• Tidak ada hasil yang ditemukan

BAB I PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG 1.2. PERUMUSAN MASALAH 1.3. BATASAN MASALAH

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "BAB I PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG 1.2. PERUMUSAN MASALAH 1.3. BATASAN MASALAH"

Copied!
16
0
0

Teks penuh

(1)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Indonesia terletak pada 6o LU - 11o LS dan 95o BT - 141o BT , merupakan sebuah negara kepulauan yang berada pada pertemuan 3 lempeng bumi, lempeng Asia, lempeng Australia, dan lempeng Pacific. Letak geografis tersebut membuat Indonesia mempunyai kandungan hasil alam yang sangat melimpah, menjadikan Indonesia berada pada 5 besar negara penghasil minyak dan gas bumi terbesar di dunia. Sebagian besar kandungan minyak dan gas bumi terletak di kawasan perairan Indonesia, salah satunya berada di daerah perairan kepulauan Natuna. Kondisi tersebut membuka peluang untuk dibangunnya fasilitas lepas pantai untuk eksplorasi kandungan alam yang berada di perut bumi.

Gambar 1.1. Lokasi Anjungan Migas Di Indonesia

( blog.wawangsetiawan, 2010 )

Pembangunan struktur offshore merupakan salah satu cara yang dilakukan untuk dapat mengeksplorasi kekayaan alam yang berada di kawasan perairan, struktur tersebut dapat berupa

fixed platform dan floating platform. Struktur

yang terletak pada perairan kepulauan Natuna merupakan struktur fixed platform yang menggunakan jacket sebagai struktur penopang beban, akan tetapi letak Indonesia yang berada pada pertemuan lempeng tersebut membuat daerah – daerah di Indonesia menyimpan kekuatan gempa yang besar pula dan hal tersebut berpengaruh langsung pada struktur

fixed platform.

Struktur fixed platform sangat dipengaruh oleh terjadinya gempa pada daerah dimana

struktur tersebut berdiri. Dalam perencanaannya, struktur telah diberikan beban gempa rencana namun, kadangkala pada kenyataannya gempa yang terjadi dapat lebih besar dibandingkan gempa rencana. Hal itu menyebabkan kekuatan umur yang direncanakan dapat berkurang akibat beban gempa yang berlebih.

Pada tugas akhir ini akan dilakukan modifikasi perancangan struktur platform

dengan menggunakan beberapa bracing yang berbeda dengan pembahasan ditujukan pada

fixed platform yang dititik beratkan pada analisa

perhitungan jacket terhadap gempa beserta dengan perhitungan pondasi. Jacket merupakan bagian dari fixed platform, yaitu bangunan lepas pantai (offshore) yang terpancang didasar laut sehingga mempunyai kekuatan agar tidak bergoyang. Kekuatan struktur tersebut juga mempunyai batasan dalam menerima beban, akan tetapi untuk lebih memaksimalkan kinerja dapat dilakukan analisa pushover / ultimate. Menurut ISSC (2006), kekuatan ultimate dari member dan sistem struktur adalah ukuran sebenarnya dalam penilaian kekuatan yang berarti, bahwa kekuatan ultimate adalah kapasitas maksimal yang dapat dimiliki struktur. Tidak ada penambahan beban yang dapat dibawa melebihi kekuatan ultimate.

1.2. PERUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan sebelumnya, penulis perlu untuk memberikan perumusan masalah dalam pengerjaan tugas akhir ini. Adapun perumusan masalah tersebut sebagai berikut :

1. Bagaimana cara melakukan perancangan

fixed platform dengan penopang jacket

menggunakan beberapa bracing yang berbeda ?

2. Bagaimana kondisi fixed platform

apabila terjadi beban gempa berlebih ? 3. Bagaimana cara menganalisis kekuatan

struktur terhadap beban gempa berlebih, dengan Ultimate / Pushover Analisis sampai batas runtuh ?

4. Berapa kali kekuatan gempa yang dapat diterima oleh struktur tersebut ?

1.3. BATASAN MASALAH

Batasan masalah dalam Tugas Akhir yang berjudul Analisa Ultimate Fixed Platform Terhadap Beban Gempa di Perairan Kepulauan Natuna adalah sebagai berikut :

(2)

1. Pemodelan stuktur utama tetap mengunakan 4 kaki dengan menggunakan kombinasi beberapa bracing yang berbeda,

2. Beban yang dianalisis hanya meliputi beban gempa, beban – beban lain khususnya beban gravitasi dan lingkungan digunakan untuk pembebanan pada tahap pemodelan dengan menggunakan analisis In - Place,

3. Digunakan analisa ultimate menggunakan metode non linear / pushover,

4. Perhitungan dengan mempertimbangkan kekuatan pondasi struktur.

1.4. TUJUAN

Penulisan Tugas Akhir kali ini mempunyai tujuan sebagai berikut:

1. Mampu menganalisa kekuatan subuah struktur fixed platform terhadap beban gempa berlebih termasuk dengan perhitungan pondasi.

2. Mampu merencanakan pondasi suatu struktur akibat beban – beban yang ada dengan menyesuaikan terhadap karakteristik daerah yang akan dibangun sruktur tersebut.

3. Mampu mengoperasikan program SACS. 4. Membuka wawasan bahwa struktur Rig juga

merupakan bagian dari bidang ke-Teknik Sipil-an yang kurang tereksplorasi.

1.5. MANFAAT

Manfaat yang akan diperoleh dalam pekerjaan Tugas Akhir ini adalah dapat mengetahui cara perencanaan, dan perancangan fixed platform serta mampu menganalisis kejadian – kejadian yang dapat terjadi akibat fenomena alam.

