1. Bagaimana cara melakukan perancangan fixed platform dengan bracing yang berbeda?

(1)

(2)

L

ATAR BELAKANG



Indonesia merupakan 5 negara terbesar penghasil

MIGAS di dunia, Letak sumur penghasil

mayoritas berada pada perairan dangkal, < 100 m



Indonesia terletak pada 6

o

LU - 11

o

LS dan 95

o

BT

- 141

o

_{BT, lempeng Asia, Lempeng Australia, dan}

Lempeng Pacifik, Berada pada kawasan gempa

(3)

PERUMUSAN MASALAH

1. Bagaimana cara melakukan perancangan fixed

platform dengan bracing yang berbeda ?

2. Bagaimana cara memodelkan platform dengan

menggunakan program SACS 5.2. ?

3. Bagaimana kondisi platform apabila terjadi

gempa yang melebihi perencanaan ?

4. Bagamana cara menganalisis kekuatan struktur

terhadap beban gempa berlebih sampai

mengalami batas keruntuhan ?

5. Berapa kekuatan gempa yang dapat ditopang

(4)

BATASAN MASALAH

1. Pemodelan struktur utama mengacu pada

keadaan sebenarnya di lapangan

menggunakan 4 kaki,

2. Pemodelan detail tidak seluruhnya

dimodelkan,

3. Beban yang ditinjau berdasarkan beban

rencana yang diinputkan dengan metode

blanked load,

4. Analisis yang dilakukan adalah padabagian

(5)

TUJUAN

1. Mampu membuat model dengan menggunakan

program SACS 5.2., serta mengoperasikan untuk

melakukan analisis platform terhadap beban

gempa

2. Mampu menganalisis kekuatan struktur fixed

platform terhadap beban gempa berlebih,

3. Mampu merencanakan sambungan las pada

platform

4. Mampu merencanakan pondasi dari platform

5. Membuka wawasan bahwa offshore memiliki

(6)

(7)



Offshore Platform : Anjungan Lepas Pantai



Tempat yang digunakan untuk melakukan

pengeksplorasian SDA yang terletak di laut lepas



Jenis Offshore Platform Berdasarkan Kedalaman:



450 m  Fixed Platform



450 – 910 m  Compilant Tower ( CT )



150 – 1060 m  SeaStar



450 – 1800 m  FPS



450 – 2100 m  TLP



610 – 3050 m Truss Spar / Classic Spar

(8)

JENIS ANJUNGAN

(9)

• OFFSHORE PLATFORM



MAMPU MENDUKUNG BANGUNAN ATAS

• PARAMETER PERANCANGAN :

1. TEKNIK PENAHAN BEBAN VERTIKAL



BEBAN FUNGSIONAL, BERAT STRUKTUR

2. TEKNIK MENAHAN BEBAN HORIZONTAL



BEBAN LINGKUNGAN

(10)

(11)

(12)

GEMPA

• Proses pergerakan lempeng bumi yang

mengakibatkan getaran baik secara langsung

didaerah asal pergerakan ataupun daerah disekitar

titik asal gempa

• Dipengaruhi oleh :

• Jarak terhadap daerah asal gempa

• Daerah gempa ( PGA )

(13)

(14)

PERCEPATAN BATUAN DASAR

Wilayah

Gempa

Percepatan

puncak batuan

dasar (‘g’)

Percepatan puncak muka tanahAo (‘g’)

Tanah Keras

_Sedang

Tanah

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 SNI 1726 - 2002

(15)

API RP 2A

Wil. Gempa

PGA ( g )

0

1

0.05

2

0.1

3

0.2

4

0.25

5

0.4

(16)

Gelombang

Arus

Angin

Gempa

(17)

Basic Load Condition

Seismic

In Place

Operating

Storm

Structural Dead Weight

X

Area Live Loads

X

Storm Wind, Wave, & Current Loads

-

X

Operating Wind, Wave, & Current

Loads

-

X

-Buoyancy

X

Miscellaneous & appurtenances

X

Earthquake Induced Force

X

-

(18)

KONSEP GEMPA



Kesetimbangan Statik

P = K. V

P = Beban yang bekerja

K = Kekakuan dari tahanan

V = Perpindahan yag dilakukan



Gedung

V = C I W

R

V = Gaya Geser Dasar

W = berat total

(19)

