4 Analisis Inplace BAB Kombinasi Pembebanan (Load Combination)

(1)

BAB 4

4 Analisis Inplace

Analisis inplace adalah analisis yang dilakukan terhadap platform ketika platform sudah berada eksisting di lokasinya. Platform akan dianalisis sebagai sebuah struktur lengkap terhadap berbagai kondisi pembebanan yang mungkin terjadi. Analisis inplace tidak menghitung proses instalasi, lifting, transportasi, dan proses lain sebelum platform terpasang.

Analisis inplace ajungan ini mempertimbangkan dua kondisi pembebanan yaitu : 1. Kondisi Operating (Periode Ulang 1 tahun)

2. Kondisi Storm (Periode Ulang 100 tahun)

Untuk mendapatkan interaksi pile dan tanah yang mendekati keadaan sebenarnya, tanah dimodelkan secara non-linier pada modul PSI (Pile Soil Interaction)

Perbedaan kondisi operating dan kondisi storm adalah sebagai berikut : 1. Input Data Lingkungan

Kondisi operating menggunakan data kecepatan angin, kecepatan arus, tinggi dan perioda gelombang untuk perioda ulang 1 tahun sedangkan kondisi storm menggunakan data lingkungan tersebut untuk perioda ulang 100 tahun.

2. Batas Rasio Tegangan ( Unity Check )

Nilai maksimum unity check untuk kondisi operating dibatasi sama dengan 1.0 sedangkan unity check kondisi storm diperbesar 33.33% sehingga batasnya menjadi 1.33.

4.1 Kombinasi Pembebanan (Load Combination)

Beban dasar seperti yang disebutkan pad Bab 3 dikombinasikan dan difaktorkan dengan aturan tertentu untuk mendapatkan kondisi pembebanan yang paling membahayakan bagi struktur.

Kombinasi pembebanan dan faktor pembebanan untuk kondisi operating dan storm diberikan pada Tabel 4.1.

4 - 1

(2)

Tabel 4.1 Kombinasi Pembebanan untuk Kondisi Operating Load Combination LC

No. Load Cases

Operating Storm

1 Self Weight (Dead Load) X X

2 Equipment X X

3 Main Deck Live Load X X

4 Mezzannine Deck Live Load X X

5 Cellar Deck Live Load X X

6 Sub Cellar Deck Live Load X X

7 Jacket Walkway Live Load X X

8 Momen Crane Arah X X -

9 Momen Crane Arah Y X -

10 Hook (Crane Vertikal) X X

11 Wind on Deck Arah X (1 yr) X -

12 Wind on Deck Arah Y (1 yr) X -

13 Wind on Deck Arah X (100 yr) - X

14 Wind on Deck Arah Y (100 yr) - X

15-23 Work Over Rig Dead Load X X

27-35 Work Over Rig Live Load X -

39-46 1 Year Wave + Current X -

47-54 100 Year Wave + Current - X

Keterangan :

- untuk beban angin, momen crane, dan wave-current digunakan 8 arah pembebanan

- untuk beban work over rig dead load dan live load dipakai pada satu conductor yang sedang beroperasi.

- Selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran A

4.2 Output Analisis Inplace

Beberapa ouput yang dihasilkan dari analisis inplace ini adalah sebagai berikut : 1. Unity check member untuk kondisi operating dan storm.

2. Joint puching shear check untuk kondisi operating dan storm. Sambungan yang ditinjau punching shear-nya hanya sambungan tubular saja.

3. Pile safety factor untuk kondisi operating dan storm.

Unity Check Member 4.2.1

Unity check member untuk kondisi operating disyaratkan kurang dari 1 sedangkan untuk kondisi storm batasnya dinaikkan 33.33 % menjadi 1.33. Semua member baik tubular dan non-tubular akan ditampilkan nilai unity check nya. Di dalam file model struktur, hanya opsi maksimum unity check saja yang diaktifkan, artinya dari berbagai kondisi pembebanan hanya pembebanan yang menghasilkan unity check maksimum saja yang ditampilkan dalam laporan.