Serta dapat menjadi nilai jual kita dalam memasuki dunia kerja, serta dapat pula digunakan sebagai bahan referensi oleh :

1. Perusahaan pengeboran minyak ataupun BP-MIGAS dalam perencanaan Rig

2. Pembelajaran bagi mahasiswa Teknik Sipil ITS dalam merencanakan Rig

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. UMUM

Offshore Platform merupakan anjungan yang

digunakan untuk pengeksplorasian minyak dan gas

dari dasar laut yang diolah hingga menghasilkan sumber energy alam, Offshore platform pertama berdiri pada tahun 1947 di pantai Lousiana dengan kedalaman hanya 6 meter. Sekarang ini lebih dari 7000 offshore platform berdiri di dunia dengan kedalaman mencapai 1.850 meter dan hampir sebagian besar merupakan fixed platform.

Gambar 2.1. Offshore Drilling Platform ( NaturalGas.org.htm, 2010 )

Dalam 2 dekade terakhir, katagori dari fixed

platform berkembang dengan pesat dimulai dari

tambang di teluk Mexico kemudian berkembang menjadi tipe concrete gravity yang berada di laut utara Mexico dan tipe platform yang ketiga adalah

the tension leg platform yang sedang berkembang

pada saat ini dimana bangunan tersebut mengapung dengan kabel yang berada dibawah bangunan tersebut yang mempunyai fungsi menarik bangunan apung agar tidak goyang. Perencanaan bangunan lepas pantai ( offshore ) mempunyai beberapa bagian dalam operasionalnya yaitu eksplorasi, eksplorasi pengeboran, pengembangan pengeboran, operasi produksi, serta transportasi.

2.2 FIXED PLATFORM

Merupakan struktur terpancang yang memiliki beberapa jenis berdasarkan struktur penopangnya, antara lain :

1. Jacket Platform

Anjungan tipe ini digunakan untuk beroperasi di perairan laut dangkal dan perairan laut sedang ( maksimal pada kedalaman 320 m ) yang mempunyai dasar tebal, lunak, dan berlumpur. Terdapat 3 bgian utama yaitu deck,

jacket, dan pile. Dek merupakan bagian struktur

yang tidak terendam air, digunakan sebagai pusat aktifitas operasional. Struktur penopang disebut dengan Jacket, struktur seperti ini dikembangkan untuk operasi di laut dangkal dan laut sedang yang dasarnya tebal, lunak dan berlumpur yang dikunci oleh pile sebagai pemancang struktur

(3)

pada dasar laut. Umumnya, bagian – bagian dari

fixed platform telah dibuat dipabrik sesuai dengan

perhitungan kapasitas yang telah dilakukan sebelumnya yang kemudian dilakukan perakitan di lokasi pengeboran.

Gambar 2.2. Fixed Platform ( wikipedia, 2011 )

Pengangkutan bagian – bagian dari fixed

platform dilakukan menggunakan kapal,

kemudian setelah pada koordinat yang derencanakan jacket ditempatkan pada posisi yang telah ditentukan kemudian dluncurkan dari kapal, setelah struktur jacket berdiri pile dimasukkan melalui kaki bangunan dan dipancang dengan hammer sampai menembus lapisan tanah keras kemudian dek dipasang dan dilas. Bahan baku atau material utama struktur jacket yang digunakan adalah baja. Baja memiliki sifat-sifat yang menguntungkan untuk dipakai sebagai bahan struktur yang mampu memikul beban statik maupun beban dinamik.

Gambar 2.3. Pengangkutan Jacket Ke Lokasi

Gambar 2.4. Proses Peluncuran Jacket ( Wikipedia, 2011 )

2.2.1 STRUKTUR JACKET

Struktur Jacket merupakan bagian utama

jacket platform yang berfungsi menopang

banggunan atas ( deck ) sehingga mampu melakukan kegiatan pengeskplorasian sesuai dengan yang direncanakan. Menurut Hastanto (2000), struktur jacket merupakan bentuk struktur terpancang (fixed Structure) yang terdiri atas beberapa komponen utama yaitu:

1. Deck / Geladak yang berfungsi sebagai

penunjang seluruh kegiatan, tempat fasilitas dan tempat bekerja para personel.

2. Template / jacket yang berfungsi sebagai

penerus beban baik beban vertikal dari geladak maupun beban lateral dari angin, gelombang, arus dan boat impact ke pondasi.

3. Pondasi yang berfungsi untuk meneruskan

beban dari jacket ke tanah.

Gambar 2.5. Komponen Utama Jacket Selain itu juga ada subkomponen dari masing-masing komponen utama dari jacket yaitu:

a. Subkomponen dari struktur geladak antara lain: skid beam, plat geladak deck beam,

DECK

JACKET

(4)

T - JOINT Y - JOINT N - JOINT OLN - JOINT

GUSSET K - JOINT TK - JOINT

K - JOINT GUSSET K - JOINT

kaki geladak, longitudinal trusses dan wind

girders.

b. Subkomponen dari jacket antara lain : legs,

horizontal dan vertical bracing, launch runner dan detail element (boat landing, barge bumpers dan walkways).

Gambar 2.6. Detail Komponen Geladak ( a ) dan Jacket ( b )

Beberapa sistem jacket yang ada di dunia, mempunyai perbedaan utama mengenai jumlah kaki, konfigurasi sistem bracing serta fungsinya. Jumlah kaki pada setiap jacket bervariasi dari satu hingga delapan kaki dengan membentuk konfigurasi tertentu. Demikian juga dengan sistem konfigurasi bracingnya dari yang sederhana sampai yang kompleks (McClelland, 1986)

2.2.1.1. Bracing

Merupakan bagian dari Jacket yang menghubungkan kaki utama satu dengan lainnya, memiliki fungsi sebagai pengaku serta penyalur beban menuju beberapa kaki dengan tujuan beban tersebar dan ditopang oleh struktur utama, pada kali ini bracing yang digunakan adalah jenis tubular. Jenis seperti ini dipilih karena memiliki bentuk simetris yang dapat menghasilkan kekakuan merata, beban yang diterima oleh bracing merupakan kombinasi dari beban tekan, tarik, tekuk atau geser. Beberapa jenis dari sambungan bracing adalah sebagai berikut :

Gambar 2.7. Jenis Sambungan Tubular

2.2.1.2. Pile

Merupakan elemen utama dalam fixed

platform yang berfungsi sebagai penerima

beban aksial serta penahan struktur atas. Pemasangan pile dilakukan dengan cara memasukkan pile melalui kaki jacket

kemudian dipancangkan menggunakan

hammer samapai menembus lapisan tanah

keras.

