TUGAS AKHIR – MN 141581 ANALISA KEKUATAN KONSTRUKSI WING TANK KAPAL TANKER MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA Dedi Dwi Sanjaya NRP 4113100028 Dosen Pembimbing Septia Hardy Sujiatanti, S.T., M.T. Totok Yulianto, S.T., M.T. DEPARTEMEN TEKNIK PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2017
107
Embed
ANALISA KEKUATAN KONSTRUKSI WING TANK KAPAL TANKER ...repository.its.ac.id/47582/1/4113100028-Undergraduate-Theses.… · oleh masing–masing biro klasifikasi. Rules dibuat dengan
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
TUGAS AKHIR – MN 141581
ANALISA KEKUATAN KONSTRUKSI WING TANK KAPAL TANKER MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA
Dedi Dwi Sanjaya NRP 4113100028 Dosen Pembimbing Septia Hardy Sujiatanti, S.T., M.T. Totok Yulianto, S.T., M.T. DEPARTEMEN TEKNIK PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2017
i
TUGAS AKHIR – MN 141581
ANALISA KEKUATAN KONSTRUKSI WING TANK KAPAL TANKER MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA Dedi Dwi Sanjaya NRP 4113100028 Dosen Pembimbing Septia Hardy Sujiatanti, S.T., M.T. Totok Yulianto, S.T., M.T. DEPARTEMEN TEKNIK PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2017
ii
FINAL PROJECT – MN 141581
CONSTRUCTION STRENGTH ANALYSIS OF WING TANK ON TANKER SHIP USING FINITE ELEMENT METHOD
Dedi Dwi Sanjaya NRP 4113100028 Supervisors Septia Hardy Sujiatanti, S.T., M.T. Totok Yulianto, S.T., M.T. DEPARTMENT OF NAVAL ARCHITECTURE FACULTY OF MARINE TECHNOLOGY SEPULUH NOPEMBER INSTITUTE OF TECHNOLOGY SURABAYA 2017
LEMBAR REVISI
ANALISA KEKUATATT KONSTRUKSI WING TAFTK KAPALTANKER MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA
TUGAS AKHIRTelah direvisi sesuai dengan hasil Ujian Tugas Alfiir
Tanggal 7 Jvli20l7
Bidang Keahlian Rekayasa Perkapalan- Konstruksi dan Kekuatan KapalProgram Sarjana Departemen Teknik Perkapalan
Fakultas Teknologi KelautanInstitut Teknologi Sepuluh Nopember
Oleh:
DEDI DWI SANJAYANRP 4113100028
Disetujui oleh Tim Penguji Ujian Tugas Akhir:
1. Dedi Budi Purwanto, S.T., M.T.
2. M. Nurul Misbalu S.T., M.T.
3. Dony Setyawan., S.T., M.Eng.
Disetujui oleh Dosen Pembimbing Tugas Akhir:
1. Septia Hardy Sujiatanti, S.T., M.T.
2. Totok Yulianto S.T., M.T.
iv
STJRABAYA,2I TUI.JaOIT
v
HALAMAN PERUNTUKAN
Dipersembahkan kepada kedua orang tua
Atas segala dukungan dan doanya
vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas karunianya penelitian ini dapat
diselesaikan dengan baik.
Pada kesempatan ini Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang
membantu penyelesaian penelitian ini, yaitu:
1. Kedua orang tua, kakak, dan adik saya yang telah memberikan dukungan, kepercayaan,
dan doa kepada saya, serta menjadi sumber motivasi terbesar saya hingga terselesaikannya
penelitian ini;
2. Ibu Septia Hardy Sujiatanti, ST., M.T dan Bapak Totok Yulianto, S.T., M.T., selaku Dosen
Pembimbing atas bimbingan, ilmu, nasihat, dan motivasinya selama pengerjaan dan
penyusunan penelitian ini;
3. Bapak Dedi Budi Purwanto, S.T., M.T., selaku Dosen Wali dan Kepala Departemen Teknik
Perkapalan yang telah memberikan dukungan secara moril;
4. Bapak Hasanudin, S.T., M.T selaku Kepala Laboratorium Desain Kapal Departemen
Teknik Perkapalan FTK ITS atas bantuannya selama pengerjaan penelitian ini dan atas ijin
pemakaian fasilitas laboratorium;
5. Bapak Teguh Putranto, S.T., M.T., selaku dosen perkapalan dan Rizky selaku senior yang
sudah memberikan pelatihan Ansys dalam pemodelan penelitian ini.
