Laporan Kerja Praktek T. Kelautan

LAPORAN KERJA PRAKTEK PT ENCONA INTI INDUSTRI

ANALISIS

IN-PLACE

PADA

PENGUATAN

STRUKTUR BREASTING DOLPHIN TERMINAL LPG PETROCINA, SELAT BERHALA, OFFSHORE JAMBI BAGAS PUMBARINO 4312 100 077

Dosen : Dr.Eng Kriyo Sambodho S.T.,M.Eng

Jurusan Teknik Kelautan Fakultas Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2015

1

LEMBAR PENGESAHAN MO141335 Kerja Praktek Laporan kerja praktek 2 bulan langsung (1 Juli sampai dengan 31 Agustus 2015) di PT. Encona Inti Industri dengan judul laporan:

ANALISIS IN-PLACE PADA PENGUATAN STRUKTUR BREASTING DOLPHIN TERMINAL LPG PETROCINA, SELAT BERHALA, OFFSHORE JAMBI Disusun Oleh: Bagas Pumbarino 4312100077

Surabaya,…. November 2015 Mengetahui/menyetujui : Koordinator Kerja Praktek

Dosen Wali/Pembimbing

Ir. Hasan Ikhwani, M. Sc. NIP. 19690121 199303 1 002

Dr. Eng. Kriyo Sambodho S.T., M.Eng NIP: 19740127 199903 1 002

Ketua Jurusan

Dr. Eng. Rudi W. Prastianto, S.T. ,M.T. NIP: 19710508 199703 1 001

i

SUMMARY offshore structure has a function and purpose of each in support of offshore activities. one of them is the dolphin structure. dolphin structure ar fixed structures that support the oil transfer or offloading in port or offshore terminal. This structure consists of berthing dolphin and dolphin mooring. berthing dolphin used for tanker berthing and mooring structure used for mooring tankers. PT Encona Inti Industri (EII) is engineering, procurement, construction company tha engaged in multi-disiplinary fields. On my internship in this company, I do inplace analysis on strengthening breasting dolphin in LPG terminal, berhala straits, offshore jambi. This analysis consists of two main stage, modeling and unity check analysis. All of this analysis using software SACS. At the first stage, the structure is modeled in three-dimensional form. 3D structural modeling is derived from engineering drawing which consists of geometrical structure and member properties. Modeling stage also defines loads that working on structure. The loads consist of dead loads, live loads, berthing loads, appurtenance loads and also environmental loads. The value of the loads depends on loading condition, operation and extreme condition. The second stage is unity check analysis, the unity check is comparison between member strength and member stress, due to loading. The result in this analysis is the value of UC in each members. If UC value less than 1, so the member could resist the load. But if UC value more than 1, the structure is failure. The conclusion of this analysis is there is no member failure due to static loading. The highest UC value is on fender member by 0,555. This occurs when berthing load in line with environmental load direction on operational condition.

Keyword : dolphin structure, inplace analysis, unity check

ii

KATA PENGANTAR Segala Puji syukur bagi Allah SWT, atas berkat-Nya penulis dapat menyelesaikan kerja praktek di PT. Encona Inti Industri pada bulan Juli – Agustus 2015. Sesuai dengan kurikulum yang telah disusun oleh Jurusan Teknik Kelautan FTK ITS, kerja praktek merupakan mata kuliah wajib bagi seluruh mahasiswa Teknik Kelautan untuk menyelesaikan program Strata 1 (S1). Bagi Penulis, Kerja Praktek bukan hanya sekedar kewajiban untuk diambil agar dapat lulus program S1. Tetapi banyak pengalaman yang penulis dapatkan selama kegiatan kerja praktek berlangsung. Bukan hanya dapat mengaplikasikan dan mempraktekkan ilmu akademik teknik kelautan tetapi juga penulis juga belajar ilmu lain yang tidak diajarkan di bangku kuliah. Ilmu seperti bagaimana kerja sebuah perusahaan, scope of work, hubungan dengan stakeholder dan pembuat kebijakan, cara berkomunikasi, bernegosiasi dan bekerja sama. Pada akhirnya penulis selesai merangkum seluruh kegiatan kerja praktek dalam laporan kerja praktek ini. Laporan ini berisi laporan teknis mengenai salah satu proyek yang telah dikerjakan perusahaan. selain itu juga terlampir laporan kegiatan penulis setiap harinya. Semoga laporan ini dapat menjelaskan dengan lengkap bagaimana kerja praktek yang telah penulis lakukan dari awal hingga akhir dan dapat memberikan banyak manfaat bagi pembaca dan penulis sendiri. Surabaya, Oktober 2015

Penulis,

iii

UCAPAN TERIMAKASIH Penulis menyampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan proses kerja praktek ini . diantaranya : 1.

Orang tua penulis yang selalu memberikan doa dan dukungan.

2.

Teman-teman angkatan 2012 Teknik Kelautan ITS

yang telah memberikan banyak

informasi terkait kerja praktek. 3.

Direksi dan karyawan PT.Encona Inti Industri khususnya Bapak Arya M. Nuhan dan Mas Febri selaku pembimbing kerja praktek penulis yang telah memberikan kesempatan, bimbingan dan pembelajaran kepada penulis.

4.

Bapak Suntoyo, S.T., M.Eng., P.h.D., selaku Ketua Jurusan Teknik Kelautan atas perizinan kerja praktek yang diberikan.

5.

Bapak Dr. Eng Kriyo Sambodho, S.T., M.Eng , selaku dosen pembimbing dan dosen wali penulis, yang telah memberikan saran dan pembelajaran.

6.

Bapak Ir. Hasan Ikhwani, M.Sc., selaku Koordinator Kerja Praktek Jurusan Teknik Kelautan yang telah memberikan banyak saran dan bimbingan.

7.

Karyawan Tata Usaha Jurusan Teknik Kelautan ITS atas bantuan administrasi yang diberikan kepada penulis.

8.

Rekan –rekan kerja praktek PT. Encona Inti Industri yang selalu bekerja sama dan membantu satu sama lain dari awal hingga akhir proses kerja praktek ini.

iv

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................................................ i SUMMARY ...............................................................................................................................ii KATA PENGANTAR ............................................................................................................. iii UCAPAN TERIMAKASIH ..................................................................................................... iv DAFTAR ISI.............................................................................................................................. v DAFTAR GAMBAR ...............................................................................................................vii DAFTAR TABEL .................................................................................................................. viii BAB 1 PENDAHULUAN ......................................................................................................... 1 1. 1. LATAR BELAKANG................................................................................................. 1 1. 2. RUMUSAN MASALAH ............................................................................................ 1 1. 3. TUJUAN ..................................................................................................................... 2 1. 4. MANFAAT ................................................................................................................. 2 1. 5. BATASAN MASALAH ............................................................................................. 2 1. 6. CODES DAN STANDAR YANG DIGUNAKAN .................................................... 2 1. 7. WAKTU DAN TEMPAT ........................................................................................... 3 1. 8. LINGKUP KERJA ...................................................................................................... 3 BAB 2 PROFIL PERUSAHAAN .............................................................................................. 4 2. 1. TENTANG PERUSAHAAN ...................................................................................... 4 2. 2. LOGO PERUSAHAAN .............................................................................................. 4 2. 3. STRUKTUR ORGANISASI....................................................................................... 5 BAB 3 DASAR TEORI ............................................................................................................. 7 3. 1. BANGUNAN LEPAS PANTAI ................................................................................. 7 3. 2. FUNGSI-FUNGSI ANJUNGAN LEPAS PANTAI ................................................... 7 3. 3. STRUKTUR DOLPHIN ............................................................................................. 9 3. 4. PERENCANAAN BEBAN – API RP 2A WSD ...................................................... 10 3. 5. GAYA YANG BEKERJA PADA STRUKTUR ...................................................... 11 3. 6. TEGANGAN IJIN UNTUK MEMBER BERBENTUK SILINDER ....................... 17 3. 7. TEGANGAN KOMBINASI UNTUK MEMBER BERBENTUK SILINDER ....... 20 3. 8. METODE ANALISIS MENGGUNAKAN SOFTWARE SACS ............................ 22 BAB 4 KRITERIA PERANCANGAN ................................................................................... 26 v

