3 Kriteria Desain dan Pemodelan

Bab

3

3 Kriteria Desain dan Pemodelan

3.1 Deskripsi Anjungan Lepas Pantai

3.1.1 Jacket dan Pile

Anjungan lepas pantai yang dianalisis pada laporan ini merupakan suatu struktur anjungan rangka batang (

fixed platform

) tipe tripod dengan kemiringan dua arah dan

pile

menembus kaki

jacket

dan tidak di-

grout

. Anjungan ini terletak di Selat Makassar yang memiliki kedalaman 185 ft. Namun berdasar hasil rekualifikasi anjungan tersebut, struktur

jacket

berada 9’-5 ⁷/8” lebih rendah dari hasil analisis sebelumnya.

Ketiga kaki

jacket

(

leg

) ini membentuk suatu segitiga sama kaki dengan lebar yang berubah hingga

mudline

, dengan kemiringan

leg

sebesar 1:10. Jarak horisontal antar

leg

pada elevasi

working point

sebesar 15 ft. Dimensi ketiga

leg

sama pada bentang kedalaman (z) -194.5 ft hingga -22.5 ft yaitu sebesar 39” OD x 0.5” WT.

Di bagian dalam

leg

terdapat

pile

sebesar 36” OD x 0.75” WT.

Pile

tersebut dipancang / penetrasi sampai kedalaman 216 ft di bawah

mudline.

Karena rongga antar

pile

dan

jacket

tidak diisi dengan

grouting

, maka dipasang

wishbone

di setiap titik persambungan

jacket

dengan

horizontal bracing

.

Wishbone

digunakan sebagai pengaku yang menghubungkan antara

leg

dan

pile

. Sambungan antar kaki vertikal

jacket

menggunakan

joint can

berupa baja tubular dengan ukuran 40” OD x 1.00” WT.

brace

ini berfungsi sebagai penguat struktur

jacket

dan juga sebagai pelindung peralatan

conductor

yang berada di bagian dalam

jacket

.

3.1.2 Dek

Struktur dek berada pada bagian atas anjungan lepas pantai, pada anjungan ini terdapat dua jenis dek yaitu

main deck

(+ 34.06 ft) dan

cellar deck

(+15 ft). Dek ditopang oleh 6 (enam)

deck support

yang menumpu pada

horizontal framing

pada elevasi (+24.32 ft).

Deck support

menopang 3 (tiga)

frame

utama dek yang memiliki profil baja tubular dengan 8,625” OD x 0.375” WT. Frame utama dek berbentuk profil IWF 18 x 50.

Jenis anjungan ini merupakan

well platform

yang pada awalnya hanya didesain untuk mendukung satu dek produksi saja, namun kini juga digunakan sebagai

drill deck

. Pada dek utama terdapat jembatan yang menyambuingkan anjungan ini dengan anjungan produksi lainnya. Pada dek utama terdapat beberapa jenis peralatan yang mempengaruhi pembebanan.

3.1.3 Appurtenances

Komponen non-struktural lainnya yang terdapat pada anjungan ini adalah

conductors

dan

risers

. Platform didesain untuk dapat mengakomodasi sebanyak 3 ( tiga ) konduktor dengan besar 30”. Sementara

riser

yan digunakan memiliki dimensi sebesar 12,75 dan 10,75”.

3.2 Parameter Desain

Parameter desain yang digunakan dalam analisis berikut adalah berdasarkan data hasil pengukuran lapangan dan peraturan API RP 2A, 21^st edition (WSD).

3.2.1 Kedalaman Air

Data kedalaman air yang digunakan untuk analisis

inplace

, fatigue, dan seismik disajikan pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1 Kedalaman Air

Elevasi Muka Air 1 year 100 year

(ft) (ft)

Kedalaman Air (CD) 190,39 190,39

Storm Tide Surge (ST) 0 1,6

Tidal Range (TR) 8,2 8,2

3.2.2 Gelombang

Gelombang air laut terjadi pada bagian permukaan air laut akibat adanya pergerakan angin.

Gelombang harus diperhitungkan untuk berbagai kemungkinan arah yang terjadi. Data gelombang untuk analisa

inplace

disajikan sebagai berikut :

Tabel 3.2 Data Gelombang

Kondisi

Operating Storm 1 year 100 year

Tinggi Gelombang (H) 10,7 16,3

Periode Gelombang (T) 7,6 8,1

Untuk analisis

fatigue

,

Jonswap wave spectrum

akan digunakan untuk mengolah data gelombang yang ada.

