IMADUDDIN ABIL FADA JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2010

(1)

IMADUDDIN ABIL FADA

3106100077

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

(2)

ANALISA PUSHOVER DENGAN KONDISI

GEMPA 800 TAHUN PADA STRUKTUR

(3)

LATAR BELAKANG

Jacket merupakan suatu struktur yang digunakan pada bangunan lepas pantai. Di dalam perhitungannya, analisa pushover merupakan salah satu aspek penting yang harus diperhatikan didalam merencanakan stuktur jacket. Jacket berfungsi untuk melindungi pile agar tetap pada posisinya, menyokong deck dan melindungi konduktor serta menyokong sub-struktur lainnya. Analisa pushover dapat di definisikan suatu metode yang dipakai dalam menganalisa keruntuhan struktur dan merupakan analisa nonlinear dengan pembebanan inkremental untuk menentukan pembebanan yang menyebabkan struktur runtuh dan juga merupkan salah satu cara untuk mengetahui besarnya kapasitas struktur untuk menerima beban maksimal. Metode yang dilakukan adalah dengan melakukan simulasi penambahan beban secara bertahap sampai struktur tersebut runtuh. Dari hasil tersebut akan diketahui Reserve Strength Ratio (RSR) atau rasio kekuatan cadangan struktur untuk mengetahui apakah jacket platform memiliki cukup kekuatan dan stabilitas untuk tetap menahan beban akibat overstress lokal yang melebihi tegangan ijin, namun tanpa keruntuhan.

(4)

RUMUSAN MASALAH

Berapa besar RSR (Reserve Strength Rasio) dari

struktur jacket Bekapai-BL akibat beban gempa.

Berapa UC (Unity Check) berdasarkan beban

statis.

Bagaimana melakukan pemodelan struktur

rangka baja pipa yang dimodelkan dan dianalisis

dengan program SACS 5.2.

Bagaimana mengetahui performa struktur jacket

pada analisa pushover dengan menggunakan

(5)

TUJUAN

Dapat melakukan design struktur jacket dengan

memenuhi kriteria RSR dengan cara non-linier

pushover analisis dengan menggunakan program

SACS .

Mengetahui UC (Unity Check) berdasarkan beban

statis.

Melakukan pemodelan struktur rangka baja pipa

yang dimodelkan dan dianalisis dengan program

SACS.

Mengetahui titik kritis akibat pushover pada

(6)

MANFAAT

Penyusunan Tugas Akhir ini diharapkan dapat memberikan manfaat dalam bidang ketekniksipilan, terutama dalam menambah wawasan tentang ilmu bangunan lepas pantai. Output yang dihasilkan dalam Tugas Akhir ini diharapkan dapat memberi kemudahan bagi para mahasiswa Teknik Sipil ITS yang ingin merancang jacket stucture pada bangunan lepas pantai dengan memperhitungkan gaya gempa (seismic analysis) dari suatu struktur dengan menggunakan program bantu SACS. Diharapkan juga dapat menjadi referensi untuk mengembangkan wawasan keilmuan tentang bangunan lepas pantai yang lebih kompleks di Jurusan Teknik Sipil ITS di masa yang akan datang, sehingga dapat menambah wacana baru dalam bidang structural engineering. Dapat membedakan pengaruh beban genpa terhadap bangunan lepas pantai dengan pengaruh beban gempa terhadap bangunan onshore (gedung,dam,jembatan,dermaga) yang telah dipelajari di Jurusan Teknik Sipil ITS selama ini.

(7)

METEDOLOGI

MULAI STUDI LITRATUR

PENGUMPULAN DATA (DATA STRUKTUR, DATA GEMPA, DAN PAYLOAD

PEMBEBANAN STATIS STRUKTUR JACKET BEKAPAI - BL

MENGHITUNG UC (UNITY CHECK) KONTROL DESAIN

PUSHOVER BEBAN GEMPA 800 TAHUN

SELESAI PEMODELAN STRUKTUR DENGAN SACS

5.2

PERHITUNGAN DATA GEMPA 800 TAHUN

KESIMPULAN PEMILIHAN TIPE STRUKTUR JACKET

MENGHITUNG RSR PEMODELAN BATANG TUBULAR DAN

(8)

DATA GEMPA

LOKASI STRUKTUR :

• Nama Perusahaan : TOTAL E&P, Indonesia

• Lokasi

: Perairan Selat Makasar – Indonesia

• Koordinat

: Lintang Utara 0

0

59’45.39”

Bujur Timur 117

0

_{50’42.61”}

• Kedalaman laut

: 112 feet (34.13 meter)

DAERAH ZONA GEMPA

• Bujur Timur 116

0

dan Lintang Utara 3

0

• Bujur Barat 124

0

dan Lintang Utara 3

0

• Bujur Timur 116

0

dan Lintang Selatan 6

0

• Bujur Barat 124

0

dan Lintang Selatan 6

0

• Zona kedalaman : Minimum = 1

KM

Maximum = 740 KM

• Zona waktu

: 22-01-1905 s/d 31-03- 2010

• Zona magnitude : Minimum = 2.0 Skala Richter

(9)

(10)

(11)