Gambar 2.8. Pemasangan Pile dan Pemancangan menngunakan hammer

( wikipedia, 2011 )

2.3.

PEMBEBANAN STRUKTUR

Dalam tahap perencanaan, untuk menghasilkan dimensi dari sebuah struktur diperlukan beban yang bekerja mengenai struktur tersebut. dalam struktur

fixed platform beban yang digunakan meliputi beban

vertikal dan horizontal, antara lain : 1. Beban Vertikal

Beban yang dihasilkan oleh berat sendiri struktur, beserta kegiatan operasional yang berada pada struktur tersebut

2. Beban Horizontal

Beban yang dihasilkan oleh beban lingkungan, yaitu beban angin, beban arus, dan beban gempa.

2.4.

GEMPA

Merupakan suatu proses pergerakan lempeng bumi yang mengakibatkan getaran baik secara langsung pada asal pergerakan maupun daerah disekitar terjadinya gempa. Hal itu dapat terjadi

a ) b ) Deckbeam Skidbeam Kaki Geladak Longitudinaltrusses Windgirders Legs Horizontalbracing Verticalbracing Boatlanding Bargebumper

(5)

tanpa dapat diketahui pasti kapan akan terjadinya, dan berapa kekuatan yang dihasilkannya. Kejadian gempa yang memiliki kekuatan sedang dapat mempengaruhi struktur yang berada di atas permukaan bumi, salah satu yang menyebabkan gempa bumi dipelajari dikarenakan dampak yang diakibatkan oleh gempa tersebut dimana yang paling utama dikarenakan oleh terjadinya korban jiwa dan kerusakan materil saat gempa bumi terjadi, beberapa pengaruh gempa bumi dapat merusakkan struktur dengan berbagai cara seperti ini :

1. Gaya – gaya dalam yang terjadi akibat goncangan pada tanah yang cukup kuat. 2. Gempa yang menginduksikan terjadinya api

(Volkanoes,electric short etc).

3. Terjadinya perubahan sifat – sifat fisik dari tanah sebagai fondasi (consolidation, settling dan liquefaction).

4. Akibat perpindahan patahan secara langsung pada daerah ditempat berdirinya bangunan. 5. Akibat longsor, atau pergerakan permukaan

yang lainnya.

6. Gempa yang menginduksikan gelombang air seperti tsunami atau pergerakan air pada bendungkan atau danau.

7. Terjadi perubahan besar – besaran pada lempeng tektonik yang menyebabkan elevasi permukaan berubah drastis.

Distribusi gempa yang terjadi di dunia dapat dilihat pada gambar dibawah ini, distribusi tersebut diambil dari beberapa pembacaan seismograf yang ditempatkan diseluruh dunia sehingga letak gempa bumi dapat di kalkulasi.

Gambar 2.11. Distribusi Gempa di dunia

Saat terjadi gempa bumi, gelombang gempa akan menjalar dari suatu pusat dibawah permukaan bumi dan menyebar melalui medium batuan untuk mengurangi energi tekanan pada batuan. Titik ini disebut sebagai fokus gempa, sedangkan titik pada permukaan tanah yang tegak lurus diatas fokus gempa disebut epicentrum gempa. dalam tugas akhir ini, struktur akan dianalisa dengan menggunakan parameter ground acceleration yang biasa dinyatakan dalam g ( g=percepatan gravitasi ).

Gambar 2.12. Ilustrasi penyebaran Gelombang Gempa

2.4.1. JENIS GEMPA

Gempa mempunyai beberapa jenis yang dibedakan berdasarkan penyebab terjadinya, antara lain :

1. Gempa Tektonik

Terjadi dikarenakan oleh pergeseran lempeng pada muka bumi dimana lempeng tersebut sebagai pelat yang saling bertabrakan hingga salah satunya masuk kebawah (subduction) pelat yang lainnya (dipping zone).

Gambar 2.13. Subduction dan Dipping Zone

Pergeseran lempeng yang satu dengan yang lainnya mencapai 13 cm per tahunnya, pada gambar dibawah dapat dilihat pelat lempeng india bergeser mulai dari 71 juta tahun yang lalu hingga saat ini.

(6)

Gambar 2.14. Pergeseran Pelat Lempeng India Gempa bumi yang terjadi pada daerah tektonik aktif (pertemuan lempeng) biasanya disebut gempa tektonik atau plate-edge Earthquake.

2. Gempa Vulkanik

Merupakan gempa yang biasanya terjadi secara bersamaan dengan gunung meletus terutama pada margin pertemuan lempeng di bumi. Apabila keaktifan semakin tinggi maka akan menyebabkan timbulnya ledakan yang juga akan menimbulkan terjadinya gempa bumi

Gambar 2.15. Gempa Vulkanik

3. Dilatansi In The Crustal Rocks

Ketebalan kerak bumi pada benua kurang lebih mencapai 30 km tapi pada daerah pegunungan bisa mencapai hingga 50 km, pada daerah lautan ketebalannya hanya 5 km. Pada kedalaman 5 km tekanan pada litosphere (Akibat berat dari batuan diatasnya) sudah sama dengan kapasitas kekuatan batuan yang tidak retak pada temperatur 500 derajat celcius. Selama tidak ada faktor luar yang menganggu, gaya geser yang diperlukan hingga terjadinya kegagalan yang tiba – tiba maupun kegagalan friksi (slip) sepanjang retak tidak akan pernah tercapai.