3.2.3 Arus

Arus merupakan pergerakan air laut dibawah permukaan air laut. Data arus berupa kecepatan arus pada beberapa kedalaman air disajikan sebagai berikut :

Tabel 3.3 Data Arus yang Dibangkitkan oleh Pasang Surut

% of water depth

above mudline Depth

(ft) 100 yr

(fps) 1 yr (fps)

100 194,50 1,76 1,35

90 175,05 1,73 1,33

80 155,60 1,70 1,30

70 136,15 1,67 1,28

60 116,70 1,64 1,26

50 97,25 1,59 1,22

40 77,80 1,54 1,18

30 58,35 1,48 1,14

20 38,90 1,40 1,07

10 19,45 1,27 0,97

0 0,00 0,00 0,00

Tabel 3.4 Data Arus yang Dibangkitkan oleh Angin Depth below MSL

(ft) Depth 100 yr

(fps) 1 yr (fps)

1 193,5 0,54 0,40

2 192,5 0,46 0,34

5 189,5 0,36 0,27

10 184,5 0,28 0,21

20 174,5 0,20 0,15

40 154,5 0,12 0,09

60 134,5 0,07 0,05

3.2.4 Faktor Kinematika Gelombang dan Current Blockage Factor Faktor kinematika gelombang berdasar API RP2A diijinkan sebesar 0.85 - 0.95 untuk badai tropis dan diterapkan pada kecepatan dan percepatan dari gelombang 2 dimensi. Tetapi berdasar UOI-GS-18 Specification, faktor kinematik yang digunakan sebesar 0.88 untuk kondisi 100 tahunan dan secara otomatis diaplikasikan pada program SACS-SEASTATE.

Untuk

current blockage factor

didapatkan bahwa berdasar API 21^st edition, anjungan tiga kaki memiliki faktor sebesar : 0,9.

3.2.5 Koefisien Hidrodinamik

Nilai Koefisien Seret (Cd) dan Koefisien Inersia (Cm) yang digunakan adalah berdasarkan API RP2A, 21^st edition (WSD). Nilai dasar Cd dan Cm disajikan sebagai berikut :

Tabel 3.5 Nilai Koefisien Hidrodinamik

Keterangan Cd Cm

In Place Analysis

Member with marine growth (foulded) 1,05

1,20 Member without marine growth (clean)

0,65 1,60

Fatigue Analysis

Member with marine growth (foulded)

0,80 2,00 Member without marine growth (clean)

0,50 2,00

Seismic Analysis

Member with marine growth (foulded)

0,65 1,60

3.2.6 Pertumbuhan Biota Laut (Marine Growth)

Marine Growth

diterapkan pada member yang berada dibawah muka air laut.

Radial marine growth

pada pemodelan struktur lepas pantai ini dapat dilihat pada Tabel 3.6. Lingkupan dari

marine growth

ini diasumsikan sebesar 100% pad komponen-komponen struktur dan peralatan pendukung.

marine growth

dimodelkan berada pada rata-rata muka air tinggi menuju

mudline.

Densitas dari

marine growth

sebesar 81.,12 lb/ft².

Tabel 3.6 Data Profil

Marine Growth

Water Depth Radial Growth

(inch) MHW to El -50 3 El -50 to El -100 2 El -100 to Mudline 1 3.2.7 Angin

Data angin berupa kecepatan angin disajikan dalam tabel berikut : Tabel 3.7 Data Kecepatan Angin Return Period Wind Speed (mph)

( years) 3 second gust 1 minute average 1 hour average

100 45,9 37,7 30,4

50 43,1 35,4 28,6

10 36,6 30,1 24,3

5 33,8 27,8 22,4

1 27,2 22,3 18

Analisis

inplace

menggunakan data kecepatan rata-rata angin 1 menit pada ketinggian 10 m dari permukaan laut.

3.2.8 Korosi

Perhitungan ketebalan dinding

member

tidak terindikasi terjadinya korosi di bawah batas air selama

platform

ini beroperasi. Area

splash zone

diasumsikan pada (EL – 5.5 ft hingga EL + 7.5 ft) di atas garis air untuk memenuhi adanya penipisan di masa datang.

3.2.9 Data Tanah

ujung tiang pancang. Data Lateral P-Y merupakan data yang menunjukkan hubungan antara teganga lateral (psf) dan defleksi lateral.

3.2.10 Data Kejadian Gelombang

Data kejadian gelombang untuk analisis

fatigue

dapat dilihat pada Tabel 3.8.

Tabel 3.8 Data Kejadian Gelombang Significant Wave Height Peak Period Cumulative of year

(ft) (s) %

6,0 - 6,5 5,74 0,01

5,5 - 6,0 5,70 0,03

5,0 - 5,5 5,27 0,11

4,5 - 5,0 5,03 0,47

4,0 - 4,5 4,76 1,54

3,5 - 4,0 4,48 4,28

3,0 - 3,5 4,16 9,81

2,5 - 3,0 3,85 20,4

2,0 - 2,5 3,47 35,7

1,5 - 2,0 3,09 55,06 1,0 - 1,5 2,57 73,98 0,5 - 1,0 1,99 91,49

0,0 - 0,5 1,20 100

3.3 Pembebanan

Anjungan ini menerima berbagai macam kondisi pembebanan seperti berat sendiri, beban mati, beban hidup, dan beban lingkungan. Data pembebanan diambil dari gambar struktural anjungan dan parameter desain. Data pembebanan tersedia untuk kondisi operasional (1 tahun) dan kondisi storm (100 tahun).

