Puji dan syukur kita panjatkan kehadirat Allah swt, atas nikmat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat melanjutkan pendidikan tinggi dan menyelesaikan tugas akhir ini. Tugas akhir ini dimaksudkan untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Terapan (S.Tr.T) di Politeknik Transportasi Negeri Surabaya. The Russianto Brothers yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk praktek dan mengambil studi kasus untuk tugas akhir ini.
- Latar Belakang
- Rumusan Masalah
- Tujuan
- Manfaat Tugas Akhir
- Batasan Masalah
Cara membandingkan nilai tegangan maksimum pada sideboard berdasarkan jenis kolom dengan profil L, profil balok H, dan profil T. Untuk mengetahui perbandingan nilai tegangan maksimum pada side table jika pondasi menggunakan profil L, atau H profil balok dan Profil T. Hasil dari tugas Terakhir, kami hanya fokus pada perbandingan hasil tegangan, tegangan ijin, faktor keamanan, serta perbandingan biaya dan berat masing-masing model.
Penelitian Terdahulu
Analisis dengan ketinggian batubara 2,24 m diperoleh tegangan maksimum yang dialami dresser sebesar 79,25 MPa dan umur kelelahan 81,16 tahun dengan 10 x 105 siklus. Analisis dengan tinggi batubara 2,60 m diperoleh tegangan maksimum yang dialami dresser sebesar 110,11 MPa dan umur kelelahan 24,72 tahun dengan siklus 3,35 x 105. Analisis dengan ketinggian batubara 2,96 m diperoleh tegangan maksimum yang dialami dresser sebesar 146,80 MPa dan umur kelelahan 9,28 tahun dengan 2 x 105 siklus.
Tongkang
Tongkang kargo dek adalah jenis tongkang yang paling umum digunakan, biasanya digunakan untuk mengangkut mineral batuan. Log barge adalah salah satu jenis kapal yang digunakan untuk mengangkut kayu gelondongan atau disebut juga kayu gelondongan. Tongkang minyak adalah jenis tongkang yang mengangkut muatan cair dengan cara ditempatkan di dalam tangki kapal.
Konstruksi Tongkang
Crane Barge, merupakan salah satu jenis kapal tongkang yang mempunyai crane pada bagian deknya, yang biasanya digunakan sebagai alat pemindahan bahan galian dari tongkang ke kapal motor.
Sideboard
Dalam konstruksi meja rias, Bracing digunakan untuk dipasang pada pelat untuk menopang struktur yang memanjang dari meja rias. Apabila digunakan pada kapal Cargo Deck, terdapat beberapa jenis tiang penopang yang umum digunakan di Indonesia, yaitu: tiang penopang H-beam, tiang penopang profil L, dan tiang penopang profil T. Di kapal, profil L atau sudut biasanya digunakan sebagai profil memanjang. Penguatan pada konstruksi lambung kapal atau pada sideboard.
Batubara
Batubara jenis ini menunjukkan ciri khas yaitu berwarna hitam dan mengandung lilin. Batubara jenis ini merupakan batubara yang biasa digunakan pada pembangkit listrik tenaga uap serta untuk keperluan transportasi dan industri. Batubara jenis ini memiliki warna hitam paling pekat dibandingkan batubara lainnya.
Tumpuan
Tumpuan engsel merupakan tumpuan yang dapat menahan gerakan translasi, namun tidak dapat menahan gerakan rotasi. Atau sederhananya: penyangga engsel mampu menahan gaya vertikal dan horizontal, namun tidak mampu menahan momen pada batang. Dengan menghubungkan serangkaian batang yang dihubungkan pada sambungan engsel, rangka akan saling mendorong sehingga menimbulkan gaya aksial internal pada batang.
Tegangan
Tegangan ijin ini berbeda-beda pada setiap material yang digunakan karena setiap material mempunyai nilai faktornya masing-masing. Tegangan normal adalah jenis tegangan yang terjadi ketika suatu gaya bekerja tegak lurus terhadap luas tertentu. Tegangan geser merupakan intensitas gaya yang terjadi akibat adanya dua benda sejajar yang bergerak berbeda arah.
Regangan
Intensitas gaya terjadi pada penampang sehingga tegangan terjadi pada bidang geser. Jika tali diperpanjang sejauh ΔL dari panjang semula L, maka tegangan yang terjadi pada tali adalah perbandingan antara pertambahan panjang dengan panjang awal tali dan dinyatakan dengan persamaan berikut:
Hubungan Tegangan dan Regangan
Tekanan Tanah Lateral
Perancangan Dinding Penahan Yang Tertanam Pada Tanah Liat Kaku” jika ingin merencanakan secara konservatif, koefisien tekanan tanah aktif Rankine sebaiknya digunakan dalam perencanaan.