4. 1. PENGENALAN UMUM .......................................................................................... 26 4. 2. KRITERIA UMUM STRUKTUR ............................................................................ 27 4. 3. KRITERIA DESAIN DECK..................................................................................... 28 4. 4. KRITERIA DESAIN JACKET ................................................................................. 29 BAB 5 ANALISIS DAN PEMBAHASAN ............................................................................. 31 5. 1. PEMODELAN STRUKTUR .................................................................................... 31 5. 2. ANALISIS IN-PLACE KONDISI 5 TAHUNAN .................................................... 32 5. 3. ANALISIS IN-PLACE KONDISI 100 TAHUNAN ................................................ 35 5. 4. OUTPUT PEMBEBANAN....................................................................................... 37 5. 5. UNITY CHECK ......................................................................................................... 38 BAB 6 PENUTUP ................................................................................................................... 40 6. 1. Kesimpulan................................................................................................................ 40 6. 2. Saran .......................................................................................................................... 40 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................... ix LAMPIRAN ............................................................................................................................... x

vi

DAFTAR GAMBAR 2.1 Logo Perusahaan PT Encona Inti Industri ................................................................ 12 3.1 Sketsa letak breasting dolphin dan mooring dolphin ............................................... 18 3.2 Grafik región of validity ........................................................................................... 19 3.3 Gaya arus yang bekerja pada platform...................................................................... 24 3.4 Diagram alir dalam pembuatan model ...................................................................... 31 3.5 Diagram alir dalam mendefinisikan parameter design ............................................. 31 3.6 Diagram alir pembebanan struktur............................................................................ 32 4.1 Design plan LPG terminal ........................................................................................ 34 4.2 Design plan oil terminal ............................................................................................ 35 4.3 Struktur Jacket BD-11 dan BD-13 ............................................................................ 36 5.1 Model 3D struktur breasting dolphin ........................................................................ 39 5.2 Hasil kombinasi UC maksimal struktur breasting dolphin ....................................... 46

vii

DAFTAR TABEL 4.1 Deskripsi beban mati yang bekerja pada struktur ..................................................... 12 4.2 Deskripsi beban gelombang pada kondisi operasi dan ekstrim ............................... 29 4.3 Deskripsi beban arus pada kondisi operasi dan ekstrim .......................................... 29 4.4 Deskripsi koefisien hidrodinamika ........................................................................... 30 5.1 Detail properti member struktur................................................................................ 32 5.2 Letak pembebanan beban mati.................................................................................. 33 5.3 Faktor beban kombinasi kondisi operasi................................................................... 34 5.4 Faktor beban kombinasi kondisi ekstim ................................................................... 36 5.5 Total beban kondisi operasi ...................................................................................... 37 5.6 Total beban kondisi ekstrim ...................................................................................... 37 5.7 Maximal Combined UC member .............................................................................. 39

viii

BAB 1 PENDAHULUAN 1. 1. LATAR BELAKANG Kerja Praktek adalah salah satu mata kuliah wajib dalam kurikulum Jurusan Teknik Kelautan FTK ITS. Mata kuliah ini mewajibkan setiap mahasiswa untuk berkerja/magang di industri/Perusahaan/Instansi/Lembaga yang berkaitan dengan kelautan, perkapalan, bangunan lepas pantai, bangunan pantai, pelabuhan, pengembangan kawasan pantai (termasuk pesisir dan pulau-pulau kecil) (Pedoman KP JTK, 2012). Tujuan dari mata kuliah ini agar mahasiswa lebih mengenal lebih awal mengenai dunia kerja. Selain itu, mahasiswa berkesempatan

untuk

memahami,

membandingkan,

dan

menerapkan

pengetahuan

akademiknya dengan praktis dunia kerja. PT Encona Inti Industri adalah salah satu perusahaan yang bergerak dalam bidang Engineering, Procurement, dan Construction yang telah berdiri sejak 1981. Dalam upaya mencapai visinya dalam membantu peningkatan kualitas pendidikan, PT Encona Industri memberikan kesempatan kerja praktek kepada 6 mahasiswa jurusan teknik kelautan. Salah satu proyek yang dikerjakan oleh PT Encona Inti Industri adalah Penguatan struktur breasting dolphin pada terminal LPG dan minyak milik Petrocina di Selat Berhala, Jambi. Terminal ini terdiri dari 7 Dolphin mooring, 3 breasting dolphin, dan 1 FPU Platform. Penguatan ini perlu dilakukan karena penambahan kapasitas tanker yang bersandar. Pada LPG terminal terjadi penambahan dari 55.000 meter kubik ke 85.000 meter kubik dan pada Oil/Condensate terminal dari 1 juta barel menjadi 1.5 juta barel. Dalam proyek ini, terdapat 2 analisis besar yang dilakukan yakni analisis inplace pada breasting dolphin yang diperkuat dan analisis gaya yang diberikan tanker saat bersandar (berthing load analysis). Analisis inplace dilakukan dengan menggunakan software SACS sedangkan berthing load tanker analysis menggunakan software Maxsurf dan MOSES. Pada kerja praktek ini, penulis melakukan analisis inplace pada struktur breasting dolphin 1. 2. RUMUSAN MASALAH Adapun rumusan masalah yang dijabarkan dalam kerja praktek ini adalah 1. Bagaimana analisis inplace pada struktur breasting dolphin menggunakan SACS ? 1

1. 3. TUJUAN Adapun tujuan dari penulisan laporan kerja praktek ini adalah 1. Untuk memenuhi syarat kelulusan mata kuliah kerja praktek 2. Untuk membangun hubungan antara institusi pendidikan dan Industri, dalam hal ini Jurusan Teknik Kelautan FTK ITS dengan PT Encona Inti Industri 3. Mengetahui analisis Inplace pada struktur breasting dolphin menggunakan SACS

1. 4. MANFAAT Adapun manfaat dari penulisan laporan kerja praktek in adalah 1. Dapat menyelesaikan mata kuliah Kerja Praktek. 2. Dapat mengetahui dan terlibat pada pekerjaan yang dilakukan oleh perusahaan, dalam hal ini proyek yang dilakukan. 3. Dapat menguasai software SACS 5.6

1. 5. BATASAN MASALAH Dengan alasan keterbatasan waktu dan untuk mempermudah analisis, maka perlu dilakukan batasan – batasan, sebagai berikut. 1. Struktur yang dianalisis adalah Breasting dolphin yang telah diperkuat dengan nama “BD13” 2. Pemodelan dan Analisis Inplace menggunakan SACS 5.6 3. Analisis PSI (Pile Soil Iteraction) dan Joint Can tidak dilakukan. 4. Analisis inplace yang dilakukan adalah kondisi operasi 5 tahun dan kondisi badai 100 tahunan 5. Beban lingkungan yang bekerja adalah beban beban arus dan beban gelombang. 6. Beban gelombang menggunakan gelombang regular dengan teori stokes orde 7

1. 6. CODES DAN STANDAR YANG DIGUNAKAN Analisis dan pemodelan dari struktur breasting dolphin yang diperkuat mengikuti codes dan standard berikut

2

1. API RP 2A 21st ed – Recommended Practice for Planning, Design and Construction Fixed Offshore Platform – Working Stress Design. 2. AISC 9th ed – Manual Steel Construction – Working Stress Design. 3. BCD3 – 900 – 45 – CRT – 4 – 001- Design Criteria for Offshore Structure. 4. T-026-ZR-200- Export Tanker Berthing Load Analysis

1. 7. WAKTU DAN TEMPAT Pelaksanaan Kerja Praktek ini telah dilaksanakan pada : Perusahaan

: PT. Encona Inti Industri

Alamat

: Gedung Oleos 2 lt 8 – 10. Jalan Kebagusan 1 no 50, Jakarta Selatan

Waktu

: 29 Juni – 29 Agustus 2015

1. 8. LINGKUP KERJA Pada saat melaksanakan kerja praktek, Penulis ditempatkan di divisi oil and gas. di divisi ini penulis belajar mengenai manajemen proyek, cara kerja perusahaan EPC dan mengerjakan studi kasus mengenai dolphin mooring yang dikerjakan menggunakan software SACS dan MOSES.

