 32.38 x 1.27 35
A21 A-B horizontal bracing -6.00 35.56 x 1.587 35
A22 diagonal bracing -6.00 40.64 x 1.587 35
A23 1-3 horizontal bracing -6.00 35.56 x 1.905 35
BR1 diagonal bracing +7.35 ke +9.50 45.72 x 2.57 35 BR2 diagonal bracing +5.20 ke +7.35 45.72 x 2.57 35 BR3 A-B diagonal bracing +0.00 ke +5.20 50.8 x 1.27 35
BR4 A-B X-bracing -6.00 ke +0.00 32.39 x 1.587 35
BRX 1-3 diagonal bracing +0.00 ke +5.20 45.72 x 1.27 35 BRY 1-3 diagonal bracing -6.00 ke +0.00 32.38 x 1.905 35 BRZ A-B diagonal bracing -6.00 ke +0.00 40.64 x 1.905 35
F01 main deck +9.50 50.8 x 2.54 35
F02 bracing main deck +9.50 50.8 x 2.54 35
F03 Penguat 1 main deck +9.50 H450 35
F04 Penguat 2 main deck +9.50 H450 35
FD1 Fender 45.7 x 1.905 35
PL Jacket / Deck leg -22.0 ke 9.50 121.9 x 2.54 35
SD1 Cellar Deck +7.35 50.8 x 2.54 35
SD2 Bracing Cellar Deck +7.35 50.8 x 2.54 35
TD 1 Subcellar Deck +5.20 50.8 x 2.54 35
TD2 Bracing Subcellar Deck +5.20 50.8 x 2.54 35
5. 2. ANALISIS IN-PLACE KONDISI 5 TAHUNAN
Desain struktur pada analisis in-place didasarkan pada analisis framing tiga dimensi. Tujuan dari analisis ini adalah untuk menyelidiki level tegangan pada member substruktur frame, tegangangan punching shear pada tubular joint sesuai dengan codes AISC dan API RP
2A-33 WSD. Dalam Program SACS, untuk melakukan analisis in-place tersebut dibutuhkan input seperti pembebanan pada struktur, faktor pembebanan, pembebanan kombinasi.
5. 2. 1. Beban Gelombang
Beban gelombang dianalisis dari 8 arah pembebanan dimana teori gelombang yang digunakan adalah teori gelombang stokes orde 5. Besar nilai tinggi dan periode gelombang pada kondisi operasi adalah
Hs = 3.64 meter Tp = 7.1 detik
Adapun faktor pembebanan gelombang dalam kondisi operasi 5 tahunan adalah 0.85 5. 2. 2. Beban arus
Beban arus dianalisis berdasarkan formulasi yang diberikan pada bab sebelum. Faktor pembebanan arus berdasarkan codes yang ditentukan untuk anjungan dengan free standing pile adalah 1.0
5. 2. 3. Beban Mati
Letak beban mati yang bekerja mayoritas pada main deck, kecuali anoda. Anoda diletakkan pada kaki struktur jacket dari EL (-) 6 m hingga (-) 22 m.
Tabel 5.2 Letak Pembebanan beban mati
NAMA BEBAN TIPE PEMBEBANAN LOKASI
Padeye Joint load joint pada deckleg
Bollard Joint Load Joint pada deckleg
Grating Member area load Area main deck
Handrail Distributed member load Semua member main deck W-Beam Distributed member load Baris A-B member main deck
Adapun nilai dari faktor pembebanan beban mati dalam kondisi operasi adalah 1.13. 5. 2. 4. Beban Hidup
34 5. 2. 5. Beban Jembatan
Beban jembatan tidak hanya bekerja pada arah sumbu z, tetapi juga bekerja kea rah sumbu x dan y, artinya juga memiliki beban geser. selain itu nilai dari faktor pembebanan beban geser jembatan bergantung pada arah pembebanan.
5. 2. 6. Beban Export
Pada saat kapal sandar untuk transfer muatan, tentu juga memberikan beban export pada struktur. Beban tersebut bekerja arah x dan y. nilai faktor beban export diberikan 0.85 5. 2. 7. Beban sandar kapal
Beban sandar kapal tidak hanya bekerja tegak lurus terhadap fender, tetapi memberikan beban geser terhadap fender. Faktor beban sandar diberikan 0.3
5. 2. 8. Selfweight
Selain menerima beban yang bekerja pada strukutur, struktur tersebut juga menerima beban dari struktur itu sendiri seperti beban member dan lain-lain. Faktor beban selfweight diberikan sebesar 1.13
5. 2. 9. Beban Kombinasi
beban kombinasi adalah gabungan dari setiap pembebanan yang ada. Beban kombinasi perlu dilakukan karena pada kenyataannya setiap beban bekerja pada waktu yang bersamaaan. Analisis beban kombinasi dilakukan pada 8 arah pembebanan sesuai dengan arah pembebanan beban lingkungan.