3.3.1 Beban Mati

Beban mati merupakan beban yang keberadaannya di platform bersifat permanen dan akan ada pada semua kombinasi pembebanan . Pada anjungan ini, yang termasuk beban mati adalah berat sendiri struktur, beban dek, dan beban tambahan (

miscellaneous

).

A. Berat Sendiri Struktur

Berat sendiri struktur diperhitungkan secara otomatis oleh SACS dengan memasukkan input yang diminta. Beberapa input data untuk perhitungan otomatis berat sendiri model struktur diantaranya :

1. Berat jenis baja, sebesar 7850 kg /m³.

2. Berat jenis air laut, sebesar 1025 kg /m³ pada kondisi standar.

3. Keterangan

flooded

atau

non-flooded

. *)

*)

Flooded

berarti bahwa ruang kosong pada member tubular dianggap terisi oleh air laut.

Non-flooded

berarti bahwa ruang kosong pada member tubular kosong dan hanya berisi udara. Member yang

non-flooded

apabila berada dibawah muka air laut akan memberikan gaya apung keatas (

buoyancy

). Besarnya

buoyancy

berbanding lurus dengan volume dari ruang kosong member.

SACS hanya akan menghitung berat sendiri struktur yang dimodelkan, sedangkan pada pemodelan biasanya hanya struktur utama saja yang dimodelkan. Member-member kecil kadang-kadang tidak dimodelkan langsung tetapi keberadaannya tetap diperhitungkan melalui perkalian dengan faktor pembebanan tertentu atau dijadikan sebagai beban. Faktor desain yang digunakan sebagai bentuk antisipasi terhadap member yang tidak dimodelkan langsung adalah terhadap ketepatan item. Faktor penambahannya sebesar 5%.

Faktor pembebanan tersebut diterapkan pada

jacket

dan beban mati saja. Adanya faktor ini juga meningkatkan gaya apung (

buoyancy

) sehingga perlu adanya penyesuaian besarnya kerapatan air (

water density

). Nilai kerapatan air yang digunakan adalah mengambil keadaan normal sebagai berikut :

• Kerapatan air untuk berat struktur nominal : 64,4 / 1,00 = 64,4 lb/ft³

B. Beban Dek

Beban yang termasuk dalam beban dek adalah berat dari struktur dek dan berat dari semua

equipment

yang ada diatas dek. Seluruh beban dek dikategorikan kedalam beban mati karena

platform

ini hanyalah suatu struktur pendukung sehingga semua

equipment

diatas dek dianggap statis dan tidak ada beban hidup yang signifikan bergerak diatas dek. Beban

Gambar 3.1 Plating, Grating, dan Stair load pada jaket walkway.

Gambar 3.3 Plating, Grating, dan Stair load pada main deck.

Gambar 3.4 Piping load pada main deck.

Gambar 3.5 Piping load pada cellar deck.

Gambar 3.6 Equipment load pada cellar deck.

Gambar 3.7 Equipment load pada main deck.

3.3.2 Beban Hidup

Beban hidup merupakan beban yang keberadaan dan besarnya dapat berubah bergantung pada kondisi yang terjadi. Pada anjungan ini yang termasuk beban hidup adalah beban hidup pada

deck

, beban angin, beban gelombang, dan beban arus. Karena ketidakpastian beban hidup cukup besar maka pada perhitungannya, beban hidup harus diperhitungkan untuk berbagai arah (

omni-directional

) dan diperhitungkan dengan faktor pengali tertentu.

Analisis berikut menggunakan 12 arah (setiap 30^o) untuk mendapatkan kondisi pembebanan yang menghasilkan kondisi paling berbahaya bagi struktur.

A. Beban Hidup pada Dek

Beban hidup merupakan beban yang keberadaan dan besarnya dapat berubah bergantung pada kondisi yang terjadi. Beban hidup pada dek dapat terjadi akibat adanya proses produksi pada dek, beban hidup diasumsikan merata pada lokasi-lokasi tertentu.

Gambar 3.8 Live Load pada main deck.

Gambar 3.9 Live Load pada cellar deck.

Gambar 3.10 Live Load pada jacket walkway.

B. Beban Angin

Beban angin bekerja pada bagian platform yang berada diatas permukaan air laut. Daerah yang dianggap mengalami beban angin adalah sekitar dek. Berdasarkan data parameter desain, perhitungan beban angin menggunakan data angin desain pada ketinggian 33 m diatas permukaan laut dengan pencatatan per 1 menit seperti pada Tabel 3.7.