3

BAB 2 PROFIL PERUSAHAAN 2. 1. TENTANG PERUSAHAAN PT Encona Inti industri awalnya adalah Project & Construction, Divisi Manajemen dari PT Encona Engineering yang kemudian pada tahun 1981 Resmi menjadi anak perusahaan independen. Pada 1985, anak perusahaan ini resmi beroperasi berbadan hukum. Sebagai salah satu divisi dari Encona engineering, ENCONA bertanggung jawab mengatur dan memanajerial proyek umum atau special, seperti pretrocehemical plants, industri prosesing/produksi, power plants, infrastruktur dll. Kemudian secara bertahap, ENCONA berkembang dengan membangun engineering sendiri. Setelah beberapa tahun berkembang, ENCONA mulai memasuki sektor minyak dan gas. Beberapa mitra kerja ENCONA yang diakui sebagai penguatan beberapa sektor diantaranya PT Pertafenikki (sekaran PT JGC Indonesia) dalam sektor migas dan HSE, PT Adhimiz Precast Indonesia dalam sektor financial dan konstruksi, PT Adhi Karya dalam sektor fabrikasi, logistic, dan konstruksi. Hingga kini, ENCONA dikenal sebagai perusahaan multidisiplin engineering yang menangani bidang sebagai berikut : -

Perencanaan wilayah kota

-

Arsitektur, arsitektur lanskap dan desain interior

-

Fasilitas transportasi

-

Power dan telekomunikasi

-

Production/ Processing industries

-

Rekayasa lingkungan

2. 2. LOGO PERUSAHAAN PT. Encona Inti Industri memiliki Logo Perusahaan Sebagai Berikut

Gambar 2.1 Logo Perusahaan PT Encona Inti Industri (encona.co.id)

4

2. 3. STRUKTUR ORGANISASI

5

6

BAB 3 DASAR TEORI 3. 1. BANGUNAN LEPAS PANTAI Anjungan lepas pantai merupakan struktur atau bangunan yang di bangun di lepas pantai. Tujuan dari anjungan lepas pantai ini, selain untuk proses eksplorasi dan eksploitasi, anjungan lepas pantai juga digunakan untuk proses produksi dan akomodasi. Fungsi utama dari struktur anjungan lepas pantai (Offshore Platform) adalah mampu mendukung bangunan atas serta fasilitas operasionalnya diatas laut selama periode operasi dengan amam. Terlepas dari jenis operasionalnya, gerakan horizontal dan vertical suatu struktur offshore platform merupakan kriteria penting yang sangat menentukan perilaku anjungan tersebut diatas air. Atas dasar hal tersebut, maka ada dua parameter utama yang perlu dipertimbangkan dalam rancang bangun struktur anjungan lepas pantai, yaitu 1. Teknik menahan beban vertical sebagai akibat dari beban fungsional dan berat struktur serta fasilitas pendukung 2. Teknik menahan beban horizontal dan momen lentur (bending moment dan shear force) sebagai akibat dari beban lingkungan (angin, gelombang, arus, dan lain-lain).

3. 2. FUNGSI-FUNGSI ANJUNGAN LEPAS PANTAI Sebuah anjungan tidak dapat dibangun sendiri dalam menunjang kegiatan ekplorasi dan ekspoitasi minyak dan gas bumi. Sebuah anjungan dibangun dan dinamai berdasarkan 2 parameter, yakni fungsinya dan konfigurasinya. Kedua parameter ini diperhitungkan pula berdasarkan lokasi dibangun, kedalaman, kondisi lingkungan, biaya yang ada dan lain-lain. Berikut anjungan lepas pantai yang dibangun berdasarkan fungsinya. 3. 2. 1.

Struktur Eksplorasi Pengeboran (Exploration Drilling Structures)

Karakterisitik dari Struktur pengeboran ini adalah memiliki gerakan struktur (motion structure ) yang terbatas dan station-keeping yang baik terhadap beban lingkungan yang ekstrim. Sebuah MODU (Mobile Offshore Drilling Unit) harus mengakomodasi beban deck yang terjadi akibat beban pengeboran yang berbeda. Anjungan yang termasuk dalam unit pengeboran adalah drillship, jack-up barge, dan mobile semisubmersibles. Drillship adalah anjungan yang berbentuk kapal yang menunjang perlengkapan pengeboran diatasnya dan 7

memiliki propeller sendiri (self-propeller). Keunggulan dari drillship ini adalah dapat berpindah dengan cepat dari lokasi satu ke lokasi yang lain. Namun karena gerakannya yang besar sehingga terbatas pada kondisi lingkungan tertentu. Jack-up barge adalah sebuah hull dengan memiliki kaki (biasanya tiga kaki) yang dapat dinaik-turunkan. Pada saat berpindah/ transit, kaki jack up dinaikkan dan kondisi hull yang mengapung kemudian ditarik menuju lokasi yang ditentukan. Pada saat pengeboran, kaki jack-up diturunkan hingga mengenai dasar laut dan lambung dari jack-up berada diatas permukaan air. Jack-up pada kondisi pengeboran seperti halnya bangunan terpancang lainnya. Kelemahan dari unit ini adalah terbatas pada perairan yang dangkal. Sedangkan semisubmersible drilling unit adalah sebuah bangunan dengan konfigurasi 4 atau 6 kolom yang terhubung dengan pontoon. Kebanyakan struktur ini tidak memiliki dynamic position sehingga perlu ditarik untuk dapat berpindah lokasi atau diangkut dengan transport vessel. Semisubmerisbles memiliki karakteristik gerakan yang bagus terhadap lingkungan yang ekstrim sehingga memiliki keunggulan dibandingkan dengan struktur pengeboran yang lain. 3. 2. 2.

Struktur Produksi (Production Structures)

Struktur produksi dibangun untuk dapat diam dilokasi selama masa operasi, biasanya berkisar 20 hingga 30 tahun. Pada perairan yang dangkal, tipe anjungan yang paling umum digunakan adalah struktur terpancang, atau dikenal dengan jacket platform. Sedangkan untuk perairan yang dalam, dapat digunakan compliant tower atau struktur produksi terapung (floating production platform). Struktur produksi terapung diantaranya Tension Leg Platform, Spars, dan Semisubmersible. Pada Sturktur terpancang dan compliant tower, konduktor dan riser terlindungi dari terpaan beban dinamis gelombang karena terpasang sepanjang kaki struktur. Sedangkan pada struktur terapung tidak. Salah satu pertimbangan yang paling penting pada struktur terapung adalah desain risernya. Riser harus didesain untuk dapat menahan tekanan akibat sumur pada semua kondisi operasi. Hal ini mengharuskan sebuah produksi platform yang memiliki gerakan heave yang kecil. Sehingga Tension Leg Platform dan Spars yang cocok. Namun apabila riser tersebut merupakan fleksibel riser yang lebih toleran terhadap gerakan vessel, maka semua tipe bangunan apung dapat digunakan. 3. 2. 3.

Struktur Penyimpanan (Storage Structures)

8

Selama proses produksi di lepas pantai, diperlukan penyimpanan sementara crude oil (minyak mentah) di lepas pantai sebelum dikirim di darat untuk processing. Kapasitas penyimpanan bergantung pada ukuran tanker pengangkut dan frekuensi pelayarannya. Seacara umum, biasanya kapasitas penampungan untuk dapat menampung 15 hingga 25 hari. Struktur penyimpanan lepas pantai yang umum adalah FPSO (Floating Production Storage Offloading). FPSO adalah struktur yang berbentuk kapal dimana topsidenya dilakukan untuk aktivitas produksi dan mempunyai tangki untuk penyimpanan sebelum diangkut ke processing unit. Meskipun berbentuk kapal, FPSO dirancang untuk bertahan pada satu daerah operasi pada jangka waktu yang cukup panjang. Selain FPSO ada pula unit lepas pantai yang digunakan hanya untuk kegiatan penyimpanan, yakni FSO, Floating Storage Offloading. Dalam FPSO atau FSO, pengaturan cargo dan ballast tank adalah aspke yang paling penting agar stabilitas platform tetap terjaga. 3. 2. 4.

Sistem Ekspor (Export Systems)

Minyak mentah atau yang telah diproduksi di lepas pantai harus ditransportasikan ke darat untuk proses selanjutnya. Metode transport tersebut salah satunya adalah pipeline / pipa bawah laut. Pipeline ini terpasang dibawah laut dimana mengkoneksikan dari sumur produksi ke daratan atau ke platform lain. Metode transport lain yang lebih ekonomis adalah dengan menggunakan shuttle tanker. Untuk dapat sandar di laut lepas, tanker tersebut biasanya ditambat langsung pada struktur produksi atau menggunakan struktur tambat (mooring structure). Struktur mooring terdiri dari banyak macam diantara single point mooring tower dan dolphin mooring untuk struktur terpancang, single point mooring (SPM) dan Single buoy mooring (SBM) untuk struktur terapung. 3. 3. STRUKTUR DOLPHIN Dolphin adala struktur terpancang yang digunakan untuk menambat kapal tanker pada saat melakukan offloading. Struktur ini direncakana untuk dapat menahan beban horizontal yang timbul akibat benturan kapal, angin, arus dan gelombang. Dolhin dibedakan menjadi 2 macam yakni breasting Dolphin (dolphin penahan) dan mooring Dolphin (dolphin penambat).