6. Zaki Rabbani, Ardianus, dan Shakina Azizul Haque yang merupakan teman seperjuangan
dalam mengerjakan penelitian bersama dan senantiasa memberikan bantuan dan motivasi;
7. Mayangkara, Kukuh, Dina, Ridho, Seta dan teman-teman Submarine lainnya yang tidak
bisa saya sebutkan satu-satu yang sudah memberikan bantuan dalam penulisan, menemani
dalam proses pengerjaan, dan memberikan dukungan moral kepada saya selama pengerjaan
penelitian ini;
8. Sahabat Kos Muslim Ceria yang selalu memberikan semangat dan bantuan dalam
menyelesaikan penelitian ini;
vii
9. Venora Elisa Launa Rifsanjani yang sudah memberi motivasi, semangat dan saran-saran
mulai dari awal menyusun proposal sampai akhir penulisan laporan ini;
10. Semua pihak yang telah membantu penulis, yang tidak bisa saya untuk disebutkan satu
persatu.
Penulis menyadari bahwa penelitian ini masih jauh dari kesempurnaan, sehingga kritik
dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan. Akhir kata semoga laporan ini dapat
bermanfaat bagi banyak pihak.
Surabaya, 10 Juli 2017
Dedi Dwi Sanjaya
viii
ANALISA KEKUATAN KONSTRUKSI WING TANK KAPAL TANKER
MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA
Nama Mahasiswa : Dedi Dwi Sanjaya
NRP : 4113100028
Departemen / Fakultas : Teknik Perkapalan / Teknologi Kelautan
Every ship that going to be built has to meet the standard applied by the clasification.
Rules are made in order to meet construction strength, proportion, and ensure the safety of the
ship’s operator. One of the main principal in designing a construction is creating a type of
construction that fits the regulation. The usage of stiffener is a significant thing in shipbuilding.
Any type of stiffener, such as L-profile, I-profile, or bulb plate, can be used as long as the
modulus value is the same. The regulation doesn’t specify the type of stiffener used in
shipbuilding as long as the modulus of the stiffener doesn’t exceed the limit according to
regulation.
This research were made to determine the most effective profile that can be used as
stiffener with the stress occurs on the stiffener and the construction weight as variables. Bulb
plate, unequal leg angles, and equal leg angles are used in this research as variations. Every
stiffener variation determined according to the same modulus value. The analysis was done
with finite element method with construction of stiffened wing tank plate of tanker 17500
LTDW as the case study. Model was made with FEM software. The result obtained are von
mises stress value, deformation, and construction weight of each variation.
The results of the analysis are maximum stress on bulb plate is 49.5 MPa with 39.323 ton
of construction weight, maximum stress of unequal leg angles is 55 MPa with 41.003 ton of
construction weight, and maximum stress of equal leg angles is 51.5 MPa with 42.625 ton of
construction weight. Thus, bulb plate is the most effective profile with small stress and light
construction weight. The result of this research can be applied in shipbuilding industry as a
reference in choosing the most effective profile as stiffener.