Permasalahan yang terjadi dalam hal ini disebabkan oleh adanya air yang menyebabkan terjadinya kegagalan secara tiba – tiba yang diakibatkan terjadinya pengurangan panjang bidang geser pada daerah retak. Pada saat batuan tertekan maka retak lokal akan terjadi dan volume dari batu tersebut akan meningkat dan membesar. Retak yang terjadi mengakibatkan air akan masuk kedalam pori – pori batuan. Pada saat terjadi retak tekanan pori batuan akan menurun sehingga kecepatan

P-Wave akan berkurang sedangkan pada saat

pori terisi air tekanan pori akan meningkat sehingga kecepatan P-Wave akan mengalami kenaikan. Aktifitas seperti inilah yang disebut dengan Dilatansi In The Crustal Rocks

Gambar 2.16. Dilatansi In The Crustal Rock

4. Explosion

Getaran pada tanah bisa disebabkan oleh terjadinya detonasi kimia atau peralatan nuklir. Pada saat peralatan nuklir diaktifkan pada sebuah lubang bor dibawah tanah, energi yang sangat besar dari nuklir dilepaskan. Beberapa percobaan nuklir yang dilakukan pada beberapa dekade ini menyebabkan terjadinya gempa hingga skala 6.0 Richter.

Gambar 2.17. Ledakan Nuklir yang mengakibatkan gempa

(7)

5. Gempa Akibat Keruntuhan ( Collapse

Earthquake )

Gempa jenis ini terjadi pada saat keruntuhan pada gua – gua ataupun pada penggalian tambang, hal ini biasa terjadi pada saat tegangan pada batuan yang menunjang gua ataupun tambang sudah tidak kuat lagi menahan beban yang ada akan menyebabkan batuan tersebut meledak dan jatuh sambil mengeluarkan gelombang getaran. Gempa ini mencapai 4.5 skala Richter diikuti longsor pada tahun 1974 di sungai Montaru pada 25 April 1974.

6. Gempa Akibat Induksi

Air yang dibendung oleh bendungan akan memberikan tekanan tambahan kepada batuan dibawahnya, hal ini dapat menyebabkan gempa yang dikarenakan hancurnya batuan yang berada dibawahnya. Walaupun secara teoritis tekanan yang diberikan oleh air tersebut relatif kecil untuk menghancurkan batuan dibawahnya, sehingga salah satu teori yang menyebabkan terjadinya gempa ini adalah sebelumnya batuan dibawah air yang dibendung tersebut sudah tertekan terlebih dahulu oleh lempeng yang ada sehingga penambahan sedikit tekanan tersebut akan menyebabkan kehancuran pada batuan tersebut. Hal tersebut ditambah lagi dengan terisinya pori – pori batuan yang menyebabkan naiknya tekanan air pori dan menurunkan kekuatan dari patahan. Perilaku ini dapat dilihat pada bendungan Koyna dimana di catat gempa yang terjadi dan dihubungkan dengan ketinggian muka air pada bendungan

2.4.2. Gaya Gempa Pada Struktur Jacket

Kekuatan gempa menjadi pertimbangan dalam desain anjungan terpancang ( fixed

platform ) yang akan dibangun pada kawasan

gempa, baik dalam kawasan aktif gempa maupun kawasan sekitar yang masih menerima efek dari pusat gempa. Hal tersebut dikerenakan struktur terpancang pasti menerima goncangan akibat gempa bumi langsung maupun magnitude. Penyebab utama kerusakan struktur pada saat gempa berlangsung disebabkan oleh respon bangunan terhadap gerakan tanah yang menggerakkan dasar struktur Beberapa hal yang perlu dipertimbangkan mengenai gempa yang dapat

mempengaruhi fixed platform antara lain sebagai berikut :

1. Aktifitas Gempa

Untuk kawasan yang berada di kawasan aktif gempa, dalam tahapan desain diharuskan melakukan evaluasi mengenai intensitas dan karateristik dari gerakan gempa pada tanah dasar.

2. Zona Gempa

Dalam tahapan desain perlu diketahui di kawasan gempa berapa struktur berdiri 3. Keadaan Tanah

Keadaan tanah dimana striktur berdiri sangat menentukan berapa kekuatan yang sanggup diberikan oleh tanah untuk menopang beban diatasnya ketika terjadi gempa.

Gambar.2.18. Gaya Gempa Pada Jacket

2.4.3. ANALISIS RESPON GEMPA

2.4.3.1. Analisa

Respon

Dinamik

Riwayat Waktu Linear

Suatu cara analisis untuk menentukan riwayat waktu respons dinamik struktur gedung 3 dimensi yang berperilaku elastik penuh terhadap gerakan tanah akibat Gempa Rencana pada taraf pembebanan gempa nominal sebagai data masukan, di mana respons dinamik dalam setiap interval waktu dihitung dengan metoda integrasi langsung atau dapat juga melalui metoda analisis ragam. F F F F V

F = Gaya Gempa Tiap Lantai V = Gaya Gempa Dasar

(8)

2.4.3.2. Analisis

Respon

Dinamik

Riwayat Waktu Non-Linear

Suatu cara analisis untuk menentukan riwayat waktu respons dinamik struktur gedung dimensi yang berperilaku elastik penuh (linier) maupun elasto-plastis

(non-linier) terhadap gerakan tanah akibat Gempa Rencana sebagai data masukan, di mana respons dinamik dalam setiap interval waktu dihitung dengan metoda integrasi langsung.

BAB III

METODOLOGI

3.1. FLOWCHART

Tahap – tahap yang dilakukan dalam

penyelesaian tugas akhir ini adalah sebagai

berikut :

3.1.1. FLOW CHART PEKERJAAN

TUGAS AKHIR

 Uraian Flow Chart :  Studi Literatur :

 Mencari hal yang baru / yang yang dapat digunakan sebagai perumusan masalah dalam pengerjaan tugas akhir, pada kali ini ruang lingkup studi literatur adalah

bangunan lepas pantai yang digunakan sebagai tempat penambangan ( offshore

platform )  Permasalahan

 Dari studi literature, didapatkan topik mengenai bangunan lepas pantai dengan struktur jacket platform dengan beban gempa berlebih

 Bahasan yang dilakukan pada tugas akhir ini adalah mengenai perancangan ulang dengan memodifikasi bagian

bracing dengan menggunakan beberapa

kemungkinan  Pengumpulan Data

 Platformyang digunakan adalah Anoa Platform, yang terletak di perairan kepulauan Natuna.