9

Gambar 3.1 Sketsa letak breasting dolphin dan mooring dolphin Breasting dolphin mempunyai ukuran yang lebih besar karena struktur ini menahan langsung benturan kapal dan menahan tarika kapal akibat angin, arus dan gelombang. Pada struktur ini terdapat fender untuk menahan benturannya. Sedangkan mooring dolphin hanya sebagai penambat kapal saja. 3. 4. PERENCANAAN BEBAN – API RP 2A WSD API (American Petroleum Institute) adalah badan / asosiasi yang berasal dari amerika serikat yang membuat standard untuk berbagai kegiatan industri minyak dan gas. termasuk diantaranya standar desain bangunan lepas pantai. Dalam API beban-beban yang diterima oleh struktur lepas pantai adalah sebagai berikut. 1. Beban Mati, merupakan beban dari struktur itu sendiri yang terdiri dari perlengkapan permanen yang selama operasi tidak akan berubah lokasinya dan gaya hidrostatis di bawah permukaan garis air, termasuk tekanan dan gaya angkat. 2. Beban Hidup, merupakan beban yang dapat berubah besar dan lokasinya selama operasi berlangsung. Diantaranya beban perlengkapan, berat suplai dan benda cair dalam tangki penyimpanan 3. Beban Lingkungan, beban yang terjadi akibat fenomena alam seperti angin, arus, gelombang, gempa bumi, salju, es dan pergerakan kerak bumi. 4. Beban Konstruksi, Beban – beban yang dihasilkan sebelum platform beroperasi, yakni pada saat fabrikasi, loadut, transportasi dan instalasi.

10

5. Beban Dinamis, Beban yang terjadi akibat adanya gaya yang berulang-ulang seperti gelombang, angin, gempa bumi, getaran mesin, dan juga benturan kapal.

3. 5. GAYA YANG BEKERJA PADA STRUKTUR Adapun gaya yang bekerja pada struktur dolphin adalah sebagai berikut 3. 5. 1.

Gaya Gelombang

Gelombang pada dasarnya adalah manifestasi dari gaya-gaya yang bekerja pada fluida. Karena dalam bahasan ini fluida air adalah media perambatan gelombang. Gelombang yang dibangkitkan oleh angin adalah gaya dominan yang berpengaruh pada platform. Dengan melihat kenyataan di laut gelombang bersifat acak, sehingga panjang dan tinggi gelombang bervariasi. Hal ini mengakibatkan sulitnya menentukan intensitas dan distribusi gelombang tersebut. a. Pemilihan Teori Gelombang Teori gelombang yang digunakan dalam perancangan suatu struktur ditentukan berdasarkan region of validity menurut code yang ada. Code yang digunakan dalam perancangan platform ini adalah API RP2A-WSD. Grafik region of validity tampak seperti dibawah ini. Data-data yang diperlukan antara lain : tinggi gelombang (H), periode (T), kedalaman perairan (d). Pada grafik region of validity, sumbu axis dinyatakan dengan d gT 2

sedangkan sumbu ordinat dinyatakan dengan

H gT 2

.

Gambar 3. 2 Grafik region of validity 11

b. Teori Gelombang yang digunakan Berdasarkan API RP-2A LRFD pada penentuan teori gelombang menggunakan region of applicability of stream function maka dari data yang ada baik pada saat operasi maupun ekstrim (Storm) diperoleh teori gelombang Stokes orde 5 (lima). Persamaan teori gelombang Stokes orde 5 diberikan notasi yang sama dengan notasi yang digunakan pada teori Airy. Untuk tinggi gelombang H, angka gelombang k, dan frekuensi  dengan arah-x positif, fluktuasi permukaan bebas air  dari SWL, menurut teori Stokes fifth-order, dideskripsikan dengan persamaan (Dawson ,1991) : =

1 5  Fn cos( Kx  t ) K n 1

(3.1)

dengan, F1, F2, dst diberikan : F1 = a F2 = a2 F22 + a4F24 F3 = a3F33 + a5 F35 F4 = a4F44 F5 = a5F55 dengan F22, F24, dst, adalah parameter profil gelombang yang tergantung kh dan a, untuk a diperoleh dari persamaan : kh = 2 ( a +a3 F33 + a5 ( F35 + F55))

(3.2)

Kecepatan partikel air horizontal u, dan vertikal v (pada jarak x, waktu t,dan tinggi y diatas seafloor) diekspresikan : u

 5 cosh nky Gn cos n(kx  t )  k n 1 sinh nkh

v



5

sinh nky

 Gn sinh nkh sin n(kx  t ) k

(3.3) (3.4)

n 1

dimana G1, G2, dst diberikan : G1 = a G11 + a3 G13 + a5 G15 G2 = 2 (a2 G22 + a4 G24) G3 = 3 (a3 G33 + a5G35) G4 = 4 a4G44 G5 = 5 a5 G55

12

Dengan G11, G13, G15, dst merupakan parameter kecepatan gelombang yang bergantung nilai kh.Berikut tabel 1, harga parameter profil gelombang, dan tabel 2, parameter kecepatan gelombang.

Tabel 3.1 Parameter profil gelombang h/λ

F22

F24

F33

F35

F44

F55

0.10

3.892

-28.61

13.09

-138.6

44.99

163.8

0.15

1.539

1.344

2.381

6.935

4.147

7.935

0.20

0.927

1.398

0.996

3.679

1.259

1.734

0.25

0.699

1.064

0.630

2.244

0.676

0.797

0.30

0.599

0.893

0.495

1.685

0.484

0.525

0.35

0.551

0.804

0.435

1.438

0.407

0.420

0.40

0.527

0.759

0.410

1.330

0.371

0.373

0.50

0.507

0.722

0.384

1.230

0.344

0.339

0.60

0.502

0.712

0.377

1.205

0.337

0.329

Tabel 3.2 Parameter Kecepatan h/ 

G11

G13

G15

G22

G24

G33

G35

G44

G55

0.10

1.000

-

-

2.996

-

5.942

-

7.671

0.892

0.15

1.000

7.394

12.73

0.860

48.14

0.310-

121.7

-

-

0.20

1.000

-

-

0.326

-

0.017

2.843

0.167

0.257

0.25

1.000

2.320

4.864

0.154

0.907

-0.030

1.093

-

0.006

0.30

1.000

-

-

0.076

0.680

-0.020

0.440

0.044

0.005

0.35

1.000

1.263

2.266

0.038

0.673

-0.012

0.231

-

0.001

0.40

1.000

-

-

0.020

0.601

-0.006

0.152

0.005

0.000

0.50

1.000

0.911

1.415

0.006

0.556

-0.002

0.117

0.002

0.000

0.60

1.000

-

-

0.002

0.528

-0.001

0.092

0.002

0.000

0.765

1.077

0.503

0.086

0.001

0.000

-

-

0.502

0.696

0.925

-

-

0.662

0.850

0.000 0.000

13

-

-

0.635

0.790

-

-

0.628

0.777

Selain itu ada penambahan lain yang berhubungan dengan frekuensi gelombang dan angka gelombang. Hubungan ini diberikan oleh persamaan :

 2  gk (1  a 2C1  a 4C2 ) tanh kh

(3.5)

dengan C1 dan C2 adalah parameter frekuensi : Tabel 2.3 Parameter frekuensi dan tekanan h/ 

C1

C2

C3

C4

0.10

8.791

383.7

-0.310

-0.060

0.15

2.646

19.82

-0.155

0.257

0.20

1.549

5.044

-0.082

0.077

0.25

1.229

2.568

-0.043

0.028

0.30

1.107

1.833

-0.023

0.010

0.35

1.055

1.532

-0.012

0.004

0.40

1.027

1.393

-0.007

0.002

0.50

1.008

1.283

-0.001

0

0.60

1.002

1.240

-0.001

0

Stokes orde 5 memberikan solusi untuk hubungan c=/k, 1/ 2

g  c   (1  a 2C1  a 4C2 ) tanh kh k 

(3.6)

Koefisien kecepatan ditulis, Un = GnCoshnky

(3.7)

sinh nky

Vn = GnSinhnky

(3.8)

sinh nky

n = 1,2,3 , …… Untuk Sn = sinh nkh dan koefisien Amn untuk m≠n dan Ann untuk m = n diberikan : Amn= GmGn S (m  n)V (m  n)  S (m  n)V (m  n) ; untukm  n 2 SmSn

(m  n)Gm  n

(m  n)Gm  n

(3.9)

14

2 Ann = Gn2 S 2nV 2n  Ky / 2 untuk m=n

Sn

(3.10)

4nG 2n

NB : m+n 5 diabaikan A12 = A21; A41 = A14 Koefisien Sn diberikan : S0 = -2U1 V1 S1 = 2 V1 – 3 U1 V2 – 3 U2 V1 – 5 U2 V3 S2 = 4 V2 – 4 U1 V3 – 4 U3 V1 S3 = 6V3 – U1V2 + U2 V1 – 5 U1V4 –5U4 V1 S4 = 8V4 – 2 U1 V3 + 2 U3V1 + 4 U2V2 S5 = 10 V5 – 3 U1V4 + 3U4V1 – U2V3 + U3V2 Koefisien Bn diberikan : B1 =

1G1G 2 S 3 G3G3 S 5 V3 – 1/10 V5 G3 S1S 2 G5 S 2S 3

B2 = V2 – ½

G1G3 S 4 G12 Ky – ¼ S1S 3 V4 G4 S12

B3 = V3 – 3/2 B4 = V4 – ½

G1G 4 S 5 G2 V1 – 3/10 V5 G5 S1S 4 S2

G1G3 S 2 G 22 Ky V2 2 G 2 S1S 3 S2

B5 = V5 – 5/2

G 2G 3 G1

3. 5. 2.