Metode Elemen Hingga (MEH)
Pemilihan tipe elemen dan diskritisasi Tahap pertama membagi struktur menjadi sistem elemen hingga dan memilih tipe elemen yang sesuai dengan kondisi geometri struktur. Fungsi tersebut menentukan nilai perpindahan setiap node dan jenis fungsinya bergantung pada jumlah node yang digunakan dalam elemen. Hubungan regangan/perpindahan dan tegangan/regangan sangat penting untuk memperoleh rumus elemen hingga.
Analisis Elemen Hingga Dengan Aplikasi
Konvergensi
Oleh karena itu disarankan untuk menentukan jumlah elemen yang nilai akurasinya dapat diterima. Proses ini dilakukan dengan cara melakukan nesting dan menguji model beberapa kali dengan nilai mesh size yang berbeda-beda kemudian membandingkan hasil analisisnya, jika tidak terdapat perbedaan yang signifikan maka hasilnya dinyatakan konvergen. Menurut Cook, suatu model masalah dikatakan konvergen jika selisih hasil uji konvergensinya sekitar 5% (Cook, 1995).
Safety Factor
Diagram Alir Penelitian
Penjelasan Diagram Alir
- Identifikasi Masalah
- Studi Literatur
- Pengumpulan Data
- Pembuatan Model
- Import Model Kedalam Aplikasi Analisis FEM
- Running FEA
- Safety Factor
- Analisa Hasil Perhitungan dan Analisa Biaya
- Kesimpulan dan Saran
Pada proses ini dilakukan pemasukan data berupa pemilihan material, penentuan beban dan kondisi batas. Pada tahap ini dilakukan pengecekan hasil data keluaran proses simulasi yang diperoleh dari proses simulasi terhadap standar yang digunakan yaitu menghitung faktor keamanan dengan menggunakan tegangan yang diperbolehkan oleh masyarakat klasifikasi Indonesia sebagai acuan. Hasil dari tugas akhir ini adalah membandingkan nilai tegangan dengan tegangan ijin bufet dengan variasi bufet yang telah dibuat.
Rencana Jadwal Penelitian Tugas Akhir
Deskripsi Penelitian
Data
- Data Spesifikasi Tongkang
- Data Muatan
- Data Material
Perbedaan model yang dibuat adalah pada jenis pilar dan juga posisi pemasangan pengaku pada bufet. Sudut permukaan sendiri merupakan sudut yang disebabkan oleh suatu material berada pada posisi mendatar pada saat material tersebut terbentur atau dipindahkan, misalnya pada ban berjalan atau ketika diangkut dengan truk yang bergerak. Selain itu pada batubara itu sendiri terdapat yang disebut dengan sudut gesek dalam atau disebut juga dengan sudut gesek dalam (ф) (Swain, Patra dan Roy, 2010).
Sudut geser dalam merupakan sudut patah yang terjadi apabila suatu material diberi beban atau gaya yang melebihi nilai tegangan geser tersebut. Anda dapat melihat nilai biaya tambahan untuk masing-masing bahan pada gambar di bawah. Pada penelitian tugas akhir ini, bagian samping tongkang ini menggunakan material spesifikasi JIS SS 400 untuk pelat samping, struts dan pengaku.
Lihat tabel di bawah untuk daftar bahan yang digunakan dalam pemodelan meja rias pada tugas akhir ini:
Perhitungan Beban
Perhitungan Tegangan Izin
Perhitungan Tegangan
- Perhitungan Tegangan Stanchion Hbeam
- Perhitungan Tegangan Stanchion Profil L
- Perhitungan Tegangan Stanchion Profil T
Perhitungan momen kemudian dilakukan berdasarkan rumus kantilever dengan beban seragam sebagaimana dirujuk dalam Manual Konstruksi AISC. Karena bentuk tiangnya meruncing dari ujung bawah ke ujung atas, carilah profil potongan pada pusat gravitasi tongkat jika dilihat dari samping. Karena panjang tiang yang terbesar adalah 480 mm dan terkecil adalah 300 mm, maka dilakukan perhitungan perbandingan sederhana sebagai berikut.
Oleh karena itu diketahui ukuran profil L pada potongan AA adalah 397 mm x 100 mm x 10 mm. Karena panjang penahan tiang terbesar adalah 450 mm dan terkecil 300 mm, maka dilakukan perhitungan perbandingan sederhana sebagai berikut. Dengan demikian diketahui ukuran profil L pada bagian B-B adalah 380 mm x 100 mm x 10 mm.
Pembuatan Model
- Permodelan Sideboard dengan Stanchion Hbeam
- Permodelan Sideboard dengan Stanchion Profil T
- Permodelan Sideboard dengan Stanchion Profil L
- Permodelan Sideboard pada Deck Tongkang
Kemudian dilakukan pemasangan brace secara bertahap, dimulai dari brace dengan posisi normal, terbalik dan horizontal, dengan model masing-masing diberi nama A1, A2 dan A3. Terlihat dari ketiga model diatas yang masing-masing menggunakan hbeam sebagai tiang dan juga penyangga penyangga serta mempunyai posisi penyangga yang berbeda-beda yang dapat dilihat pada detail box masing-masing gambar. Kemudian pemasangan brace dilakukan secara bertahap, dimulai dari brace pada posisi normal, terbalik, dan tengkurap, dengan model berurutan diberi nama B1, B2, dan B3.