Beban angin disebabkan karena adanya tekanan angin yang bekerja pada area tertentu sehingga menghasilkan gaya angin. Area yang menjadi bidang terpa angin dihitung dengan menggunakan konsep

tributary area

. Sebagai input data untuk perhitungan otomatis beban angin oleh SACS, diperlukan luas proyeksi angin pada arah X dan arah Y.

• Tinggi efektif deck

-

main deck

: 5 kaki

-

cellar deck

: arah X : 20.20 kaki arah Y : 22.75 kaki -

jacket walkway

: arah X : 16.77 kaki arah Y : 19.48 kaki

Beban angin diaplikasikan sebagai beban terpusat pada titik-titik penopang dek. Untuk gaya- gaya angin yang bekerja pada

deck

dapat dilihat pada Tabel 3.9.

Tabel 3.9 Beban Hidup Akibat Angin pada

Deck

KONDISI Gaya Main Deck Cellar Deck Jacket Walkway

OPERATING Fx 1,08 7,06 4,10

Fy 0,99 7,95 4,76

STORM Fx 2,47 16,13 9,37

Fy 2,26 18,17 10,88

C. Beban Gelombang dan Arus

Beban gelombang dan arus merupakan beban hidup yang berasal dari pergerakan air laut.

Data gelombang berupa tinggi gelombang maksimum dan periode gelombang telah diberikan pada Tabel 3.2. Data arus berupa kecepatan arus pada berbagai kedalaman telah diberikan pada Tabel 3.3. Sesuai

Design Basis

, besarnya

Wave Kinematic Factor

dan

Current Blockage Factor

adalah 1.0.

Untuk mendapatkan kondisi pembebanan terbesar bagi platform, beban gelombang dan arus dikombinasikan ke berbagai arah (

omni-directional

). Agar mendapat nilai terbesar, beban gelombang dan beban arus selalu dibuat searah. Beban gelombang dan arus diperhitungkan pada kondisi operasional (1 tahun) dan ekstrem (100 tahun).

1. Pemilihan Teori Gelombang

Pemilihan Teori Gelombang dilakukan berdasarkan API RP2A 21^th edition (WSD) untuk kondisi operasional dan kondisi ekstrem. Karena gelombang dan arus yang dihitung arahnya sejajar, maka perlu dihitung besarnya

apparent wave period

. Besarnya

apparent wave period

dapat dihitung dengan Gambar 3.1. dibawah apabila nilai

d/gT

²> 0,01.

a. Kondisi Operasional

Diketahui data sebagai berikut : - d = 194,5 ft

- g = 32,175 ft/sec² - T = 7,6 sec - H = 10,7 ft

2 2

194, 5

0,1046 0, 01 32,175 7, 6

d

gT

= = >

×

2 2

10, 7

0, 00575 32,175 7, 6

H

gT

= =

×

Dengan memplot nilai d/gT² dan H/gT² pada grafik Gambar 3.2. , dapat disimpulkan bahwa dapat digunakan Teori Gelombang

Stokes 5

^th

Order

.

Gambar 3.11 Validasi teori gelombang.

b. Kondisi Storm

- H = 8,1 ft

2 2

194.5

0, 0852 0, 01 32,175 16, 3

d

gT

= = >

×

Selanjutnya, dihitung nilai d/gT² dan H/gT².

2 2

16, 3

0, 00772 32,175 8,1

H

gT

= =

×

Dengan memplot nilai d/gTapp2 dan H/gTapp2 pada grafik gambar 3.2., dapat disimpulkan bahwa dapat digunakan Teori Gelombang

Stokes 5

^th

Order

.

2. Penentuan Persamaan Gaya Hidrodinamik

API RP2A 21^th edition (WSD) menyebutkan bahwa perhitungan gaya hidrodinamik akibat gelombang dan arus dapat menggunakan persamaan Morison apabila nilai perbandingan antara panjang gelombang dengan diameter elemen

( )

^D

_λ

lebih kecil dari 0,2.

a. Kondisi Operasional

Diketahui data sebagai berikut : - D = 36” atau 3 ft

- g = 32,175 ft/sec² - T = 7,6 sec

2 2

32,175 7, 6

295.77

2 2

gT ft

λ π π

= = × =

3 0, 010 295.78

D

λ ^{= =}

Karena nilai

( )

^D

_λ

=0,010 < 0,2 maka persamaan Morison dapat digunakan.

b. Kondisi Ekstrem - D = 36” atau 3 ft - g = 32,175 ft/sec² - T = 16,3 sec

2

32,175 16, 3

2

2 2 1360

gT ft

λ π π

= = × =

3 0, 0022 1360

D

λ ^{= =}

Karena nilai

( )

^D

_λ

=0,01 < 0,2 maka persamaan Morison dapat digunakan.