G1G 4 S 3 S1 V1- 5/6 V3 G3 S1S 4 S 2S 3

Gaya Arus

Gaya akibat arus terbagi atas dua gaya yaitu gaya angkat(lifting) pada kaki jacket yang bergerak vertikal dan gaya drag yang bergerak horisontal. Dimana gaya–gaya ini memiliki rumusan yaitu : Fl = ½ cl Vc2 A

(3.11)

Fd = ½ cd Vc2 A

(3.12)

dengan : Fl

= gaya angkat (N)

Fd

= gaya drag (N)

cl

= koefisien gaya angkat

cd

= koefisiendrag 15



= massa jenis air(kg/m3)

A

= luas yang ditinjau (m2)

Vc

= kecepatan arus (m/dt2)

Untuk menentukan Cd, Cm, dan Cl didapatkan dari American Petroleum Institut (API-RP2A) sebagai berikut : Cm

= 0.2, untuk struktur silinder = 2.4, untuk bentuk struktur persegi panjang

Cd

= 0.7, untuk struktur silinder = 1.5-2.0, untuk struktur persegi panjang

Perhitungan kecepatan arus per kedalaman diperoleh dari persamaan :

Gambar 3.3 Gaya arus yang bekerja pada platform  ho z    V(z) = Vwind  ho 

(3.13)

dengan : Vwind = kecepatan angin dipermukaan ho

= kedalaman referansi pengaruh angin

3. 5. 3.

Gaya Benturan Kapal

Dalam perencanaan, dianggap bahwa benturan maksimum terjadi apabila kapal bermuatan penuh menghantam dermaga dengan sudut 100 terhadap sisi depan dermaga. Besarnya energi benturan yang diberikan oleh kapal adalah

𝐸=

∆𝑉 2 2𝑔

× 𝐶𝑚 × 𝐶𝑠 × 𝐶𝑐

(3.14)

16

𝐶𝑚 = 1 +

𝜋𝑑 2 𝐶𝑏 𝐵

(3.15)

Dimana, E

= Energi kinetic yang timbul akibat benturan kapal (ton.meter)

V

= Kecepatan kapal pada saat sandar (m/s)



= Displacement tonnage (ton)

Cm

= koefisien massa

Cs

= koefisien eksentrisitas

Cc

= Koefisien bentuk tambatan

Cb

= Koefisien block

3. 6. TEGANGAN IJIN UNTUK MEMBER BERBENTUK SILINDER 3. 6. 1.

Axial Tension

Menurut API RP 2A WSD untuk batang tubular yang kenai beban aksial sebagai berikut : 𝐹𝑡 = 0.6 𝐹𝑦 3. 6. 2. 1.

(3.16) Axial Compression

Column Buckling

Untuk batang tubular dengan perbandingan D/t  60, tegangan tekan aksial yang diijinkan adalah

(3.17)

(3.18) 17

Dimana

(3.19) E

= Modulus elastisitas (Ksi / MPa)

K

= Faktor panjang efektif

l

= Panjang Batang (in / m)

r

= Radius girasi (in / m)

2.

Local Buckling a. Elastic Local Buckling Stress (Fxe) 𝐹𝑥𝑒 = 2𝐶𝐸 𝑡/𝐷

(3.20)

Secara teoritis, C = 0.6 namun reduksi nilai C = 0.3 diijinkan untuk memperhitungkan pengaruh ketidaksempurnaan geometri b. Inelastic Local Buckling Stress 𝐷

𝐹𝑥𝑐 = 𝐹𝑦 × 1.64 − 0.23 ( 𝑡 )1/4 ≤ 𝐹𝑥𝑒 𝐹𝑥𝑐 = 𝐹𝑦 𝑓𝑜𝑟

3. 6. 3.

𝐷 𝑡

(3.21)

≤ 60

(3.22)

Bending

Besar nilai tegangan bending, Fb, yang diijinkan adalah 𝐹𝑏 = 0.75 𝐹𝑦

𝑢𝑛𝑡𝑢𝑘

𝐹𝑏 = 0.84 − 1.74 𝐹𝑏 = 0.72 − 0.58 3. 6. 4.

𝐹𝑦 𝐷 𝐸𝑡 𝐹𝑦 𝐷 𝐸𝑡

𝐷 𝑡

≤

1500

(3.23)

𝐹𝑦

𝐹𝑦

𝑢𝑛𝑡𝑢𝑘

1500

𝐹𝑦

𝑢𝑛𝑡𝑢𝑘

3000

𝐹𝑦

𝐹𝑦

≤

𝐷

≤

𝐷

𝑡

𝑡

≤

3000 𝐹𝑦

≤ 300

(3.24)

(3.25)

Shear a. Beam Shear Besar nilai tegangan geser maksimum untuk member tubular adalah V

𝐹𝑣 = 0.5A

(3.26)

18

Dimana Fv

= tegangan geser maksimum (ksi /MPa)

V

= Gaya geser transversal (kips, MN)

A

= cross sectional area, (in2 / m2)

Sedangkan, besar nilai tegangan geser yang diijinkan adalah 𝐹𝑣 = 0.4 Fy

(3.27)

b. Torsional Shear Nilai Maksimum tegangan geser torsional, Fvt untuk member tubular akibat torsi adalah 𝐹𝑣 =

M t (D 2) Ip

(3.28)

Dimana,

3. 6. 5.

Fvt

= Tegangan geser torsional maksimum (ksi /MPa)

Mt

= Momen torsional (kips.in / MN-m)

Ip

= momen inersia (in4 / m4) Tekanan Hidrostatik

Untuk member tubular platform, membrane stress (fh) tidak boleh melebihi critical hoop buckling stress, Fhc, dibagi dengan faktor keamanan yang tepat yaitu: 𝑓𝑕 ≤ 𝑓𝑕𝑐 /𝑆𝐹𝑕

(3.29)

𝑓𝑕 = 𝑝𝐷/2𝑡

(3.30)

a. Design Hidrostatic Head Tekanan hidrostatis (ρ = γ Hz) yang akan digunakan harus ditentukan dari design head (Hz) yang didefinisikan sebagai berikut:

(3.31) 19

b.

Hoop Buckling Stress  Elastic Hoop Buckling Stress Penentuan didasarkan pada hubungan tegangan-regangan linear dari 𝐹𝑕𝑒 = 2𝐶𝑕 𝐸 𝑡/𝐷

(3.32)

Dimana

Untuk nilau Ch dapat dilihat pada API Spec 2B. Parammeter geometric (M)

(3.33)  Critical Hoop Buckling Stress Kekuatan yield relatif sebuah material ditentukan ketika elastic atau inelastic hoop buckling terjadi dan ctitical hoop buckling stress dapat dirumuskan:

(3.34) 3. 7. TEGANGAN KOMBINASI UNTUK MEMBER BERBENTUK SILINDER 3. 7. 1.

Kombinasi axial compression dan bending

Dalam mendesain suatu batang tubular yang dikenai kombinasi tekan dan lentur harus memenuhi persyaratan berikut:

20

(3.35)

(3.36) 𝑓

Apabila 𝐹𝑎 ≤ 0.15 maka persamaan berikut yang digunakan menggantikan persamaan diatas 𝑎

(3.37) 3. 7. 2.

Kombinasi axial tension dan bending

Member yang berbentuk silinder mengalamin tension gabungan dan bending yang seharusnya proporsional untuk memenuhi persamaan kombinasi axial compression dan bending dimana semua titik pada panjangnya, dimana fbx dan fby dihitung dari bending tensile stress. 3. 7. 3.

Axial Tension dan Tekanan Hidrostastik

Ketika tegangan regangan longitudinal dan hoop compressive stress terjadi bersamaan, maka persamaan yang digunakan adalah

(3.38) Dimana,

(3.39) A harus dapat menunjukkan kombinasi regangan maksimum. 3. 7. 4.

Axial Compression dan Tekanan Hidrostatik

Ketika tegangan tekan longitudinal dan tegangan tekan hoo terjadi bersamaan, maka persamaan yang digunakan adalah

21

(3.40)

(3.41) Persamaan diatas seharusnya menunjukkan tegangan tekan terbesar. Pada saat fx > 0.5 fha, maka persamaannya menjadi

(3.42) 3. 8. METODE ANALISIS MENGGUNAKAN SOFTWARE SACS 3. 8. 1.