 Data yang digunakan antara lain, letak koordinat Anoa Platform, beban lingkungan, dan beban sendiri,  Analisa In- Place

 Analisa yang digunakan untuk melakukan pemodelan struktur jacket dengan beban lingkungan dan beban sendiri.

Analisa Seismic

 Analisa mengenai keadaan platform yang dibebani dengan beban gempa.  Analisa Ultimate

 Analisa yang dilakukan untuk

mengetahui kemampuan ultimate jacket

platform dengan membebani platform

dengan beban gempa berulang samapi keadaan runtuh.

 Kesimpulan

 Ringkasan dari hasil analisa ultimate

3.2. STUDI LITERATUR

Studi literature dilakukan untuk memahami lebih detail mengenai konsep perancangan, pembebanan, desain kekuatan, dan segala hal yang berkaitan dengan penyelesaian tugas akhir ini.

3.3.

DATA DAN STRUKTUR

LINGKUNGAN

1. Nama : ANOA PLATFORM

2. Lokasi : NATUNA ( 5o 13” 55’” N, 103o 35” 40’” E )

3. Fungsi : PRODUCTION 4. Jumlah dek : 4 Lantai

MULAI STUDY LITERATUR PERMASALAHAN PENGUMPULAN DATA ANALISA IN-PLACE KESIMPULAN SELESAI ANALISA SEISMIC ANALISA ULTIMATE

(9)

3.4.

PEMODELAN STRUKTUR

Pemodelan menggunakan data yang telah

diperoleh seperti diatas, dengan menggunakan

program bantu SACS.

Gambar 3.1. Pemodelan Anoa Platform

Gambar 3.2. Kombinasi Bracing 3.5. KONSEP PERHITUNGAN GEMPA

Pada dasarnya apabila suatu struktur dapat mengikuti gerakan yang disebabkan oleh gempa sampai batas kekakuan struktur tersebut hingga menyebabkan keruntuhan, hal tersebut dapat diketahui dari persamaan dasar keseimbangan static yang digunakan dalam analisa metoda perpindahan yang memiliki bentuk sebagai berikut :

P = k v

( 3.1 )

dimana :

P = beban yang bekerja k = kekakuaan dari tahanan v = perpindahan yang dihasilkan

dalam SNI 1726-2002, besaran gaya geser

dasar didapatkan menggunakan rumus :

( 3.2 )

Dimana :

V = Gaya Geser Dasar

C = Koefisien Faktor Respon Gempa I = Faktor Keutamaan Gempa

R = Faktor Reduksi Beban Gempa W = Berat Struktur Bangunan

Menurut pasal 6.1.2 - SNI 1726 – 2002, gaya geser dasar harus dibagikan sepanjang tinggi struktur gedung menjadi beban – beban gempa Fi yang menangkap pada pusat massa lantai ke – i menurut persamaan :

( 3.3 )

Dimana,

Wi = Berat lantai ke-i zi = Ketinggian lantai di-i V = Gaya Geser Dasar

N = Jumlah lantai bangunan

Tabel 3.1. Karakteristik Berdasarkan Jenis Tanah

Tabel 3.2. Percepatan Tanah Dasar Pada Zona Gempa Indonesia

Gambar 3.3. Peta Wilayah Gempa Di Indonesia

3.5.1. Koefisien Faktor Gempa ( C )

Koefisien faktor respon gempa, C, merupakan pengukuran terhadap percepatan tanah yang diharapkan pada lokasi bangunan dan nilainya bervariasi sesuai dengan waktu getar alami (Tc). Waktu getar alami (Tc) diambil sebesar 0.5 dtk, 0.6 dtk, 1.0 dtk

W

R

CI

V

Wilayah Gempa Percepatan puncak batuan dasar (‘g’)

Percepatan puncak muka tanahAo (‘g’)

Tanah Keras SedangTanah Tanah Lunak Tanah Khusus

1 0.03 0.04 0.05 0.08 Diperlukan evaluasi khusus di setiap lokasi. 2 0.10 0.12 0.15 0.20 3 0.15 0.18 0.23 0.30 4 0.20 0.24 0.28 0.34 5 0.25 0.28 0.32 0.36 6 0.30 0.33 0.36 0.38

(10)

untuk jenis tanah berturut-turut tanah keras, tanah sedang, tanah lunak. (Ps. 4.7.6 SNI 1726-2002)

 Untuk T < Tc :

C = Am (Am = Respon Maksimum = 2.5 Ao)

 Untuk T > Tc : C = Ar / T Ar = Am Tc

Tabel.3.3. Spektrum Respons Gempa Rencana

 Taksiran Waktu Getar Alami ( T ), Secara Empiris

T = Cc hn x ( 3.4 )

Dimana Cc = Koefisien Empiris hn = Tinggi Bangunan ( m ) x = Koefisien Empiris Tabel.3.4. Koefisien Empiris

 Pembatasan Waktu Getar alami Fundamental ( T1)

Waktu getar alami fundamental dibatasi agar struktur gedung tidak terlalu fleksibel

T1 <  n ( 3.5 ) Dimana

 = koefisien letak wilayah gempa n = jumlah tingkat

Tabel.3.5. Koefisien Berdasarkan Wilayah Gempa

3.5.2. Faktor Keutamaan Bangunan ( I )

Tabel 3.6. Faktor Keutamaan Bangunan ( I )

Gambar 3.4. Grafik Koefisien Gempa

3.5.3. Analisis Respon

Dalam melakukan analisis terhadap respon dari struktur bisa digunakan metoda Complete Quadratik Combination ( CQC ) atau bisa juga digunakan metode Square Root of the Sun of the Square ( SRSS ). Apabila menggunakan CQC, waktu getar alami mempunyai nilai selisih kurang dari 15% antara modal yang satu dan yang lainnya, untuk penggunaan SRRS dilakukan apabila waktu getar alami yang berjauhan.