Rasio tegangan (unity check) merupakan perbandingan antara tegangan aktual member dengan tegangan izin. Dari hasil run yang telah dilakukan, tidak terdapat member yang memiliki UC>1

4 - 2

(3)

seperti yang disyaratkan API RP2A namun ada beberapa member yang memiliki nilai 0.8<UC<1.0 (Tabel 4.2). Untuk lebih lengkapnya, nilai UC maksimum dari setiap member untuk analisis Inplace Operating dapat dilihat pada Lampiran B.

Tabel 4.2 Rasio Tegangan Maksimum Member Analisis Inplace-Operating (0.8<UC<1.0)

Member Grup Deskripsi UC LC No.

9376-9895 MZ1 Mezzanine Deck at +43 ft 0.883 225 9379-9896 MZ1 Mezzanine Deck at +43 ft 0.949 271 9895-9378 MZ1 Mezzanine Deck at +43 ft 0.959 231 9896-9377 MZ1 Mezzanine Deck at +43 ft 0.883 245 9318-9356 SC2 Sub Cellar Deck at +28 ft 0.940 223 9360-9358 SC4 Sub Cellar Deck at +28 ft 0.852 273

Masing-masing LC (Load Combination) diatas merupakan kombinasi beban-beban sebagai berikut : - LC No.225 = SW+Eq+MDLL+MZLL+CDLL+SCLL+JWLL+MCraneX&Y+Hook+Wind X&Y

+WOR#2 DL&LL+Wave (arah 180^o)

- LC No.271 = SW+Eq+MDLL+MZLL+CDLL+SCLL+JWLL+MCraneX&Y+Hook+Wind X&Y +WOR#7 DL&LL+Wave (arah 0^o)

- LC No.273= SW+Eq+MDLL+MZLL+CDLL+SCLL+JWLL+MCraneX&Y+Hook+Wind X&Y +WOR#7 DL&LL+Wave (arah 90^o)

Dimana :

SW : Berat Sendiri Struktur JWLL : Live Load pada Jacket Walkway Eq : Peralatan WOR : Work Over Rig

MDLL : Live Load pada Main Deck Hook : Berat Crane

CDLL : Live Load pada Cellar Deck SCLL : Live Load pada Sub Cellar Deck

Unity check untuk pile dilakukan per kedalaman pile masuk ke tanah, dimana kedalaman pile di dalam tanah sebesar -258 ft dari mudline. Gambar 4.1 memperlihatkan hasil plot unity check pile terhadap kedalaman tanah. Hasil pile unity check untuk kondisi operating dapat dilihat pada Lampiran B.

4 - 3

(4)

UC PILE-OPERATING

0

50

100

150

200

250

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

Unity Check Pile

Kedalaman Tanah (ft)

Gambar 4.1 Unity check per kedalaman untuk pile-kondisi operating.

Postvue tiap member hasil running SACS untuk kondisi operating dapat dilihat pada Gambar 4.2.

Untuk kondisi operating ini, member masih mampu menahan beban-beban statik yang bekerja, hal ini terlihat pada unity check member tersebut yang nilainya <1.

Gambar 4.2 Postvue member untuk kondisi operating.

4 - 4

(5)

Keterangan gambar :

- member berwarna kuning merupakan member yang memiliki nilai 0.8<UC<1.0 - member berwarna biru merupakan dummy member

- member berwarna hijau merupakan member yang memiliki nilai UC <0.8

Struktur juga dianalisis terhadap kondisi storm, yaitu pembebanan lingkungan dengan perioda ulang 100 tahun. Dari hasil run yang telah dilakukan, tidak terdapat member yang memiliki UC>1 seperti yang disyaratkan API RP2A namun terdapat member yang memiliki nilai 0.8<UC<1.0 (Tabel 4.3). Untuk lebih lengkapnya, nilai UC dari setiap member untuk analisis Inplace Storm dapat dilihat pada Lampiran B.