Umum

SACS (Structural Analysis Computer System) adalah salah satu computer software pendukung analisa struktur sipil. SACS dikembangkan untuk analysis tools offshore structure. Software ini sangat umum digunakan pada engineering companies yang bergerak di design dan analysis offshore structure. SACS awalnya dikembangkan oleh Engineering Dynamic Inc. Namun, Bentley mengakuisisi SACS sehingga saat ini SACS di bawah kepemilikan Bentley. SACS juga merupakan software populer yang digunakan untuk merancang dan memodelkan sebuah bangunan, fabrikasi, instalasi, maupun analisis gaya dan beban. Untuk mahasiswa Teknik Kelautan, software ini biasa dipakai untuk merancang sebuah deck, platform, maupun bangunan lainnya yang terletak di lepas pantai atau laut. SACS memiliki fitur yang cukup lengkap ditambah lagi mempunyai kemampuan analisis linear, analisis fatigue dan lain-lain. Disamping itu kemampuan SACS dalam memodelkan dan menggambarkan sebuah struktur cukup sederhana. Kelebihan lain dari software ini adalah user friendly sehingga mudah untuk menjalankannya, seperti mempermudah dalam desain, memodelkan beban lingkungan seperti beban gelombang, arus, angin, marine growth dan beban beban yang lain. Selain itu proses penganalisaannya lebih mudah seperti analisa statis (in place analysis), analisa dinamis,

22

analisa fatigue dan macam–macam output yang ingin ditampilkan berdasarkan codes yang dipakai. 3. 8. 2.

Tahap Modelisasi

Untuk modeling sebuah fixed offshore platform dilakukan dengan banyak tahapan. Berikut akan dijabarkan tahapan dalam sebuah modeling menggunakan software SACS. 1.

Membuat sebuah model Tahapan ini adalah tahapan untuk membuat bentuk fisik dari model yang ditampilkan dalam 3D dimana bentuk, ukuran dan material property telah ditentukan melalui kalkulasi sebelumnya. Adapun tahapannya adalah sebagai berikut.

Gambar 3.4 Diagram alir dalam pembuatan model 2.

Mendefinisikan Parameter design Adapun tahapannya adalah sebagai berikut

Gambar 3.5 Diagram alir dalam mendefinisikan parameter design

23

3.

Pembebanan Struktur Tahapan ini adalah memberikan pembebanan pada struktur, diantaranya beban pada deck, beban lingkungan, beban struktur itu sendiri dan lain-lain.

Gambar 3.6 diagram alir pembeban struktur 4.

Beban kombinasi dan Pemilihan Code Check Pada SACS, beban kombinasi dan pemilihan Code Check dapat dijabarkan sebagai berikut:

5.



Definisikan beban kombinasi.



Memilih beban kombinasi yang akan dianalisa.



Atur Allowable Stress Modification Factor (AMOD).



Tambahkan Unity Check Partition Line (UCPART).

Linear Static Analysis Tahap akhir yang dilakukan pada modeling sebuah fixed offshore platform adalah linear static analysis. Sebelum melakukan tahap ini, ada beberapa tahap yang harus dilakukan yaitu 

Create the static analysis directory and separate the model file.



Create a joint can input file.



Create the static analysis run file. 24

Setelah itu dilakukan analyzing the model untuk melihat hasil akhir dari modeling tersebut. 6.

In-Place Analysis Analisa ini merupakan tahapan untuk mengetahui kemampulayanan struktur. Jika semua parameter di atas terpenuhi, maka struktur anjungan lepas pantai bisa dikatakan kuat menahan beban-beban yang bekerja. Analisis in-place terdiri dari: 

Static Analysis with PSI, dapat dilakukan dengan simulasi geometri, simulasi pembebanan, simulasi modal, simulasi pondasi, interaksi pile/tanah dan pengolahan hasil.



Wave Response Analysis, dilakukan dengan simulasi geometri, simulasi pembebanan, simulasi pondasi, analisa modal, analisa respon gelombang, penggabungan gravity dan respon gelombang, serta pengolahan hasil.

25

BAB 4 KRITERIA PERANCANGAN 4. 1. PENGENALAN UMUM Terminal LPG dan Minyak di Selat Berhala, Jambi pertama kali dibangun pada tahun 2004. Terminal ini terdiri atas 7 Mooring Dolphin, 3 Breasting Dolphin dan 1 FPU (Fixed Processing Unit). Sedangkan Terminal minyak terdiri atas 7 mooring dolphin dan breasting dolphin. Pada 2014 direncanakan penambahan kapasitias dari terminal ini sehingga struktur dolphin perlu diperkuat. Adapun penambahan kapasitas muatannya adalah sebagai berikut LPG Terminal

: 55.000 meter kubik menjadi 85.000 meter kubik

Oil Terminal

: 1 juta barel menjadi 1.5 barel

Adapun struktur dolphin yang diperkuat adalah 2 Breasting Dolphin pada masing-masing terminal dengan nama BD1 dan BD3 untuk LPG terminal dan BD11 dan BD13 untuk oil terminal.

Gambar 4.1 Design plan LPG terminal

26

Gambar 4.2 Design Plan Oil Terminal 4. 2. KRITERIA UMUM STRUKTUR 4. 2. 1.

Lokasi Platform

Struktur dolphin ini terletak di LPG Terminal dan Oil terminal milik Petrochina, Selat Berhala, Offshore Jambi. 4. 2. 2.

Kedalaman Perairan

Adapun kedalaman perairan dari adalah 22 meter diukur dari MSL. 4. 2. 3.

Struktur Topside

Topside terdiri atas 2 deck, main deck dan cellar deck. Elevasi dari topside adalah Main Deck

: TOS EL (+) 9.50

Cellar Deck

: EL (+) 7.35

Subcellar Deck

: EL (+) 5.2

4. 2. 4.

Struktur Jacket

Struktur Jacket struktur ini termasuk free standing pile tanpa bracing dengan 6 kaki dengan diameter, OD = 121.9 cm dan tebal, t = 2.54 cm Adapun penambahan bracing dilakukan pada :

27

Diagonal Bracing

: EL (+) 5.2 hingga EL (+) 0.0 EL (+) 0.0 hingga EL (-) 6.0

Horizontal Bracing : EL (+) 0.0 dan EL (-) 6.0

Gambar 4.3 Struktur Jacket BD-11 dan BD-13 4. 3. KRITERIA DESAIN DECK 4. 3. 1.

Beban Mati (Dead Load)

Beban mati ini terdiri atas : Tabel 4.1 Deskripsi beban mati yang bekerja pada struktur NO

4. 3. 2.

DESKRIPSI

BEBAN (KN)

1

Bollard

15.00

2

Grating 1

0.43

3

Grating 2

0.37

4

Handrail

0.25

5

W-Beam

0.42

6

Padeye

2.50

Beban Hidup (Live Load)

Beban Hidup digunakan sebesar 7.5 kN/m2 merata sepanjang deck.

28

4. 3. 3.

Beban Jembatan (Bridge Load)

Beban Jembatan sebesar 245 kN. Dan perlu dihitung juga beban akibat gesekan jembatan ke arah sumbu x dan y. 4. 3. 4.

Beban Sandar Kapal (Berthing Load)

Pada dasarnya beban sandar kapal, berthing load dilakukan analisa tersendiri atau dapat menggunakan software MOSES dan ORCAFLEX, akan tetapi dalam batasan masalah yang telah dipaparkan sebelumnya, maka besar sandaran kapal diperoleh sebesar 774 kN untuk arah x dan 1742 kN untuk arah y. 4. 4. KRITERIA DESAIN JACKET 4. 4. 1.

Beban Gelombang

Berikut ini adalah nilai beban gelombang signifikan untuk kondisi operasi 5 tahunan dan kondisi ekstrim 100 tahunan. Tabel 4.2 Deskripsi beban gelombang pada kondisi operasi dan ekstrim DESKRIPSI

6 TAHUN

100 TAHUN

Tinggi Maksimum Gelombang

3.64 meter

4.27 meter

Periode

7.1 detik

7.6 detik

4. 4. 2.

Beban Arus

Berikut ini adalah kecepatan arus (m/s) untuk kondisi operasi 5 tahunan dan kondisi ekstrim 100 tahunan yang diukur relative terhadap kedalaman perairan. Tabel 4.3 Deskripsi beban arus pada kondisi operasi dan ekstrim KEDALAMAN

6 TAHUN

100 TAHUN

0%

0.91

1.01

10 %

0.89

0.99

20 %

0.89

0.98

30 %

0.88

0.97

40 %

0.87

0.95

29

4. 4. 3.