(20)

Kekuatan Ultimate Fixed Platform MULAI STUDY LITERATUR PERMASALAHAN PENGUMPULAN DATA ANALISA IN-PLACE KESIMPULAN SELESAI ANALISA SEISMIC ANALISA ULTIMATE

(21)

FLOWCHART SEISMIC

MULAI

DATA GEOMETRI DAN BAHAN

KOMBINASI BEBAN

PEMODELAN STRUKTUR DAN PONDASI

EIGEN VALUE DAN PERIODE NATURAL DATA GEMPA LINGKUNGAN KONTROL DESAIN OKE KESIMPULAN SELESAI DATA TANAH DAN

LINGKUNGAN

BEBAN MATI, BEBAN HIDUP DAN

PERALATAN

MASSA TAMBAH

BEBAN DINAMIS

RESPON SPEKTRUM HASIL

PERHITUNGAN ANALISIS AXIAL

LOAD & PILE STRESS

NOT OKE

(22)

FLOWCHART PUSHOVER

MULAI PEMODELAN STRUKTUR INPUT BEBAN GEMPA PERHITUNGAN KEKUATAN KONTROL DESAIN MAMPU MENAHAN GAGAL KESIMPULAN SELESAI

(23)

DATA DAN STRUKTUR LINGKUNGAN

1. NAMA

: ANOA PLATFORM

2. LOKASI

: NATUNA

: 5’13’’55’” N, 105’35”40’” E

3. FUNGSI

: PRODUCTION

4. LWS

: 77 METER

5. TINGGI JACKET : 85 METER

(24)

(25)

85.04 30.65 28.27 26.14 24.31 22.48 77.27 7.77

TAMPAK SISI ROW B

1 0 : 1 85.04 22.48 24.31 26.14 28.27 30.65

TAMPAK SISI ROW A

10 : 1

(26)

76.20 14.18 17.83 21.49 25.76 30.51 85.04

TAMPAK SISI ROW 2

1₀ : 1 10 : 1 78.03 37.67 77.27 14.18 17.83 21.49 25.76 30.51 85.04

TAMPAK SISI ROW 1

1₀ : 1 1 0 : 1

(27)

PEMODELAN

PLATFORM

(28)

(29)

(30)

(31)

(32)

Properties Member

ID

MODEL

OD ( Cm )

WT ( Cm )

LG2

TUBULAR

139.7

5.08 LG3

TUBULAR

135.89

3.175 LG4

TUBULAR

139.7

5.08 LG5

TUBULAR

137.16

3.81

(33)

MODEL PROPERTIES

-52,4m

-12,8 m

-31,1 m

-76,2 m

+5,44 m

(34)

Deck Platform

1. Main Deck

2. Cellar Deck

3. Sub Cellar Deck

4. Living Quarter

Properties Deck

MD 36 x 230 ( 12’/4’ )

MD 36 x 130 ( 12’ /4’ )

MD 36 x 150 ( 12’ /4’ )

(35)

(36)

Load Description

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

(37)

(38)

Load Condition 3

(39)

(40)

(41)

(42)

Load Combination

LC

LOAD CASE

DESCRIPTION

LOAD

COMBINATION

3001

1 Self Weight

100 %

2 Work Over Rig

100 %

3 Plating, Grating, Handrail

105 %

4 Equipment All Deck

100 %

5 Live Load All Deck

75 %

(43)

Kriteria Modifikasi

Desain Awal :

-Memiliki Susunan Bracing K

-Dengan Perbandingan Member Utama

-LG5 : D = 137,16 cm / T = 3,810 cm

-DB3 : d = 86,36 cm / t = 2,54 cm

- Kriteria Modifikasi :

- D / d = 1,588

- D / T = 36

- d / t = 34

- Kl/r = 5,997

Dimana:

- K = Faktor Panjang efektif

- l = panjang batang

(44)

Kombinasi Bracing

(45)

(46)

(47)

•Superelement

•Input : Sacinp. for superelement

Psinp. for superelement

•Output : Psilist

Psiinpf

Dynsef*

Seaoci

Psvdb

Psicf

Psi run

•Static Analysis

•Input : Sacinp. for static

Dynsef* from superelement

•Output : Sacilist

Saccsf*

Sac run

Sea oci

(48)