Tabel 5.3 Faktor beban kombinasi kondisi operasi
Deskripsi beban Faktor beban kombinasi kondisi operasi
31 32 33 34 35 36 37 38
1 Selfweight 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 2 Beban Mati 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 3 Beban Jembatan 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 4 Beban geser jembatan Fx 1.00 0.71 -0.71 -0.71 -0.71 - 0.71 5 Beban geser jembatan Fy - 0.71 1.00 0.71 - -0.71 -1.00 0.71
6 Beban Expor Fx - - - -0.85 - -0.85
7 Beban Expor Fy - - - 0.85 1.20 0.85
35 9 Beban Sandar arah y - 0.30 1.00 0.30 -0.30 - - -
11 beban lingkungan arah 0 1.00 - - - -
12 beban lingkungan arah 45 - 1.00 - - - - -
13 beban lingkungan arah 90 - - 1.00 - - - -
14 beban lingkungan arah 135 - - - 1.00 - - - 15 beban lingkungan arah 180 - - - - 1.00 - - 16 beban lingkungan arah 225 - - - 1.00 - 17 beban lingkungan arah 270 - - - 1.00
18 beban lingkungan arah 315 - - - 1.00
5A beban hidup 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
5. 3. ANALISIS IN-PLACE KONDISI 100 TAHUNAN
5. 3. 1. Beban Gelombang
Beban gelombang dianalisis dari 8 arah pembebanan dimana teori gelombang yang digunakan adalah teori gelombang stokes orde 5. Besar nilai tinggi dan periode gelombang pada kondisi ekstrim adalah
Hs = 4.27 meter Tp = 7.6 detik
Adapun faktor pembebanan gelombang dalam kondisi ekstrim 100 tahunan adalah 1.00 5. 3. 2. Beban arus
Beban arus dianalisis berdasarkan formulasi yang diberikan pada bab sebelum. Faktor pembebanan arus berdasarkan codes yang ditentukan untuk anjungan dengan free standing pile adalah 1.0
5. 3. 3. Beban Mati
Letak beban mati yang bekerja mayoritas pada main deck, kecuali anoda. Anoda diletakkan pada kaki struktur jacket dari EL (-) 6 m hingga (-) 22 m. Adapun nilai dari faktor pembebanan beban mati dalam kondisi ekstrim adalah 1.13.
5. 3. 4. Beban Hidup
36 5. 3. 5. Beban Jembatan
Beban jembatan tidak hanya bekerja pada arah sumbu z, tetapi juga bekerja kea rah sumbu x dan y, artinya juga memiliki beban geser. selain itu nilai dari faktor pembebanan beban geser jembatan bergantung pada arah pembebanan.
5. 3. 6. Selfweight
Selain menerima beban yang bekerja pada strukutur, struktur tersebut juga menerima beban dari struktur itu sendiri seperti beban member dan lain-lain. Faktor beban selfweight diberikan sebesar 1.13
5. 3. 7. Beban Kombinasi
beban kombinasi adalah gabungan dari setiap pembebanan yang ada. Beban kombinasi perlu dilakukan karena pada kenyataannya setiap beban bekerja pada waktu yang bersamaaan. Analisis beban kombinasi dilakukan pada 8 arah pembebanan sesuai dengan arah pembebanan beban lingkungan.
Tabel 5.4 Faktor beban kombinasi kondisi ekstrim
Deskripsi beban Faktor beban kombinasi kondisi ekstrim
41 42 43 44 45 46 47 48
1 Selfweight 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 2 Beban Mati 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 3 Beban Jembatan 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 4 Beban geser jembatan Fx 1.00 0.71 -0.71 -0.71 -0.71 - 0.71 5 Beban geser jembatan Fy - 0.71 1.00 0.71 - -0.71 -1.00 0.71
11 beban lingkungan arah 0 1.00 - - - -
12 beban lingkungan arah 45 - 1.00 - - - - -
13 beban lingkungan arah 90 - - 1.00 - - - -
14 beban lingkungan arah 135 - - - 1.00 - - - 15 beban lingkungan arah 180 - - - - 1.00 - - 16 beban lingkungan arah 225 - - - 1.00 - 17 beban lingkungan arah 270 - - - 1.00
18 beban lingkungan arah 315 - - - 1.00
37
5. 4. OUTPUT PEMBEBANAN
Setelah pembebanan dilakukan, maka program SACS memberikan luaran berupa total gaya dan momen yang bekerja pada struktur tersebut.