50 %

0.85

0.93

60 %

0.83

0.91

70 %

0.80

0.87

80 %

0.77

0.81

90 %

0.71

0.74

100 %

0.64

0.64

Koefisien Hidrodinamika

Koefisien Hidrodinamika digunakan untuk analisis in-place global yang dirangkum berikut ini. Tabel 4.4 Deskripsi koefisien hidrodinamika

4. 4. 4.

PERMUKAAN

Cd

Cm

Halus

0.65

1.5

Kasar

1.05

1.2

Marine Growth

Pertimbangan beban marine growth diukur pada mudline hingga MSL, ketebalan marine growth sebesar 50 mm. 4. 4. 5.

Corrosion Allowance

Toleransi korosi diberikan pada area splash, yakni pada EL (-) 3.05 m hingga EL (+)3.00 m sebesar 3.5 mm

30

BAB 5 ANALISIS DAN PEMBAHASAN Pada Bab ini akan dilakukan analisis dan pembahasan terhadap tahapan pemodelan dan hasil dari simulasi dari software SACS. Simulasi dilakukan pada kondisi operasi 5 tahunan dan kondisi ekstrim 100 tahunan. Pembahasan pertama adalah pemodelan struktur breasting dolphin dalam bentuk 3D. kemudian pembahasan selanjutnya adalah unity check (UC) struktur terhadap pembebanan yang telah dilakukan. 5. 1. PEMODELAN STRUKTUR Tahap ini dilakukan pemodelan dalam bentuk 3D berdasarkan data gambar teknik 2D (lampiran). Dalam pemodelan dilakukan geometri struktur dan pemberian property pada member. Pada tahap geometri struktur, koordinat 0,0,0 (x,y,z) terletak pada elevasi MSL dan sumbu pusat luas deck.

B 1 2

A 3

Gambar 5.1 Model 3D struktur breasting dolphin

31

Adapun detail dari member properties dari struktur tersebut adalah sebagai berikut : Tabel 5.1 Detail Properti member struktur Member

Nama

Group

Elevasi

OD x t (cm)

Section

Fy

A11

horizontal bracing

+0.00

35.56 x 1.27

35

A12

diagonal bracing

+0.00

32.38 x 1.27

35

A21

A-B horizontal bracing

-6.00

35.56 x 1.587

35

A22

diagonal bracing

-6.00

40.64 x 1.587

35

A23

1-3 horizontal bracing

-6.00

35.56 x 1.905

35

BR1

diagonal bracing

+7.35 ke +9.50

45.72 x 2.57

35

BR2

diagonal bracing

+5.20 ke +7.35

45.72 x 2.57

35

BR3

A-B diagonal bracing

+0.00 ke +5.20

50.8 x 1.27

35

BR4

A-B X-bracing

-6.00 ke +0.00

32.39 x 1.587

35

BRX

1-3 diagonal bracing

+0.00 ke +5.20

45.72 x 1.27

35

BRY

1-3 diagonal bracing

-6.00 ke +0.00

32.38 x 1.905

35

BRZ

A-B diagonal bracing

-6.00 ke +0.00

40.64 x 1.905

35

F01

main deck

+9.50

50.8 x 2.54

35

F02

bracing main deck

+9.50

50.8 x 2.54

35

F03

Penguat 1 main deck

+9.50

H450

35

F04

Penguat 2 main deck

+9.50

H450

35

FD1

Fender

PL

Jacket / Deck leg

SD1

45.7 x 1.905

35

-22.0 ke 9.50

121.9 x 2.54

35

Cellar Deck

+7.35

50.8 x 2.54

35

SD2

Bracing Cellar Deck

+7.35

50.8 x 2.54

35

TD 1

Subcellar Deck

+5.20

50.8 x 2.54

35

TD2

Bracing Subcellar Deck

+5.20

50.8 x 2.54

35

5. 2. ANALISIS IN-PLACE KONDISI 5 TAHUNAN Desain struktur pada analisis in-place didasarkan pada analisis framing tiga dimensi. Tujuan dari analisis ini adalah untuk menyelidiki level tegangan pada member substruktur frame, tegangangan punching shear pada tubular joint sesuai dengan codes AISC dan API RP 2A-

32

WSD. Dalam Program SACS, untuk melakukan analisis in-place tersebut dibutuhkan input seperti pembebanan pada struktur, faktor pembebanan, pembebanan kombinasi. 5. 2. 1.

Beban Gelombang

Beban gelombang dianalisis dari 8 arah pembebanan dimana teori gelombang yang digunakan adalah teori gelombang stokes orde 5. Besar nilai tinggi dan periode gelombang pada kondisi operasi adalah Hs

= 3.64 meter

Tp

= 7.1 detik

Adapun faktor pembebanan gelombang dalam kondisi operasi 5 tahunan adalah 0.85 5. 2. 2.

Beban arus

Beban arus dianalisis berdasarkan formulasi yang diberikan pada bab sebelum. Faktor pembebanan arus berdasarkan codes yang ditentukan untuk anjungan dengan free standing pile adalah 1.0 5. 2. 3.

Beban Mati

Letak beban mati yang bekerja mayoritas pada main deck, kecuali anoda. Anoda diletakkan pada kaki struktur jacket dari EL (-) 6 m hingga (-) 22 m. Tabel 5.2 Letak Pembebanan beban mati NAMA BEBAN

TIPE PEMBEBANAN

LOKASI

Padeye

Joint load

joint pada deckleg

Bollard

Joint Load

Joint pada deckleg

Grating

Member area load

Area main deck

Handrail

Distributed member load

Semua member main deck

W-Beam

Distributed member load

Baris A-B member main deck

Adapun nilai dari faktor pembebanan beban mati dalam kondisi operasi adalah 1.13. 5. 2. 4.

Beban Hidup

Beban hidup bekerja sepanjang area main deck dengan faktor pembebanan 1.0

33

5. 2. 5.

Beban Jembatan

Beban jembatan tidak hanya bekerja pada arah sumbu z, tetapi juga bekerja kea rah sumbu x dan y, artinya juga memiliki beban geser. selain itu nilai dari faktor pembebanan beban geser jembatan bergantung pada arah pembebanan. 5. 2. 6.

Beban Export

Pada saat kapal sandar untuk transfer muatan, tentu juga memberikan beban export pada struktur. Beban tersebut bekerja arah x dan y. nilai faktor beban export diberikan 0.85 5. 2. 7.

Beban sandar kapal

Beban sandar kapal tidak hanya bekerja tegak lurus terhadap fender, tetapi memberikan beban geser terhadap fender. Faktor beban sandar diberikan 0.3 5. 2. 8.

Selfweight

Selain menerima beban yang bekerja pada strukutur, struktur tersebut juga menerima beban dari struktur itu sendiri seperti beban member dan lain-lain. Faktor beban selfweight diberikan sebesar 1.13 5. 2. 9.

Beban Kombinasi

beban kombinasi adalah gabungan dari setiap pembebanan yang ada. Beban kombinasi perlu dilakukan karena pada kenyataannya setiap beban bekerja pada waktu yang bersamaaan. Analisis beban kombinasi dilakukan pada 8 arah pembebanan sesuai dengan arah pembebanan beban lingkungan. Tabel 5.3 Faktor beban kombinasi kondisi operasi Deskripsi beban 1 2 3 4 5 6 7 8

Selfweight Beban Mati Beban Jembatan Beban geser jembatan Fx Beban geser jembatan Fy Beban Expor Fx Beban Expor Fy Beban Sandar arah x

31 1.13 1.13 1.00 1.00 0.30

Faktor beban kombinasi kondisi operasi 32 33 34 35 36 37 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.71 -0.71 -0.71 -0.71 0.71 1.00 0.71 -0.71 -1.00 -0.85 0.85 1.20 0.30 -0.30 -

38 1.13 1.13 1.00 0.71 0.71 -0.85 0.85 34

9 11 12 13 14 15 16 17 18 5A

Beban Sandar arah y beban lingkungan arah 0 1.00 beban lingkungan arah 45 beban lingkungan arah 90 beban lingkungan arah 135 beban lingkungan arah 180 beban lingkungan arah 225 beban lingkungan arah 270 beban lingkungan arah 315 beban hidup 1.00

0.30 1.00 1.00

1.00 1.00 1.00

0.30 1.00 1.00

-0.30 1.00 1.00

1.00 1.00

1.00 1.00

1.00 1.00

5. 3. ANALISIS IN-PLACE KONDISI 100 TAHUNAN 5. 3. 1.

Beban Gelombang

Beban gelombang dianalisis dari 8 arah pembebanan dimana teori gelombang yang digunakan adalah teori gelombang stokes orde 5. Besar nilai tinggi dan periode gelombang pada kondisi ekstrim adalah Hs

= 4.27 meter

Tp

= 7.6 detik

Adapun faktor pembebanan gelombang dalam kondisi ekstrim 100 tahunan adalah 1.00 5. 3. 2.