Dengan input utama seperti tinggi gelombang, periode gelombang, arah, pemilihan teori gelombang,

wave kinematic factor

, dan kecepatan arus pada beberapa kedalaman air, maka SACS akan menghitung secara otomatis besarnya beban gelombang dan arus yang terjadi.

Gambar 3.12 Grafik pembagian teori hidrodinamika gelombang.

3.4 Pemodelan

Pemodelan merupakan langkah selanjutnya setelah diperolehnya data yang diperlukan.

Pemodelan dalam analisis anjungan lepas pantai pada umumnya dapat dibagi menjadi dua : a. Pemodelan struktur

b. Pemodelan pembebanan

Dalam pemodelan struktur, hal-hal yang dimodelkan terdiri dari elemen-elemen yang bersifat struktural, maksudnya elemen tersebut bersifat mendukung kekuatan bangunan lepas

Sebagai contoh : berat sendiri struktur, beban mati tambahan, beban hidup dan beban lingkungan.

Setelah dilakukan pemodelan terhadap kedua bagian diatas, langkah selanjutnya adalah analisis struktur. Maksudnya akan dianalisis perilaku bangunan lepas pantai dalam menerima pengaruh dari beban yang terjadi. Dalam

independent review

bangunan lepas pantai, analisis struktur terdiri dari :

1. Analisis

in-place

Analisis

in-place

merupakan analisis terhadap kemampulayanan bangunan lepas pantai dalam menerima beban yang bekerja. Analisis ini dibagi dalam 2 kondisi, yaitu:

kondisi operating dan kondisi ekstrim. Untuk mengevaluasi kemampulayanan struktur tersebut dapat dilihat dengan memeriksa tegangan pada elemen, sambungan dan tiang pancang dibandingkan dengan tegangan yang diizinkan.

2. Analisis Dinamik

Analisis dinamik adalah analisis yang dilakukan untuk mendapatkan periode alami struktur akibat adanya beban yang bekerja pada struktur seperti gelombang. Dengan diperolehnya periode natural dari struktur tersebut, dapat diperoleh besarnya DAF (

Dynamic Amplification Factor

), dimana DAF menunjukkan pengaruh osilasi struktur terhadap efek pembesaran gelombang.

3. Analisis

fatigue

Analisis

fatigue

merupakan analisis untuk mendapatkan usia layan dari struktur.

Analisis ini diakibatkan oleh pembebanan yang sifatnya terus-menerus sehingga bangunan lepas pantai akan mengalami penurunan kekuatan dalam menahan beban (

fatigue

).

4. Analisis seismik

Analisis seismik, merupakan analisis yang penting dilakukan jika bangunan lepas pantai berada pada daerah gempa. Gempa ini berperilaku sebagai beban luar yang bekerja secara dinamik terhadap bangunan lepas pantai. Evaluasi terhadap kemampulayanan bangunan lepas pantai akibat pengaruh beban gempa dapat dilihat dari tegangan pada elemen, sambungan dan tiang pancang dibandingkan dengan

Pemodelan dan analisis struktur dilakukan dengan bantuan program SACS (

Structural Analysis Computer System

).

Gambar 3.13 Ilustrasi model anjungan lepas pantai.

3.4.1 Penjelasan Singkat Program

SACS (

Structural Analysis Computer System

) adalah program analisis struktur baik untuk struktur lepas pantai maupun struktur umum. SACS memiliki kemampuan analisis statik,

SACS terdiri dari modul-modul program yang memiliki fungsi berbeda namun saling berkaitan. Berikut ini adalah modul-modul yang akan digunakan:

1. SACS Executive

Merupakan program utama yang menghubungkan modul-modul lain dalam SACS. Modul-modul lain dijalankan dengan SACS

Executive

ini.

2. Precede

Merupakan program permodelan geometri, material, properti penampang dan pembebanan sederhana.

3. Seastate

Program yang dapat memperhitungkan beban lingkungan seperti beban gelombang, arus dan angin. Dapat memperhitungkan efek

marine growth

,

buoyancy

dan memodelkan gelombang untuk respon dinamik.

4. SACS IV

Merupakan program analisis

finite element

untuk analisis struktur dan pembebanan yang telah dimasukkan pada modul sebelumnya.

5. Postvue

Program analisis kekuatan

member

dan desain berdasarkan kode desain (

design code

) seperti API, AISC dan LRFD.

6. Joint Can

Pemeriksaan kekuatan sambungan dan desain sambungan tubular berdasarkan kode desain.

7. PSI

Simulasi interaksi tanah dengan tiang pancang untuk melakukan proses iterasi penyamaan

load deflection

antara struktur dengan tiang pancang.

8. Fatigue

Program pemeriksaan umur

fatigue

dan desain ulang sambungan.