Keywords: wing tank, stiffened plate, stress analysis, finite element method
x
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................................................... iii LEMBAR REVISI ..................................................................................................................... iv HALAMAN PERUNTUKAN .................................................................................................... v KATA PENGANTAR ............................................................................................................... vi
ABSTRAK .............................................................................................................................. viii ABSTRACT .............................................................................................................................. ix DAFTAR ISI .............................................................................................................................. x
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................................ xii DAFTAR TABEL ................................................................................................................... xiv BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................................... 1
I.1. Latar Belakang Masalah ........................................................................................... 1
I.4. Batasan Masalah ....................................................................................................... 2 I.5. Manfaat..................................................................................................................... 3
I.6. Hipotesis ................................................................................................................... 3 BAB II STUDI LITERATUR .................................................................................................... 5
II.1. Dasar Teori ............................................................................................................... 5 II.1.1. Perhitungan Pembebanan ..................................................................................... 5 II.1.2. Perhitungan Modulus Penampang Profil Penegar ................................................ 6
II.2. Tinjauan Pustaka ...................................................................................................... 7 II.2.1. Struktur ................................................................................................................. 7
II.2.11. Metode Elemen Hingga .................................................................................. 20 BAB III METODOLOGI ......................................................................................................... 27
III.1. Pengumpulan Data ................................................................................................. 27 III.2. Proses Pemodelan Konstruksi Wing Tank .............................................................. 31 III.3. Konvergensi ........................................................................................................... 31
III.4. Diagram Alir .......................................................................................................... 36 BAB IV PEMODELAN ........................................................................................................... 39
IV.1. Tipe Analisis .......................................................................................................... 39 IV.2. Pemilihan dan Penentuan Tipe Elemen .................................................................. 39 IV.3. Penentuan Material Properties ............................................................................... 40 IV.4. Pemodelan Konstruksi Wing Tank ......................................................................... 42
IV.4.1. Pembuatan Variasi Model ............................................................................... 44
xi
IV.5. Pembagian Model Menjadi Elemen (Meshing) ...................................................... 46
IV.6. Pemberian Kondisi Batas (Constraint) .................................................................. 48 IV.7. Pemberian Pembebanan (Define Loads) ................................................................ 49 IV.8. Penyelesain Model (Solving) ................................................................................. 52 IV.9. Menampilkan Hasil Solving ................................................................................... 53
IV.9.1. Kriteria Von Mises Untuk tegangan Gabungan (Equivalent Stress) ............... 53
IV.9.2. Deformasi ........................................................................................................ 54 IV.9.3. Berat Konstruksi ............................................................................................. 55
BAB V PEMBAHASAN ......................................................................................................... 57 V.1. Hasil Analisis ......................................................................................................... 57
V.1.1. Variasi Model 1 – Bulb Plate ............................................................................. 57 V.1.2. Variasi Model 2 – Unequal Leg Profile ............................................................. 59 V.1.3. Variasi Model 3 – Equal Leg Angles .................................................................. 60
V.2. Pembahasan Hasil .................................................................................................. 62 V.2.1. Tegangan Maksimum ......................................................................................... 62 V.2.2. Deformasi Maksimum ........................................................................................ 63 V.2.3. Berat Konstruksi ................................................................................................. 65
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................................. 67 VI.1. Kesimpulan............................................................................................................. 67
VI.2. Saran ....................................................................................................................... 67 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................... 69
LAMPIRAN
LAMPIRAN A Katalog Profil Bulb
LAMPIRAN B Hasil Perhitungan Profil Penegar
LAMPIRAN C Hasil Perhitungan Pembebanan
LAMPIRAN D Hasil Konvergensi
BIODATA PENULIS
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar II. 1 Penampang Profil .................................................................................................. 6 Gambar II. 2 Kapal Tanker dengan Sekat Memanjang Wing Tank ............................................ 8 Gambar II. 3 Ilustrasi Stiffener pada Pelat ................................................................................. 9 Gambar II. 4 Profil-Profil Umum Konstruksi Kapal Baja....................................................... 11
Gambar II. 5 Pengirisan Sebuah Benda .................................................................................... 13 Gambar II. 6 Komponen-Komponen Tegangan Normal dan Tegangan Geser ........................ 13 Gambar II. 7 Batang Prismatik yang Dibebani Gaya Aksial .................................................... 14