Dari ketiga model di atas terlihat masing-masing menggunakan T-section sebagai tegaknya dan memiliki posisi bracing yang berbeda-beda, terlihat pada kotak detailing di setiap gambar. Dan pada pemodelan bufet dengan profil T digunakan tulangan pada posisi atas bufet berukuran 300 mm x 100 mm x 10 mm yang diperoleh dari studi lapangan. Pengaku kemudian dipasang secara bertahap, dimulai dengan pengaku pada posisi normal, terbalik, dan tengkurap, dengan model berturut-turut diberi nama C1, C2, dan C3.
Dari ketiga model di atas terlihat masing-masing menggunakan profil L sebagai dudukannya dan memiliki posisi pengaku yang berbeda-beda, dapat dilihat pada kotak detail di setiap gambar. Setelah Anda memodelkan masing-masing jenis bufet, langkah selanjutnya adalah memodelkan bufet pada dek.
Impor Model Ke Aplikasi Analisis FEM
Engineering Data
Massa jenis material adalah 7850 Kg/M2 - Rasio Poisson material adalah 0,26 - Hasil tarik 265 MPa - Kekuatan tarik ultimat 460 MPa.
Meshing
Pemberian Beban
Kondisi Batas
Konvergensi
Terlihat dari grafik konvergensi diatas bahwa hasil simulasi running Model B1 mendapatkan hasil konvergen pada ukuran mesh 275 mm hingga 225 mm. Untuk lebih jelasnya hasil run dapat dilihat pada tabel dibawah ini. Model dianggap konvergen jika hasil pengelolaan satu sama lain tidak lebih dari 5 persen. Terlihat pada tabel dan grafik di atas bahwa grafik berwarna kuning mewakili hasil analisis standar Hbeam, grafik biru mewakili hasil analisis standar profil T, dan grafik merah mewakili hasil analisis profil L. .
Perbandingan tegangan pada analisa FEM dengan perhitungan manual yang telah dihitung sebelumnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini. Tentunya perbandingan tegangan hasil perhitungan manual dengan tegangan hasil analisis FEM mempunyai persentase yang berbeda sekali, karena metode perhitungan manual menggunakan pendekatan model.
Analisa Tegangan Izin
Analisa Safety Factor
Analisa Biaya
Setelah itu ditentukan berat side plank seluruh kapal sebesar 7.567 ton, kemudian perhitungan biaya dilakukan dengan mengalikan berat tersebut dengan harga per kg dari lapangan milik PT. PP Rusinto Bersaudara Rp 30.000/kg jadi biayanya Rp untuk sideboard berbahan dasar Hbeam. Setelah itu ditentukan berat side plank seluruh kapal sebesar 7.034 ton, kemudian dilakukan perhitungan biaya dengan cara mengalikan berat tersebut dengan harga per kg dari galangan kapal milik PT.
PP Russianto Bersaudara harganya Rp 30.000/kg jadi biayanya Rp. untuk bagian samping dengan penyangga profil L. Setelah itu ditentukan berat papan samping untuk seluruh kapal sebesar 7.194 ton, kemudian dilakukan perhitungan biaya dengan cara mengalikan berat tersebut dengan harga per kg dari galangan kapal milik PT. PPRussia ke Bersaudor Rp 30.000/kg jadi biayanya Rp untuk sideboard alas profil T.
Untuk perhitungan biaya ini diasumsikan posisi tulangan tidak mempengaruhi berat struktur, sehingga perhitungan berat hanya berbeda menurut jenis penyangga dengan model lateral. Terlihat lemari samping dengan harga paling mahal adalah lemari samping dasar Hbeam dengan total biaya Rp.
Kesimpulan
Saran
2022) 'The Fatigue Life Assessment of Sideboard on Deck Barge Using Finite Element Methods', Majalah Ilmiah Pengkajian Industri, 16(1), pp. Biro Klasifikasi Indonesia (2022) 'Bki Vol Ii Rules for Hull', II. 1995) Finite Element Modeling for Stress Analysis. 1984) 'Design of retaining walls embedded in stiff clay', CIRIA Report No. Padang: Bung Hatta University Press.
2021) Analisis energi listrik sebesar 60 MW. 2020) 'Analisis Pengaku Pada Balok Baja Iwf Akibat Tekuk Torsional', Buletin Utama Teknik, 15(2), s. 2014) 'Analisis Desain dan Kekuatan Konstruksi Mesin Bending Plat Hidrolik', Mekanika, 12(2), hal.