Gambar 3.14 Diagram alir analisis SACS.

Dalam penentuan

fixity

(

restraints

atau

release

) SACS memiliki suatu konvensi.

Restraints

adalah kebalikan dari

release

,

restraints

berarti menyalurkan gaya sedangkan

release

berarti tidak menyalurkan gaya. Terdapat enam derajat kebebasan yaitu translasi arah x, y dan z serta rotasi melingkari sumbu x, y dan z dan dapat dimodelkan dengan Fx, Fy, Fz, Mx, My, Mz. Dalam SACS derajat kebebasan tersebut dimodelkan dengan

binary code

dan definisi

binary code

untuk restraints pada

member

berkebalikan dengan definisi

restrain

pada

joint

. Sebagai contoh suatu member elemen yang menyalurkan semua gaya atau direstraints diseluruh derajat kebebasanya akan dimodelkan 000000 sedangkan suatu joint yang dimodelkan sebagai sendi yang hanya menyalurkan translasi akan dimodelkan 111000.

Contoh lain apabila kita akan memodelkan suatu kondisi yang hanya menahan gaya lateral saja maka elemen akan dimodelkan dengan

fixity

001111 sedangkan suatu joint akan

3.4.2 Pemodelan Deck A. Acuan Permodelan

Dalam melakukan pemodelan

deck

, ada beberapa hal yang penting untuk diperhatikan.

Diantaranya :

1. Seluruh elemen utama dimodelkan.

2. Pelat deck dimodelkan 3.

Deck support

dimodelkan

4. Berat sendiri deck akan dijumlahkan dengan beban yang bekerja pada deck.

5. Diperlukan adanya jarak bebas (

Air Gap

) antara tepi paling bawah dek dan puncak gelombang pada kondisi ekstrem sebesar minimum 1,5 m.

B. Model Deck

Deck

pada EL + 34.06

Gambar 3.15 Model main deck.

Deck

pada EL + 15.00

Gambar 3.16 Model cellar deck.

3.4.3 Pemodelan Jacket A. Acuan Permodelan

Dalam melakukan pemodelan jacket, ada beberapa hal yang penting untuk diperhatikan.

Diantaranya :

1. Seluruh elemen tubular seperti jacket legs, bracings, horizontal framing, dan joint cans dimodelkan.

2. Pada daerah sambungan antara

legs

dan

bracing

, batang tubular dimodelkan lebih besar dari tubular pada legs yang bukan didaerah sambungan. Hal ini umum dinamakan

joint cans

. Dimodelkan sebagai

concentric tubular

.

3. Conductor, horizontal framing dimodelkan sebagai tubular biasa.

4. Perlengkapan tambahan jacket seperti anode, grating, dan stairs dimodelkan sebagai Beban mati tambahan pada

deck

.

5. Ketebalan dari elemen yang berada di elevasi splash zone tidak berubah, karena sepanjang waktu layan anjungan ini tidak ditemukan adanya korosi.

6.

Yield strength

pada

jacket

dibedakan menjadi elemen tubular dengan OD < 18” (fy = 35 ksi) dan OD > 18” (fy = 36 ksi).

7. Pada bagian dasar laut, semua joint dimodelkan sebagai pilehead (titik transisi untuk pemodelan tiang pancang) yang berarti pemodelan jacket akan diteruskan kedalam tanah.

B. Model Jacket

Gambar 3.19 Model jacket pada Row A

Gambar 3.20 Model jacket pada Row B

Gambar 3.21 Model jacket pada Row C.

Gambar 3.22 Plan view pada EL – 194.5 ft (mudline).

Gambar 3.24 Plan view pada EL – 127,5 ft ^s/d – 130,06 ft.

Gambar 3.26 Plan view pada EL –52.5 ft.

Gambar 3.28 Plan view pada EL + 2.5 ft

3.4.4 Pemodelan Pondasi

Pemodelan pada daerah dibawah dasar laut dibagi menjadi 2 : 1. Pemodelan tiang

2. Pemodelan data tanah

A. Pemodelan Tiang

Pemodelan tiang dilakukan untuk menghasilkan daya dukung pondasi. Dimana daya dukung pondasi ini ditentukan oleh :

1. Daya dukung selimut tiang

Hal yang mempengaruhi besarnya daya dukung selimut tiang adalah luas selimut tiang tersebut. Acuan pemodelan :

- Terdapat 6 buah tiang yang tertanam di pondasi. 3 tiang berasal dari jacket

legs

sedangkan 3 tiang berasal dari

well conductor

.

- Mendefinisikan kekakuan model di elevasi

mudline

sebagai

pilehead

, mendefinisikan

group section

yang bersesuaian, parameter penampang dan kedalaman tiang pancang.