PERCEPATAN TANAH MAKSIMUM

• Percepatan Tanah Maksimum

Mengingat bahwa umur bangunan struktur jacket

Bekapai-BL adalah 20 Tahun maka untuk

perencanaan beban gempa dengan kemungkinan

terjadi selama umur bangunan dapat

direkomendasikan dengan periode ulang 800

tahun. Gempa rancangan ini dapat dipakai

sebagai dasar kreteria SSE (Safe Shutdown

Earthquake) untuk lokasi struktur jacket

Bekapai-BL dengan data :

• Periode ulang (T)

= 800 tahun

• Umur rencana (t)

= 20 tahun

• Faktor redaman

=

5 %

• Natural periode bangunan

= 1.76

(12)

PEMODELAN DAN PEMBEBANAN STRUKTUR JACKET

Minimum Water Depth 36.95 meter

Maximum Water Depth 34.45 meter

LOAD LOAD QUANTITY

Minimum Dead Load 482 tonnes Maximum Dead Load 1567 tonnes

(13)

DATA STRUKTUR

Keterangan

Profil Member

Horizontal Brace I (BC1)

Horizontal Brace II (BCII)

Diagonal Brace I (DB I)

Diagonal Brace II (DB I1)

Jacket Leg (JL1)

Conductor (RI)

Conductor Guide (RS I)

Conductor Guide (RS II)

Batter / kemiringan

OD 16 in; WT 0,5 in

OD 20 in; WT 0,5 in

OD 16 in; WT 0,5 in

OD 12 in; WT 0,5 in

OD 35.5 in;WT 1.25 in

OD 12 in; WT 0,25 in

OD 34 in; WT 0,5 in

OD 34 in; WT 1 in

1 : 10

(14)

DATA DIMENSI STRUKTUR

• Tinggi chord di atas permukaan laut

: 2 meter

• Tinggi chord di bawah permukaan laut

: 30 meter

• Tinggi jacket leg dari dasar laut

: 40.35 meter

• Tinggi riser dari lantai atas-bawah

: 38.35 meter

(15)

Maindeck dan Cellardeck

Jacket, boat landing dan conductors

(16)

Bentuk dan dimensi

ketinggian struktur jacket

(17)

(18)

PEMODELAN MEMBER

STRUKTUR JACKET

(19)

OFFSETTING

Joint 581L :

Joint 319L:

Joint 519L :

Joint 1138:

SEBELUM SESUDAH SEBELUM SESUDAH

(20)

PEMODELAN AKHIR STRUKTUR JACKET BEKAPAI – BL

DENGAN PROGRAM SACS 5.2

Tampak Isometri Struktur Jacket

Tampak Atas Struktur Jacket

Tampak Bawah Struktur Jacket

(21)

PEMODELAN AKHIR STRUKTUR JACKET BEKAPAI – BL

DENGAN PROGRAM SACS 5.2

(22)

PEMODELAN BEBAN STATIS

3917.5 KN 3917.5 KN

(23)

PEMODELAN BEBAN PUSHOVER

3917.5 KN 3917.5 KN 3917.5 KN 3917.5 KN 1231.2 KN 1231.2 KN 1231.2 KN 1231.2 KN

(24)

ANALISA STRUKTUR

ANALISA STATIS

• Total Mass

:

5818.766 KN (581.8766 ton)

• Center of Gravity

:

X

= - 1.241 meter

Y

= - 0.048 meter

Z

= -16.889 meter

(25)

Pusat Daya Apung (Center of Buoyancy)

• X : -1.162 meter

• Y : -0.068 meter

• Z : -20.225 meter

(26)

Maksimum Unity Check

Member Group Summary

• Dari hasil perhitungan SACS 5.2 untuk member group summary dapat diketahui 3

member paling kritis, antara lain member 001P-1005, member -019P-1042, dan member

009P-1041 dengan detail sebagai berikut :

• Member 001P-1005 o Group ID : DB2 o Load Condition : 3 o Axial stress : -71.53 N/mm2 o Allowable Stresses : 135.06 N/mm2 o Load Val ue : 15670 KN

o Maximum Unity Check : 0.671

o Maximum Unity Check : 0.649

(27)

(28)

(29)

(30)

(31)

(32)

Hasil Analia RSR

RSR = Beban Struktur Collapse

Beban kondisi awal

= P awal + Total P increment

P awal

= 4924.8 + (4924.8 x 2.6)

4924.8

= 3.6

Kriteria pushover Menurut API RP 2A (2002) :

• L-1: high consequence-manned nonevacuated/ unmanned

• RSR > 1.6

• L-2:Low consequence-unmanned

(33)

(34)

KESIMPULAN

• Dengan analisa data gempa 800 tahun didapatkan besarnya nilai

beban gempa pada daerah struktur jacket adalah sebesar 0.4 g

(4924.8 KN)

• Dengan analisis statis struktur dapat diketahui massa total dari

struktur jacket yang dirancang, yaitu sebesar 5818.766 KN

(581.8766 ton)

• Dengan analisis statis dapat diketahui bahwa jacket yang didesain

cukup kuat untuk bertahan pada kondisi beban mati pada struktur

jacket Bekapai - BL. Hal ini dapat dilihat dari besarnya UC (Unity

check) pada setiap joint dan member yang menyusun struktur

jacket yang tidak lebih besar daripada 1.

• Reserve Strength Ratio (RSR) struktur adalah 3.6 pada

pembebanan top of jacket. RSR tersebut masih aman karena lebih

besar daripada RSR minimum yang telah yang telah ditetapkan

oleh API RP 2A untuk platform kategori unmanned non evacuated

yaitu 1.6

(35)