Kategori Gedung Faktor Keutamaan I1 I2 I3

Gedung umum seperti untuk penghunian, perniagaan dan

perkantoran 1.0 1.0 1.0

Monumen dan bangunan monumental 1.0 1.6 1.6 Gedung penting pasca gempa seperti rumah sakit, instalasi air bersih,

pembangkit tenaga listrik, pusat penyelamatan dalam keadaan darurat,

fasilitas radio dan televisi. 1.4 1.0 1.4 Gedung untuk menyimpan bahan berbahaya seperti gas, produk

minyak bumi, asam, bahan beracun. 1.6 1.0 1.6 Cerobong, tangki diatas menara 1.5 1.0 1.5

(11)

3.5.4.

Spektrum Respons Gempa

Secara sederhana dijelaskan bahwa spectrum respons gempa adalah plot respon maksimum ( perpindahan, kecepatan, percepatan maksimum ) dari suatu fungsi beban tertentu untuk semua kemungkinan system berderajat kebebasan tunggal.

Dengan menggunakan satu grafik skala logaritmis, kita dapat memplot respon maksimum dalam besaran percepatan, perpindahan relatif, dan kecepatan palsu relative ( pseudovelocity ). Tiga besaran ini adalah spectrum percepatan, spectrum perpindahan, dan spectrum kecepatan. Dimana SD adalah perpindahan relative maksimum yang selaras dengan percepatan absolute ( SA ), dan kecepatan maksimum ( SV ). Adapun hubungan ketiganya adalah :

SA = - SD (3.6) Dimana  =  k/m (3.7)

adalah frekuensi natural dari struktur SV =  SD (3.8)

3.6.

KONSEP PERHITUNGAN PONDASI

( PILE )

Pondasi merupakan bagian dari struktur secara keseluruhan yang menyalurkan gaya dari struktur atas melalui pondasi ke tanah atau batuan yang ada dibawahnya. Dalam keadaan statik, umumnya hanya bekerja beban – beban vertikal yang bekerja pada struktur yang perlu ditransfer ke tanah atau batuan penopang yang ada dibawahnya.

BEBAN GEMPA

BEBAN VERTIKAL

Gambar 3.5. (a) Ilustrasi Kondisi keadaan Struktur Statik

(b)Ilustrasi Kondisi Struktur Pada saat Gempa terjadi

Struktur bangunan yang berada dalam wilayah zona gempa yang cukup besar, beban yang

bekerja pada pondasi pada saat terjadi gempa bisa lebih besar atau melebihi beban pada kondisi beban vertikal statik bahkan dapat menimbulkan uplift. Sebagai tambahan akan terjadi gaya – gaya horizontal dan momen yang cukup besar pada tingkat pondasi.

Kondisi lokasi tanah setempat sangat penting dalam hubungannya dengan perilaku struktur pada saat terjadi gempa, hal ini dikarenakan tanah atau batuan dilokasi memiliki karakteristik yang spesifik dan memiliki kemampuan untuk mengamplifikasi gerakan gelombang gempa yang berjalan dari pusat gempa Lapisan tanah yang ada di Indonesia dibagi menjadi tiga kategori yaitu Tanah keras, Tanah sedang, Tanah lunak, dimana lapisan dengan tebal maksimum 30 m paling atas dipenuhi.

Kekuatan Pile untuk beban aksial Qd= Qf + Qp = fAs + qAp ( 3.9 )

Dimana

Tabel 3.5. Parameter Tanah

(12)

3.7.

KONSEP KEKUATAN STRUKTUR

3.7.1. Konsep Analisis Nonlinear

Analisa inelastis global dilakukan untuk mengetahui apakah anjungan memiliki cukup kekuatan dan stabilitas untuk tetap menahan kriteria pembebanan dengan overstress lokal dan kerusakan ijin, namun tanpa keruntuhan. Pada level analisa ini, tegangan telah melampaui level elastis dan pemodelan

overstress member, sambungan dan pondasi

harus mengenali kapasitas ultimate atau juga perilaku post buckling dari batas pembeban elastis (API, 2002). Pada analisa ultimate, elemen struktur dibiarkan untuk menerima beban yang melebihi kapasitasnya, elemen-elemen dapat meneruskan beban untuk mencapai kapasitasnya, tergantung pada

ductility dan perilaku pasca elastis

elemen-elemen tersebut. Beberapa elemen-elemen mungkin menunjukkan gejala kerusakan dan mengalami

inelastis yielding.

BAB IV

ANALISIS DATA

4.1. DATA LOKASI

Anoa Platform berada pada posisi lateral 5o 13” 55’” N dan longitudinal 105o 35” 40’” E, seperti yang tampak pada gambar dibawah ini :

Gambar. 4.1. Site Anoa Platform

Terletak pada perairan kepulauan Natuna, dengan kedalaman air sekitar 80 meter memiliki kondisi geografis berada pada daerah gempa 1, yaitu daerah dengan tingkat gempa paling rendah.

Dari data tanah yang diambil PT. Soilmaklelan Report,

diperoleh hasil sebagai berikut :

(13)

Tabel 4. 1. Karakteristik dan Kekuatan Tanah

 Kesimpulan Data tanah diatas :

1. Kedalaman 0,00 – 11,5 ft : Very Soft Clay 2. Kedalaman 11,5 – 32,5 ft : Firm Clay 3. Kedalaman 32,5 – 66,0 ft : Very Stiff

Clay

4. Kedalaman 66,0 – 94,0 ft : Very Stiff to Hard Clay

5. Kedalaman 94,0 – 160 ft : Very Stiff to Hard Clay

6. Kedalaman 160 – 488 ft : Very Stiff to Hard Clay

 Dapat disimpulkan bahwa site Anoa Platform berada pada lapisan Hard Clay, yaitu lapisan tanah keras, yang berada pada daerah gempa 1

Menurut API RP 2A WSD, soil type yang digunakan dalam perhitungan pondasi dibedakan menjadi 3 jenis, yaitu :

A. Rock : crystalline, conglomerat, or shale - like materials generally having shear wave velocities in excess of 3000 ft/sc ( 914 m/sec )

B. Shallow Strong Alluvium

competent sand, silt and stiff clays with shear strength in excess of about 1500 psf ( 72 kPa ). Limited to depths of less than about 200 ft ( 61 m ) and overlying rock - like materials.