- Untuk tiang dari jacket legs menggunakan properties tubular dengan ukuran 36” x 0.75”WT, sedangkan untuk conductor menggunakan properties tubular dengan ukuran 30” x 1 “WT.

- Penetrasi tiang sedalam 216 ft dari dasar laut.

2. Daya dukung ujung tiang

Hal yang mempengaruhi besarnya daya dukung ujung tiang adalah luas dari ujung tiang tersebut. Untuk jacket legs, luas ujung tiang (A), digunakan dengan properties tiang 36” ODx 0.75”.

- Untuk tiang pancang : A = ¼ * pi* (36² – 34.5²) = 83.055 ft² - Untuk

well conductor

: A = ¼ * pi* (30² – 28²) = 91.10 ft²

Setelah dilakukan pemodelan terhadap daya dukung tiang, langkah selanjutnya adalah melakukan input data tanah.

B. Pemodelan Data Tanah

Properties tiang yang telah didefinisikan diatas, kemudian dihubungkan dengan data tanah.

Sehingga daya dukung pondasi dapat diperoleh. Terdapat tiga bagian dalam pemodelan data tanah :

1. T-Z

soil axial

- Input nilai T dan nilai Z terbagi berdasarkan zona kedalaman.

- Kedalaman penginputan data tanah sampai 216 m dari dasar laut.

2. T-Z

axial bearing

- Kedalaman penginputan data tanah sampai 216 m dari dasar laut

3.4.5 Pemodelan Struktur Tambahan A. Well Conductor

Well Conductor

adalah selubung

casing

yang berguna sebagai pipa saluran transportasi minyak dan gas dari bawah permukaan bumi ke fasilitas produksi. Well

Conductor

sudah tertanam ke dalam tanah sehingga beratnya semua sudah disalurkan ke tanah sehingga

jacket

tidak akan menerima beban vertikal akibat adanya

conductor

.

Well conductor

ini berada di tengah platform dengan jumlah 3 buah. Adapun acuan pemodelan

well conductor

:

1.

Conductor framing

tidak dimodelkan, karena tidak bersifat struktural.

2. Dimodelkan sebagai properties tubular.

3. Joint pada

well conductor

yang memotong

horizontal framing

pada elevasi +15.0 ft, +2.50 ft, -22.50 ft, -57.50 ft, -87.50 ft, -127.50 ft, dan - 174.50 ft dibuat

master-slave joints

. Artinya dalam satu titik tersebut terdapat dua joint. Hal ini dilakukan karena beban akibat

well conductor

tidak disalurkan kepada

horizontal framing

, melainkan disalurkan langsung ke pondasi.

4.

Fixity well conductor

pada dasar laut dimodelkan sebagai pilehead (titik transisi untuk permodelan tiang pancang) yang berarti permodelan

conductor

akan diteruskan kedalam tanah.

B. Pemodelan Riser dan Fleksible Statik

Riser

adalah pipa yang berfungsi untuk menyalurkan fluida atau gas dari/ke anjungan. Riser ini dimodelkan dari elevasi +2.50 ft sampai dasar laut. Jumlah riser pada anjungan ini sebanyak 2 buah, dengan diameter 12,75” dan 10,75”. Pemodelan

riser

ini diasumsikan gaya vertikal akan ditahan oleh

riser

di elevasi mudline dan gaya horizontal akan disalurkan keseluruh elevasi

horizontal bracing

. Fleksibel statik dimodelkan dengan properties berbentuk tubular dan pada bagian ujungnya, diberi fixity 111111.

C. Pemodelan Antisipasi Karat

Adanya karat akan mengurangi kapasitas dari elemen dengan memperkecil luas efektifnya.

Fenomena ini harus dimodelkan untuk menghindari terjadinya kegagalan desain. Daerah

+7.5 m sampai –5.50 m. Namun karena selama masa produksi anjungan ini tidak terindikasi terjadi korosi, maka pengurangan ketebalan member dilakukan seperlunya.

3.4.6 Sistem Penamaan Member

Untuk memudahkan pada saat memasukkan beban pada member, digunakan sistem grup untuk mengumpulkan member-member yang sejenis. Sistem penamaan dari grup yang ada pada model anjungan ini disajikan pada Tabel 3.10.

Tabel 3.10 Sistem Penamaan Grup Member pada Anjungan

Deskripsi Grup Jacket

Leg LG*

Pile PL*

Wishbone W.B

Conductor CON

Conductor Guide CG*

Riser RS*

Riser Guide RG*

Riser Support RC*

K-Bracing K0*

Bracing at EL – 194.5 ft A1*

Bracing at EL -174.5 ft A2*

Bracing at EL -127.5 ft A3*

Bracing at EL -87.5 ft A4*

Bracing at EL -52.5ft A5*

Bracing at EL -27.5ft A6*

Bracing at EL +2.5ft A7*

Deck

Main Deck MD*

Cellar Deck CD*

Bracing at EL +24.32 ft HO*

Deck Leg LGD

Deck Support T**

3.4.7 Dimensi Member

Dimensi member yang digunakan dalam anjungan ini dapat dilihat pada Tabel 3.11.