Beban arus

Beban arus dianalisis berdasarkan formulasi yang diberikan pada bab sebelum. Faktor pembebanan arus berdasarkan codes yang ditentukan untuk anjungan dengan free standing pile adalah 1.0 5. 3. 3.

Beban Mati

Letak beban mati yang bekerja mayoritas pada main deck, kecuali anoda. Anoda diletakkan pada kaki struktur jacket dari EL (-) 6 m hingga (-) 22 m. Adapun nilai dari faktor pembebanan beban mati dalam kondisi ekstrim adalah 1.13. 5. 3. 4.

Beban Hidup

Beban hidup bekerja sepanjang area main deck dengan faktor pembebanan 1.0

35

5. 3. 5.

Beban Jembatan

Beban jembatan tidak hanya bekerja pada arah sumbu z, tetapi juga bekerja kea rah sumbu x dan y, artinya juga memiliki beban geser. selain itu nilai dari faktor pembebanan beban geser jembatan bergantung pada arah pembebanan. 5. 3. 6.

Selfweight

Selain menerima beban yang bekerja pada strukutur, struktur tersebut juga menerima beban dari struktur itu sendiri seperti beban member dan lain-lain. Faktor beban selfweight diberikan sebesar 1.13 5. 3. 7.

Beban Kombinasi

beban kombinasi adalah gabungan dari setiap pembebanan yang ada. Beban kombinasi perlu dilakukan karena pada kenyataannya setiap beban bekerja pada waktu yang bersamaaan. Analisis beban kombinasi dilakukan pada 8 arah pembebanan sesuai dengan arah pembebanan beban lingkungan. Tabel 5.4 Faktor beban kombinasi kondisi ekstrim Deskripsi beban 1 2 3 4 5 11 12 13 14 15 16 17 18 5A

Selfweight Beban Mati Beban Jembatan Beban geser jembatan Fx Beban geser jembatan Fy beban lingkungan arah 0 beban lingkungan arah 45 beban lingkungan arah 90 beban lingkungan arah 135 beban lingkungan arah 180 beban lingkungan arah 225 beban lingkungan arah 270 beban lingkungan arah 315 beban hidup

41 1.13 1.13 1.00 1.00 1.00 1.00

Faktor beban kombinasi kondisi ekstrim 42 43 44 45 46 47 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.13 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.71 -0.71 -0.71 -0.71 0.71 1.00 0.71 -0.71 -1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

48 1.13 1.13 1.00 0.71 0.71 1.00 1.00

36

5. 4. OUTPUT PEMBEBANAN Setelah pembebanan dilakukan, maka program SACS memberikan luaran berupa total gaya dan momen yang bekerja pada struktur tersebut. 5. 4. 1.

Output Pembebanan Kondisi Operasi

Berikut ini adalah output dari pembebanan kombinasi kondisi operasi Tabel 5.5 total beban kondisi operasi Deskripsi Beban 31 32 33 34 35 36 37 38

beban operasi arah 0 beban operasi arah 45 beban operasi arah 90 beban operasi arah 135 beban operasi arah 180 beban operasi arah 225 beban operasi arah 270 beban operasi arah 315

5. 4. 2.

total gaya (kN) Fx Fy Fz 646.96 -12.11 -4010.07 560.67 712.41 -3998.71 0.00 2197.42 -3984.64 -520.60 842.56 -3990.76 393.45 -534.72 -4010.07 1012.00 -163.98 -4030.74 0.00 -654.63 -4038.09 1012.00 -222.20 -4030.74

total momen (kN.m) Mx My Mz -2484.9 15982.8 766.1 -22119.0 14260.0 1609.2 -60828.5 1575.7 1717.3 -24155.0 -10295.2 -74.1 12.009.9 -5720.0 33.2 -470.6 -27146.7 -3002.6 14089.0 1575.7 -585.0 1363.3 30298.1 3002.6

Output Pembebanan Kondisi Ekstrim

Berikut ini adalah output pembebaban dari pembebanan kombinasi kondisi ekstrim Tabel 5.6 total beban kondisi ekstrim Deskripsi Beban 41 42 43 44 45 46 47 48

beban ekstrim arah 0 beban ekstrim arah 45 beban ekstrim arah 90 beban ekstrim arah 135 beban ekstrim arah 180 beban ekstrim arah 225 beban ekstrim arah 270 beban ekstrim arah 315

total gaya (kN) Fx Fy Fz 533.41 -13.56 -4020.27 268.24 387.59 -3994.02 0.00 549.65 -3985.69 -368.24 387.59 -3994.02 -512.09 -13.56 -4020.27 -343.39 -389.59 -4048.21 0.00 -526.60 -4057.84 343.49 -133.99 -4048.21

total momen (kN.m) Mx My Mz -2486.7 11570.0 503.6 -10787.0 8350.8 7.3 -14058.9 1575.7 585.0 -10787.0 -5199.5 823.4 -2486.7 -7747.3 581.7 5583.9 -4961.2 -132.6 8629.7 1575.7 -585.0 -2467.5 8112.5 132.6

37

5. 5. UNITY CHECK Unity check adalah perbandingan tegangan yang bekerja pada elemen dengan tegangan ijin elemen. nilai UC untuk kondisi operasi adalah UC  1 sedangkan untuk kondisi ekstrim UC  1.33.

Gambar 5.2 hasil kombinasi UC maksimal struktur breasting dolphin Untuk efektifitas, nilai UC yang ditampilkan adalah nilai UC yang bernilai maksimal pada member baik dalam kondisi operasi maupun ekstrim. adapun nilai UC terbesar pada struktur tersebut tercantum dalam tabel berikut.

38

Tabel 5.7 Maximal Combined UC member Komponen Struktur Main Deck

Cellar Deck Subcellar Deck Additional Bracing EL +0.0 Additional Bracing EL -6.0

Diagonal Bracing

Fender Jacket / Deck Leg

Group ID F01 F02 F03 F04 SD1 SD2 TD1 TD2 A11 A12 A21 A22 BRY BRX BR4 BR3 BR2 BR1 FD1 FD2 FD3 PL

Max UC 0.168 0.057 0.049 0.024 0.108 0.045 0.078 0.047 0.106 0.064 0.165 0.156 0.303 0.142 0.320 0.143 0.107 0.102 0.163 0.555 0.307 0.071

Member A002 - A003 A005 - A023 A021 - A003 A026 – A025 B008 - B009 B016 - B008 C005 - C002 C016 -C008 D001 - D003 D005 - D008 E002 - E003 E005 - E007 E001 - D001 D001 - C009 PC14 - E006 C009 - D006 B009 – C009 B009 – A013 T020 – T015 T029 – T030 T040 - T041 PC02 – C001

39

BAB 6 PENUTUP 6. 1. Kesimpulan Dari hasil analisis in-place yang telah dilakukan baik dalam kondisi operasi atau kondisi ekstrim, dapat disimpulkan bahwa, 1. Pemodelan struktur dilakukan dengan menggunakan software SACS. dari running model yang dilakukan tidak terdapat kesalahan dalam pemodelan baik dalam input joint maupun member 2. Setelah melakukan pembebanan, hasil unity check struktur terhadap beban kondisi operasi maupun badai tidak terdapat kegagalan struktur, atau nilai UC < 1. Komponen member yang menerima beban terbesar adalah komponenn member di fender dengan UC sebesar 0.555. 6. 2. Saran 1. Dalam melakukan analisis in-place perlu dilakukan analisis pile soil input (PSI) dan joint can. Agar dapat melihat reaksi pile dan joint di masing-masing element 2. Perlu dilakukan analisis perbandingan antara struktur tanpa penguatan bracing dengan struktur dengan penguatan bracing. Agar dapat diputuskan perlu tidaknya penguatan bracing 3. Lebih lanjut lagi, perlu dilakukan analisis dinamis, yakni analisis seismic dan analisis kelelahan.

40

DAFTAR PUSTAKA Chakrabarti, S. (2005). Handbook of Offshore Engineering - Volume 1. Elsevier. El-Reedy, M. A. (2015). Marine Structural Design Calculation. Elsevier. Manual of Steel Construction - Allowable Stress Design. Chicago: American Institute of Steel Construction. Recommended Practice for Planning, Designing dan Construction FIxed Offshore Platform Working Stress Design. (2000). API RP 2A - WSD. SACS Modelling Fundamentals (Metric). (2011). Bentley Institue. (2014). T026-ZR-2000 Export Tanker Berthing Load Analysis. Jakarta: PT Encona Inti Industri. (2014). T026-ZR-2001 Inplace Analysis for Dolphin Platform. Jakarta: PT Encona Inti Industri.

ix

LAMPIRAN

x