5. 4. 1. Output Pembebanan Kondisi Operasi
Berikut ini adalah output dari pembebanan kombinasi kondisi operasi Tabel 5.5 total beban kondisi operasi
Deskripsi Beban total gaya (kN) total momen (kN.m)
Fx Fy Fz Mx My Mz
31 beban operasi arah 0 646.96 -12.11 -4010.07 -2484.9 15982.8 766.1 32 beban operasi arah 45 560.67 712.41 -3998.71 -22119.0 14260.0 1609.2 33 beban operasi arah 90 0.00 2197.42 -3984.64 -60828.5 1575.7 1717.3 34 beban operasi arah 135 -520.60 842.56 -3990.76 -24155.0 -10295.2 -74.1 35 beban operasi arah 180 393.45 -534.72 -4010.07 12.009.9 -5720.0 33.2 36 beban operasi arah 225 1012.00 -163.98 -4030.74 -470.6 -27146.7 -3002.6 37 beban operasi arah 270 0.00 -654.63 -4038.09 14089.0 1575.7 -585.0 38 beban operasi arah 315 1012.00 -222.20 -4030.74 1363.3 30298.1 3002.6
5. 4. 2. Output Pembebanan Kondisi Ekstrim
Berikut ini adalah output pembebaban dari pembebanan kombinasi kondisi ekstrim Tabel 5.6 total beban kondisi ekstrim
Deskripsi Beban total gaya (kN) total momen (kN.m)
Fx Fy Fz Mx My Mz
41 beban ekstrim arah 0 533.41 -13.56 -4020.27 -2486.7 11570.0 503.6 42 beban ekstrim arah 45 268.24 387.59 -3994.02 -10787.0 8350.8 7.3 43 beban ekstrim arah 90 0.00 549.65 -3985.69 -14058.9 1575.7 585.0 44 beban ekstrim arah 135 -368.24 387.59 -3994.02 -10787.0 -5199.5 823.4 45 beban ekstrim arah 180 -512.09 -13.56 -4020.27 -2486.7 -7747.3 581.7 46 beban ekstrim arah 225 -343.39 -389.59 -4048.21 5583.9 -4961.2 -132.6 47 beban ekstrim arah 270 0.00 -526.60 -4057.84 8629.7 1575.7 -585.0 48 beban ekstrim arah 315 343.49 -133.99 -4048.21 -2467.5 8112.5 132.6
38
5. 5. UNITY CHECK
Unity check adalah perbandingan tegangan yang bekerja pada elemen dengan tegangan ijin
elemen. nilai UC untuk kondisi operasi adalah UC 1 sedangkan untuk kondisi ekstrim UC 1.33.
Gambar 5.2 hasil kombinasi UC maksimal struktur breasting dolphin
Untuk efektifitas, nilai UC yang ditampilkan adalah nilai UC yang bernilai maksimal pada member baik dalam kondisi operasi maupun ekstrim. adapun nilai UC terbesar pada struktur tersebut tercantum dalam tabel berikut.
39 Tabel 5.7 Maximal Combined UC member
Komponen Struktur Group ID Max UC Member
Main Deck F01 0.168 A002 - A003 F02 0.057 A005 - A023 F03 0.049 A021 - A003 F04 0.024 A026 – A025 Cellar Deck SD1 0.108 B008 - B009 SD2 0.045 B016 - B008 Subcellar Deck TD1 0.078 C005 - C002 TD2 0.047 C016 -C008
Additional Bracing EL +0.0 A11 0.106 D001 - D003
A12 0.064 D005 - D008
Additional Bracing EL -6.0 A21 0.165 E002 - E003
A22 0.156 E005 - E007
Diagonal Bracing BRY 0.303 E001 - D001 BRX 0.142 D001 - C009 BR4 0.320 PC14 - E006 BR3 0.143 C009 - D006 BR2 0.107 B009 – C009 BR1 0.102 B009 – A013 Fender FD1 0.163 T020 – T015 FD2 0.555 T029 – T030 FD3 0.307 T040 - T041
40
BAB 6
PENUTUP
6. 1. Kesimpulan
Dari hasil analisis in-place yang telah dilakukan baik dalam kondisi operasi atau kondisi ekstrim, dapat disimpulkan bahwa,
1. Pemodelan struktur dilakukan dengan menggunakan software SACS. dari running model yang dilakukan tidak terdapat kesalahan dalam pemodelan baik dalam input joint maupun member
2. Setelah melakukan pembebanan, hasil unity check struktur terhadap beban kondisi operasi maupun badai tidak terdapat kegagalan struktur, atau nilai UC < 1. Komponen member yang menerima beban terbesar adalah komponenn member di fender dengan UC sebesar 0.555.
6. 2. Saran
1. Dalam melakukan analisis in-place perlu dilakukan analisis pile soil input (PSI) dan
joint can. Agar dapat melihat reaksi pile dan joint di masing-masing element
2. Perlu dilakukan analisis perbandingan antara struktur tanpa penguatan bracing dengan struktur dengan penguatan bracing. Agar dapat diputuskan perlu tidaknya penguatan bracing
3. Lebih lanjut lagi, perlu dilakukan analisis dinamis, yakni analisis seismic dan analisis kelelahan.
ix