Tabel 3.11 Dimensi Member Group

Member

Group Diameter (inch)

Wall Thickness

(inch) Member

Group Diameter (inch)

Wall Thickness

(inch) A11 18.000 0.500 LG1 39.000 0.500 A21 18.000 0.500 LG1 39.000 0.500

A31 14.000 0.375 LG2 39.000 0.500

A32 12.750 0.375 LG3 39.000 0.500 A33 8.750 0.375 LG4 39.000 0.500

A34 20.000 0.500 LG5 39.000 0.500

A41 12.750 0.375 LG6 40.000 1.000 A42 8.500 0.375 LG7 40.000 1.000 A43 6.750 0.375 LG8 40.000 1.000 A44 3.500 0.216 LGD 36.000 1.000

A51 10.750 0.375 MD1 W18X55

A52 8.375 0.375 MD2 W12X30

A53 6.375 0.375 MD3 W14X61

A54 3.500 0.216 MD4 W12X279

A61 10.750 0.365 MD6 W16X50

A71 10.750 0.500 PL1 36.000 0.750

A72 8.375 0.375 PL2 36.000 0.750

A73 8.625 0.375 PL3 36.000 0.750 A74 8.625 0.375 PL4 36.000 0.750

CD1 W18X50 PL5 36.000 0.750

CD2 W12X26 PL6 36.000 0.750

CD3 C12X30 PL7 36.000 0.750

CD4 C12X25 RC1 10.750 0.375

CD5 W12X16 RG1 8.625 0.375

CG1 8.500 0.375 RG2 7.500 0.375 CON 30.000 1.000 RS 12.750 0.500

H01 10.750 0.500 RS1 10.750 0.500

HC1 10.750 0.500 T01 8.625 0.375 K01 16.000 0.375 T02 8.625 0.375 K02 20.000 0.375 T04 8.625 0.375 K03 16.000 0.375 TC1 10.750 0.375 K04 14.000 0.375 TC2 10.750 0.375 K05 12.750 0.375 TS1 8.625 0.375 K06 13.750 0.375 W.B 25.000 1.000

3.4.8 Modal Analisis

Modal analisis adalah analisis yang dilakukan untuk mendapatkan periode natural struktur (

eigenvalues

) dan mode shape natural (

eigenvector

). Dari output ini akan diperoleh nilai dynamic amplification factor, dengan menggunakan rumus :

2 2

2

) ( 2 )

1 (

1

Ω + Ω

= −

DAF

ξ

(3.1)

DAF ini merupakan nilai representasi dari pengaruh osilasi struktur terhadap efek perbesaran gelombang. Oleh karena itu, beban gelombang dikalikan dengan nilai DAF pada saat kombinasi dengan beban lainnya seperti angin dan beban mati. Contoh model input dibawah ini akan lebih mengilustrasikan posisi dari DAF :

Dalam men-

generate

modal analisis, program SACS menggunakan modul Dynpac. Berikut adalah input data yang perlu diperhatikan dalam pemakaian modul Dynpac ini :

1. Informasi umum

Informasi umum yang dimaksud terdiri dari :

a. Pendifinisian sumbu yang berarah vertikal. Seperti : +Z b. Satuan yang dipakai. Seperti :

feet

c. Berat jenis struktur d. Kedalaman laut e. Berat jenis air laut f. Ketinggian dasar laut

Nilai DAF

kumpulan massa pada zona struktur tertentu, sedangkan consistent massa mendefinisikan bahwa massa terdistribusi sepanjang elemen struktur itu sendiri.

Dalam modul Dynpac, lumped mass dikenal dengan ‘LUMP’ sedangkan consistent mass dikenal dengan ‘CONS’. Pada pengerjaan platform oyong santos ini, digunakan metode consistent mass.

3. Perhitungan beban menjadi massa

Beban yang bekerja pada struktur secara otomatis akan di-generate pada Dynpac Option-masses from SACS loads option, dengan memilih ‘SA’ yang artinya mengkonversikan beban sebagai penambahan massa. Perlu didefinisikan arah dari bekerjanya beban, sebagai contoh pada beban gravitasi, didefinisikan arahnya yaitu – Z.

Jika periode natural struktur lebih kecil dari periode gelombang, maka analisis menunjukkan bahwa nilai

dynamic amplification

kecil. Hal ini terjadi untuk kasus, jika bangunan lepas pantai relatif pendek, kaku dan ditempatkan dikedalaman 300ft atau kurang. Semakin dekat periode gaya yang mengenai struktur dengan struktur tersebut maka pengaruh gaya tersebut akan meningkat.