Dynamic Running

•Extrac Mode Shape ( Dyamic Analysis )

•Input

: Sacinp. for dynamic

Dyninp for dynamic

•Output : Dynlist

Dynmass*

Dynmod*

Dyn run

Seaoci

PSVDB

•Earthquake Analysis

•Input : Dyrinp for DLE

Dynmass* from dynamic

Dynmod* from dynamic

Saccsf from static

•Output : Dyrlist

Dyrcsf*

Dyr run

•Joint Punching Shear Stress

•Input

: Jcpinp for joint can

Dyrcsf* from DLE

•Output : Jcnlist

Jcn run

•Element Stress Code Check

•Input

: Pstinp for post

Dyrcsf* from DLE

•Output : Pstlist

Pstcsf*

Pst run

(49)

PERIODE STRUKTUR

•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

•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

(50)

PERIODE STRUKTUR

•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

• 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

(51)

Base Shear Bracing A ( 37747.123 Kn )

PGA 0,05

** X-DIRECTION BASE SHEAR = 0.102E+04 KN ** Y-DIRECTION BASE SHEAR = 0.149E+04 KN

** X-DIRECTION OVERTURNING MOMENT = 0.671E+05 KN-M ** Y-DIRECTION OVERTURNING MOMENT = 0.380E+05 KN-M

PGA 0,2

PGA 0,4

PGA 0,5

(52)

Base Shear Bracing K ( 36439.858 Kn )

PGA 0,05

PGA 0,2

PGA 0,4

PGA 0,5

(53)

Base Shear Bracing N ( 36439.858 Kn )

PGA 0,05

PGA 0,2

PGA 0,4

PGA 0,5

(54)

Base Shear Bracing X ( 42225.354 Kn )

PGA 0,05

PGA 0,2

PGA 0,4

PGA 0,5

(55)

Bracing K, Static V Dynamic

UC Seismic 0,24

UC Static 0,16

(56)

Hasil UC Max 4 PGA

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

1.14

(57)

Kontrol

-

Gaya yang terjadi : 20395200 N

-

Tegangan yang terjadi :

-

Aksial

: 259 N/mm

-

Bending Y : 19,52 N/mm

-

Bending X : 61,90 N/mm

LG5

-

Perencanaan Batang Tubular :

-

Fy = 2339,28 Kg / cm2

- r = 0,35 D = 46,672 cm

-

D = 133,350 cm

- E = 2000000 kg/cm2

-

T = 1,905 cm

- D/T = 70

-

A = 797,66 cm

- kl/r = 39,574

-

I = 866600 cm4

-

k = 1

-

l = 1847 cm

(58)

1. Tarik Aksial

Tegangan Tarik Ijin ( Ft ) = 0,6 x Fy = 1403,568 kg/cm2

2. Tekan Aksial, untuk D/T > 60 Fy diganti oleh Fxe yaitu :

Fxe = 2 x 0,3 x E x ( T/D)

= 1,714 x 10^4 kg / cm2

Cc = 117,488 > kl/r = 39,574 maka fa pake rumus diatas

fa = 1,308 x 10^3 kg/cm2

3. Bending

1500/36 < 70 < 3000/36

41,67 < 70 < 83,34

(59)

Maka dipakai Fb seperti rumus diatas, Fb = 1,632 x 10^3 kg/cm2

4. Kontrol UC

menghasilkan 1,37 < 1,00

Terjadi selisih 0,05 dari UC SACS 5.2.

Output SACS :

MAX. DIST

EFFECTIVE CM

GRUP CRITICAL LOAD UNITY FROM * APPLIED STRESSES *

ID MEMBER COND CHECK END AXIAL BEND-Y BEND-Z

M N/MM2 N/MM2 N/MM2

(60)

Sambungan Las

Gaya Geser yang terjadi ( Fz ) = 7,6 Kn = 760 Kg

Tegangan yang dipikul =

√ IPB

2

_{+ OPB}

2

_{= √ 1.49}

2

_{+ 4.69}

2

= 4,92 N/mm2

Member detail yang berada pada joint 499L

antara lain :