Tabel 4.3 Rasio Tegangan Maksimum Member Analisis Inplace-Storm (0.8<UC<1)

Member Grup Deskripsi UC LC No.

9132-8258 105 Member at -108 ft 0.815 516

9869-8920 CD6 Cellar Deck at +35 ft 0.879 511

8573-8736 MD2 Main Deck +54 ft 0.896 597

8734-8620 MD4 Main Deck +54 ft 0.901 585

Masing-masing LC (Load Combination) diatas merupakan kombinasi beban-beban sebagai berikut : - LC No.516 = SW+Eq+MDLL+MZLL+CDLL+SCLL+JWLL+Hook+WindX&Y+WOR#1DL+Wave

(arah 225^o)

- LC No.511 = SW+Eq+MDLL+MZLL+CDLL+SCLL+JWLL+Hook+Wind X&Y+WOR#7 DL+Wave (arah 0^o)

- LC No.585 = SW+Eq+MDLL+MZLL+CDLL+SCLL+JWLL+Hook+Wind X&Y+WOR#8DL+Wave (arah 180^o)

Sama dengan kondisi operating, Unity check untuk pile dilakukan per kedalaman pile masuk ke tanah, dimana kedalaman pile di dalam tanah sebesar -258 ft dari mudline. Gambar 4.2 memperlihatkan hasil plot unity check pile terhadap kedalaman tanah. Hasil pile unity check untuk kondisi storm dapat dilihat pada Lampiran B.

4 - 5

(6)

UC PILE-STORM

0

50

100

150

200

250

0,000 0,200 0,400 0,600 0,800 1,000 1,200

Unity Check Pile

Kedalaman Tanah (ft)

Gambar 4.3 Unity check per kedalaman untuk pile -kondisi storm.

Postvue tiap member hasil running SACS untuk kondisi storm dapat dilihat pada Gambar 4.4.

Untuk kondisi storm ini, member masih mampu menahan beban-beban statik yang bekerja, hal ini terlihat pada unity check member tersebut yang nilainya <1.

Gambar 4.4 Postvue member untuk kondisi storm.

4 - 6

(7)

Keterangan gambar :

- member berwarna kuning merupakan member yang memiliki nilai 0.8<UC<1.0 - member berwarna biru merupakan dummy member

- member berwarna hijau merupakan member yang memiliki nilai UC <0.8

4.2.2

4.2.3

Pengecekan Joint Can

Sambungan yang ditinjau hanya sambungan tubular saja dan dipilih dengan input file joint can option. Besaran yang menjadi output adalah unity check joint can. Untuk kondisi operating disyaratkan kurang dari 1 sedangkan untuk kondisi storm batasnya dinaikkan 33.33 % menjadi 1.33.

Hasil run program SACS berupa rasio kekuatan sambungan antar elemen tubular dengan dasar tegangan punching shear dan beban nominal menunjukkan bahwa tidak ada joint can yang memiliki nilai UC>1 seperti yang disyaratkan API RP2A. Ringkasan tegangan maksimum sambungan tubular untuk kondisi operating dan storm diberikan pada Lampiran B.

Pile Safety Factor

Pile memilki kapasitas tertentu dalam menahan beban axial yang terjadi. Rasio antara kapasitas aksial pile dengan beban maksimum yang terjadi merupakan nilai safety factor untuk pile. Safety factor untuk kondisi operating disyaratkan minimum 2.0 sedangkan untuk kondisi storm dan seismik disyaratkan minimum 1.50. Ringkasan faktor keamanan pile untuk kondisi operating diberikan pada Tabel 4.6.