C. Deep Strong Alluvium

competent sand, silt and stiff clays with thicknesses in excess of about 200 ft ( 61 m ) and overlying rock - like materials

sesuai dengan API RP 2A WSD bahwa tanah yang berada pada lokasi Anoa platform adalah tanah type C

Untuk percepatan muka tanah, API RP 2A WSD memberikan besaran sebagai berikut :

Tabel 4. 2. PGA menurut API RP 2A WSD

Sedangkan dalam SNI 1726-2002, diberikan percepatan muka tanah sebagai berikut :

Tabel 4. 3. PGA menurut SNI 1726-2002

4.2. KRITERIA DESIGN

Desain awal merupakan jacket degan menggunakan bracing K, dengan tampilan sebagai berikut :

Gambar 4. 2. Jacket dengan susunan bracing K

1. Memiliki susunan bracing K

2. Dengan ukuran member utama ( jacket ) :  LG5(leg) : D = 137.16 cm = 54 inch

(14)

 DB3(brc) : d = 86.36 cm = 34 inch : t = 2.54 cm = 1 inch

: l = 246.75 cm = 9.72 inch Penentuan besarnya ukuran diameter serta ketebalan member yang direncanakan didasarkan pada beberapa aspek berikut :

dengan :

D = diameter leg d = diameter bracing T = ketebalan leg t = ketebalan bracing k = faktor panjang efektif = 1

l = panjang bebas

r = radius gyration = 0,35 D

dengan hasil yang didapatkan, ukuran bracing selanjutnya mengikuti perbandingan seperti diatas. Atau dapat disimpulkan menggunakan ukuran yang sama dengan perencanaan awal.

4.3. PEMBEBANAN

4.3.1. Kategori Beban Platform

Dalam API RP2A 2.3. diatur mengenai beban yang bekerja dalam analisis platform yang ditabelkan sebagai berikut :

TABEL 4. 4. Beban Yang Digunakan Untuk Analisa Struktur

Basic Load Condition Seismi

c

In Place

Operating Storm

Structural Dead Weight

X X X

Area Live Loads

X X X

Storm Wind, Wave, & Current Loads - - X Operating Wind, Wave, & Current

Loads - X -

Buoyancy X X X

Miscellaneous & appurtenances

X X X

Earthquake Induced Force X - -

4.3.2. Beban Pada Top Side

Pada perencanaan yang dilakukan oleh PT. Tripatra Engineering, beban yang akan diletakkan pada platform ditabelkan sebagai berikut :

LC Description Units value

1 Self Weight Kn

2 Work Over Rig Kn 8366

3 Plating, Grating, Handrail Kn 1466.45

4 Equipment All Deck Kn 6058.19

5 Live Load All Deck Kn 6615.36

6 Piping All Deck Kn 1391.60

TABEL 4. 5. Beban Yang Berada Pada Platform

4.3.3. Work Over Rig Loads

Beban yang akan bekerja akan bertambah seiring dengan waktu, pada perencanaan yang dilakukan oleh PT. Tripatra Engineering beban tersebut diberikan sebagai berikut :

Tabel 4. 6. Beban Work Over Rig

1 Year Case Total Operating Load 10591 Kn 100 Year Storm Case Total Load 8366 Kn

4.3.4. Jacket Loads

Beban jacket didefinisikan sebagai self

weight seperti beban permanen lainnya termasuk baja

boat landing, deck beam. Beban sendiri dari struktur akan diaplikasikan secara otomatis oleh program SACS, serta beban ini telah ditambah 5 % dari beban kombinasi untuk sambungan las.

4.3.5. Load Case

Dalam pembebanan yang akan dilakukan, diperlukan pengelompokan beban sehingga mempermudah dalam proses input beban dan analisis.

TABEL 4. 7. Load Case

LC LOAD CASE DESCRIPTION

1 Self Weight 2 Work Over Rig 3 Plating, Grating, Handrail 4 Equipment All Deck 5 Live Load All Deck 6 Piping All Deck

588

.

1

d

D

36

T

D

34

t

d

997

.

5

r

kl

(15)

4.4. MATERIAL KELAS BAJA

Berdasarkan jenis dan ukuran, material baja dibagi seperti berikut :

TABEL 4. 8. Material Kelas Baja

4.5. PERHITUNGAN GEMPA

4.5.1. Pembatasan Waktu Getar Alami

 Digunakan untuk mencegah struktur bangunan yang terlalu fleksibel, nilai batas T1 sesuai SNI 1726 ps 5.6

T1 <  n = 0,20 x 6 = 1,2 dt

4.5.2. Perhitungan Gaya Geser Dasar ( V )

 Pada perhitungan gaya geser dasar ( V ) dilakukan oleh program SACS 5.2 dengan memasukkan nilai PGA yang terjadi. Untuk masing-masing platform dilakukan perhitungan terhadap 4 PGA, yaitu 0,05 ; 0,2 ; 0,4 ; dan 0,5.

4.6. PERHITUNGAN PONDASI

Pondasi yang digunakan pada masing – masing platform memiliki ukuran sesuai dengan diameter dalam tubular pada kaki ( leg ) platform. Dengan keadaan tanah yang telah ditinjau memiliki beberapa lapisan tanah, dengan lapisan tanah keras ada kedalaman 66ft.