HBE = OD : 66,040 cm / WT : 1,905 cm

DB2 = OD : 91,440 cm / WT : 2,540 cm

LG2 = OD : 139,70 cm / WT : 5,080 cm

Luas Permukaan DB2 = 729,289 cm2

* ACTING STRESSES **** PUNCHING SHEAR COMMON CHORD BRACE *CHORD** BRACE * ALLOWABLE STRESSES

JOINT JOINT JOINT SRSS FA OPB IPB FA OPB IPB **** (N/MM2) **** ** (N/MM2) **

499L 399L 381L 79.22 42.94 1.49 4.69 54.70 93.90 168.78 85.63 -48.16 1.49 4.69 51.32 89.84 167.49

(61)

Tebal Plat ( t ) Tebal Las ( a )

< 6,4 mm a < t

> 6,4 mm a < ( t - 1,6 mm )

Syarat Ketebalan Las

Syarat Ketebalan Maksimum

Perhitungan

-

Gaya Geser yang terjadi = 4,92 x 72928,9 = 358810,188 N = 35881 Kg

-

Panjang Bidang Las

= 287, 12 cm

-

Tebal Bidang Las

= 2 cm

-

Digunakan,

a = 1,84 cm

(62)

Kekuatan Nominal Las

Mutu las Fe70xx

Kuat tarik min = 70 Ksi = 4921 Kg/cm2

φ = 0,75

Kuat Sambungan Las per cm

1cm las = Ru = φ x 0,6 x fu x te

= 2880,73 kg/cm

Kontrol Kekuatan

Kekuatan Las

>

Gaya

287,12 x 2880,73 kg/cm

35881 kg

827116 kg

>

35881 kg ( oke )

Ratio : 0,043

(63)

Pondasi

Data Tanah

Rumus

Qd = Qf + Qp

2 3

= kelkedalamanfriction + Ap*Unit end

2

3

Kedalaman Tanah

JENIS TANAH Unit Skin Unit End ( cm ) Friction ( Mpa ) Bearing (MPa )

0 Very Soft Clay _0.6894 ₀ 350.75 Very Soft Clay _0.6894 ₀ 991.25 Firm Clay _4.8258 ₀

2013 Very Stiff Clay _6.894 _198.5472 2867 Very Stiff to Hard Clay _6.894 _155.115 4880 Very Stiff to Hard Clay _6.894 _124.092 14884 Very Stiff to Hard Clay 30.3336 _333.6696

(64)

Pondasi menggunakan

D : 127 cm

T : 5,08 cm

Ap = 3,14* 127 * 5,08 = 2025,802 cm2

Kel = 3,14 * 127 = 398,78 cm

Kedalaman Tanah

_QP

_QS

_QL

( cm )

_Kn

0 ₀

₀

350.75 ₀

_{96427.82 32142.61}

991.25 ₀

_{1329027 443008.9}

2013

_{402217.394 4138011}

_1580446

2867

_{314232.339 6485819}

_2319056

4880

_{251385.871 12019937 4132339}

14884

_{675948.676 1.33E+08 44682192}

Untuk Beban Aksial

Platform X : 42226 Kn

- Digunakan Pile

dengan Kedalaman

3,5 meter

(65)

KESIMPULAN

Dan SARAN

(66)

Kesimpulan

1. Parameter kekakuan bangunan baja untuk lepas pantai juga dapat dilihat

dari periode struktur yang terjadi, semakin besar periode maka semakin

elastis struktur tersebut dan memiliki kekuatan yang semakin kecil pula.

Pada offshore structure, periode yang diijinkan adalah 1,0-3,0 detik

2. Untuk perencanaan plaform dengan PGA dibawah 0,4 sebaiknya

melakukan pemilihan antara platform bracing K, N, dan X.

Saran

1. Untuk kawasan Indonesia, platform K, N, dan X dapat dipertimbangkan

karena maksimum PGA Indonesia 0,36

2. Untuk pemilihan bracing, disarankan agar melakukan beberapa analisis

lanjutan agar diperoleh hasil yang paling maksimal.

3. Adakalanya bangunan lepas pantai juga diajarkan di dalam perkuliahan

teknik sipil, agar untuk dunia pekerjaan para alumnus teknik sipil juga

dapat berkecimpung di dunia oil and gas.

(67)