Tabel 4.4 Faktor Keamanan Pile untuk Kondisi Operating Compression Tension Pile

Joint Group

LC no Safety

Factor LC no Safety Factor

101P PL1 285 4.62 12 18.32

102P PL1 271 4.20 12 17.35

103P PL1 225 4.08 46 21.73

104P PL1 221 3.85 44 19.61

Masing-masing LC (Load Combination) diatas merupakan kombinasi beban-beban sebagai berikut : - LC No.285 = SW+Eq+MDLL+MZLL+CDLL+SCLL+JWLL+MCraneX&Y+Hook+Wind X&Y

+WOR#8 DL&LL+Wave (arah 180^o)

- LC No.12 = Wind on Deck Arah Y - LC No.46 = Wave arah 315^o - LC No.44 = Wave arah 225^o

4 - 7

(8)

Tabel 4.6 menunjukkan faktor keamanan maksimum yang terjadi pada pile. Nilai faktor keamanan merupakan perbandingan antara kapasitas aksial pile dengan beban maksimum yang bekerja. Nilai faktor keamanan yang terjadi untuk seluruh pile besarnya diatas 2.0 seperti yang disyaratkan API RP2A untuk kondisi operating, artinya beban yang bekerja masih dibawah kapasitas pile dalam menahan beban. Safety Factor diatas didapat dari perhitungan sebagai berikut :

Pile Capacity

SF= Beban Maksimum yang Terjadi ...(4.1) Dari output SACS untuk kondisi operating, factor keamanan pile didapat (Tabel 4.7) :

Tabel 4.5 Perhitungan Faktor Keamanan Pile untuk Kondisi Operating.

Compression Tension Pile Joint Pile

Capacity (kips)

Max.

Load

(kips) SF Pile Capacity

(kips)

Max.

Load

(kips) SF 101P -4726,80 -1022.7 4.62 4292,30 234,00 18.32 102P -4726,80 -1124.1 4.20 4292,30 247,60 17.35 103P -4726,80 -1157.7 4.08 4292,30 197,50 21.73 104P -4726,80 -1228.7 3.85 4292,30 218,90 19.61 Pile juga dianalisis terhadap beban lingkungan pada kondisi storm. Ringkasan faktor keamanan pile untuk kondisi storm diberikan pada Tabel 4.8.

Tabel 4.6 Faktor Keamanan Pile untuk Kondisi Storm.

Compression Tension Pile

Joint Group

LC no Safety

Factor LC no Safety Factor

101P PL1 566 3.09 48 4.84

102P PL1 578 2.70 50 4.34

103P PL1 564 2.84 54 4.81

104P PL1 512 2.57 52 4.34

Masing-masing LC (Load Combination) diatas merupakan kombinasi beban-beban sebagai berikut : - LC No.566 = SW+Eq+MDLL+MZLL+CDLL+SCLL+JWLL+Hook+WindX&Y+WOR#6 DL+Wave

(arah 225^o)

- LC No.48 = Wave arah 45ô - LC No.50 = Wave arah 135ô - LC No.54 = Wave arah 315ô

4 - 8

(9)

- LC No.52 = Wave arah 225^o

Tabel 4.8 menunjukkan faktor keamanan pile pada kondisi storm. Faktor keamanan minimum untuk kondisi storm adalah 1.50. Dapat dilihat bahwa faktor keamanan pile yang terjadi untuk seluruh pile besarnya >1.5 seperti yang disyaratkan API RP2A untuk kondisi storm, artinya beban yang bekerja masih dibawah kapasitas pile dalam menahan beban.

Dari output SACS untuk kondisi storm, factor keamanan pile didapat juga dari persamaan (4.1) yaitu sebagai berikut (Tabel 4.9) :

Tabel 4.7 Perhitungan Faktor Keamanan Pile untuk Kondisi Storm

Compression Tension Pile Joint Pile

Capacity (kips)

Max.

Load

(kips) SF Pile Capacity

(kips)

Max.

Load

(kips) SF 101P -4726,80 -1531,40 3,09 4292,30 887,50 4,84 102P -4726,80 -1753,60 2,70 4292,30 989,40 4,34 103P -4726,80 -1666,10 2,84 4292,30 892,70 4,81 104P -4726,80 -1840,80 2,57 4292,30 989,50 4,34

4 - 9