Hasil Yang Diperoleh :

Periode Pada 4 Susunan Bracing

 Bracing K

SACS IV-FREQUENCIES AND GENERALIZED MASS

MODE FREQ.(CPS) GEN. MASS EIGENVALUE PERIOD(SECS) 1 0.533041 2.3700202E+03 8.9149687E-02 1.8760301 2 0.559257 2.4402986E+03 8.0987303E-02 1.7880858 3 0.962771 4.0619608E+03 2.7327165E-02 1.0386690 4 1.785738 2.0124489E+03 7.9433696E-03 0.5599926 5 1.921011 3.1009715E+03 6.8640489E-03 0.5205591 6 2.390910 2.3573874E+03 4.4311222E-03 0.4182508 7 3.007658 2.3107428E+03 2.8001635E-03 0.3324846 8 3.089728 3.1369102E+03 2.6533822E-03 0.3236531 9 3.521125 1.5321096E+03 2.0430420E-03 0.2840001 10 3.636478 2.1014564E+03 1.9154827E-03 0.2749913  Bracing A

SACS IV-FREQUENCIES AND GENERALIZED MASS

MODE FREQ.(CPS) GEN. MASS EIGENVALUE PERIOD(SECS) 1 0.165073 2.0426516E+03 9.2958055E-01 6.0579181 2 0.324209 1.4516799E+03 2.4098565E-01 3.0844339 3 0.513409 1.8028858E+03 9.6097746E-02 1.9477647 4 0.592332 2.3107117E+03 7.2195350E-02 1.6882412 5 1.003823 1.9191291E+03 2.5137725E-02 0.9961916 6 1.235542 2.2724138E+03 1.6593000E-02 0.8093611 7 1.559538 1.8041572E+03 1.0414735E-02 0.6412155 8 1.808912 1.7441118E+03 7.7411452E-03 0.5528184 9 2.216123 3.3982968E+03 5.1576571E-03 0.4512385 10 2.761958 1.8108568E+03 3.3205196E-03 0.3620620  Bracing N

SACS IV-FREQUENCIES AND GENERALIZED MASS

MODE FREQ.(CPS) GEN. MASS EIGENVALUE PERIOD(SECS) 1 0.500275 3.1642266E+03 1.0120996E-01 1.9989020 2 0.553110 3.1646859E+03 8.2797641E-02 1.8079602 3 0.904124 4.2226419E+03 3.0987333E-02 1.1060429 4 1.660313 2.2150302E+03 9.1888358E-03 0.6022962 5 1.847703 2.8143949E+03 7.4195204E-03 0.5412125 6 2.187323 2.6899043E+03 5.2943702E-03 0.4571798 7 2.924292 2.6012493E+03 2.9620931E-03 0.3419631 8 3.085057 2.4270384E+03 2.6614228E-03 0.3241431 9 3.409680 2.7550856E+03 2.1787780E-03 0.2932826 10 3.464908 1.5625144E+03 2.1098757E-03 0.2886080  Bracing X

SACS IV-FREQUENCIES AND GENERALIZED MASS MODE FREQ.(CPS) GEN. MASS EIGENVALUE PERIOD(SECS) 1 0.540079 3.2529741E+03 8.6841232E-02 1.8515817 2 0.564125 3.2148575E+03 7.9595680E-02 1.7726567 3 1.058487 3.0084275E+03 2.2608370E-02 0.9447448 4 1.987788 2.7946695E+03 6.4106186E-03 0.5030717 5 2.511923 2.7486592E+03 4.0144652E-03 0.3981014 6 3.056070 3.7019261E+03 2.7121499E-03 0.3272177 7 3.158415 2.3151785E+03 2.5392295E-03 0.3166145 8 3.534076 1.6919112E+03 2.0280962E-03 0.2829594 9 3.973557 1.3284834E+03 1.6042839E-03 0.2516637 10 4.650310 2.3814213E+03 1.1713225E-03 0.2150394 Hasil UC :

Bracing A Bracing K Bracing N Bracing X

PGA UC Max

0.05 0.91 0.24 0.29 0.25

0.2 1.54 0.68 0.67 0.6

0.4 2.38 1.3 1.3 1.14

(16)

Kesimpulan :

1. Bracing A memiliki periode paling tinggi yang berarti memiliki kekakuan paling rendah, kemudian disusul oleh K, N, dan X

2. Kekuatan Struktur K,N, X pada PGA dibawah 0,4 memiliki kekuatan yang hamper sama

Referensi

Dokumen terkait

Penelitian yang dilakukan di Rumah Sakit Islam &#34;Ibnu Sina&#34; Yarsi Sumbar Bukittinggi menunjukkan bahwa 54,7% perawat memiliki kecendrungan turnover, dari

Kenaikan indeks harga terjadi pada subkelompok tembakau dan minuman beralkohol sebesar 1,04 persen, minuman yang tidak beralkohol sebesar 0,09 persen, serta makanan

value Teks default yang akan dimunculkan jika user hendak mengisi input maxlength Panjang teks maksimum yang dapat dimasukkan. emptyok Bernilai true jika user dapat tidak

Kemudian Anda juga harus menyatakan bahwa karena Anda mengajukan permohonan terhadap Pasal 17 ayat (1) huruf a Undang-Undang Nomor 2 Tahun 2014 tentang Jabatan Notaris yang

Sebelumnya dikatakan bahwa Kecamatan Reok lolos untuk menjadi Pusat Kegiatan Lokal dikarenakan memiliki pelabuhan kelas III dan jalan areteri yang mendukung

Lokasi tersebut dipilih secara purposif dengan alasan (a) ja- lan lintas Papua merupakan jalan yang mengikuti garis perbatasan antara Indonesia dan Papua New Guinea

1.1 PERSIAPAN YANG PERLU DIPERHATIKAN Ada beberapa hal yang mungkin perlu diperhatikan sebagai seorang pengajar sebelum mengakses E-learning UPU diantaranya yaitu

Rencana ini menggambarkan arah, tujuan, sasaran, strategi, kebijakan, program dan kegiatan penyelenggaraan pembangunan lingkungan hidup dan kehutanan yang sesuai dengan tugas