Gambar II. 8 Gaya Tarik Aksial ............................................................................................... 14 Gambar II. 9 Gaya Tekan Aksial .............................................................................................. 15 Gambar II. 10 Respon Deformasi Akibat Beban pada Kapal .................................................. 17 Gambar II. 11 Kurva Tegangan Regangan ............................................................................... 18
Gambar II. 12 Tumpuan Roll ................................................................................................... 19 Gambar II. 13 Tumpuan Jepit ................................................................................................... 20
Gambar II. 14 Tumpuan Sendi ................................................................................................. 20 Gambar II. 15 Elemen Solid 186 .............................................................................................. 24
Gambar III. 1 Gambar Rencana Umum Tanker 17500 LTDW ................................................ 28 Gambar III. 2 Gambar Penampang Melintang Kapal Tanker 17500 LTDW ........................... 29
Gambar III. 3 Detail Konstruksi Wing Tank dari Tampak Samping ........................................ 30 Gambar III. 4 Detail Bulb Plate................................................................................................ 30 Gambar III. 5 Aspek Rasio Elemen .......................................................................................... 32
Gambar III. 6 Grafik Konvergensi Model 1 ............................................................................. 33 Gambar III. 7 Grafik Konvergensi Model 2 ............................................................................. 34
Gambar III. 8 Grafik Konvergensi Model 3 ............................................................................. 36 Gambar III. 9 Diagram Alir Proses Pengerjaan Tugas Akhir................................................... 37
Gambar IV. 1 Pemilihan Tipe Analisis .................................................................................... 39
Gambar IV. 2 Kolom Pemilihan Tipe Elemen ......................................................................... 40
Gambar IV. 3 Material Properties Model ................................................................................. 41 Gambar IV. 4 Pendefinisian Density ........................................................................................ 41 Gambar IV. 5 Plot Keypoint pada Model ................................................................................. 43 Gambar IV. 6 Hasil Pembuatan Model Konstruksi Wing Tank ............................................... 43 Gambar IV. 7 Variasi 1 - Bulb Plate ........................................................................................ 45
Gambar IV. 8 Variasi 2 - Unequal Leg Angles ........................................................................ 45 Gambar IV. 9 Variasi 3 - Equal Leg Angles ............................................................................. 46 Gambar IV. 10 Hasil Meshing Model Konstruksi Wing Tank ................................................. 47 Gambar IV. 11 Proses Meshing ................................................................................................ 47 Gambar IV. 12 Model Setelah Diberi Kondisi Batas ............................................................... 48
Gambar IV. 13 Grafik Pembebanan Testing Pressure pada Tangki Ruang Muat .................... 50 Gambar IV. 14 Pendifinisian Pembebanan dalam Bentuk Persamaan ..................................... 51
Gambar IV. 15 Model Setelah Diberikan Pembebanan ........................................................... 52 Gambar IV. 16 Proses Solving pada Software FEA ................................................................. 52 Gambar IV. 17 Pemilihan Kriteria Von Mises Stress ............................................................... 53 Gambar IV. 18 Hasil dari Proses Solving – Von Mises Stress .................................................. 54 Gambar IV. 19 Proses Pemilihan Kriteria Deformasi .............................................................. 54
xiii
Gambar IV. 20 Persebaran Deformasi Konstruksi Wing Tank ................................................. 55
Gambar IV. 21 Tampilan Window Command .......................................................................... 56
Gambar V. 1 Tegangan Maksimum pada Model 1 .................................................................. 57 Gambar V. 2 Berat Konstruksi pada Model 1 .......................................................................... 58 Gambar V. 3 Deformasi pada Model 1..................................................................................... 58 Gambar V. 4 Tegangan Maksimum pada Model 2 .................................................................. 59
Gambar V. 5 Berat Konstruksi pada Model 2 .......................................................................... 59 Gambar V. 6 Deformasi pada Model 2..................................................................................... 60 Gambar V. 7 Tegangan Maksimum pada Model 3 .................................................................. 60 Gambar V. 8 Berat Konstruksi pada Model 3 .......................................................................... 61
Gambar V. 9 Deformasi pada Model 3..................................................................................... 61 Gambar V. 10 Grafik Tegangan pada Model ........................................................................... 63 Gambar V. 11 Grafik Deformasi Maksimum pada Model ....................................................... 64
Gambar V. 12 Grafik Berat Konstruksi pada Model ................................................................ 65
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel II. 1 Tabulasi Perhitungan Momen Inersia ....................................................................... 6
Tabel III. 1 Ukuran Utama Kapal Tanker 17500 LTDW ......................................................... 27 Tabel III. 2 Profil Bulb pada Konstruksi Wing Tank ................................................................ 31 Tabel III. 3 Hasil Konvergensi Model 1 ................................................................................... 33
Tabel III. 4 Hasil Konvergensi Model 2 ................................................................................... 34 Tabel III. 5 Hasil Konvergensi Model 3 ................................................................................... 35
Tabel IV. 1 Variasi Profil Penegar ........................................................................................... 44
Tabel IV. 2 Penentuan Kondisi Batas pada Model ................................................................... 48 Tabel IV. 3 Cargo Tank Pressure Akibat Muatan Minyak ....................................................... 49 Tabel IV. 4 Cargo Tank Pressure Akibat Muatan Minyak ....................................................... 49 Tabel IV. 5 Testing Pressure 1 ................................................................................................. 49
Tabel IV. 6 Testing Pressure 2 ................................................................................................. 50
Tabel V. 1 Tabulasi Tegangan pada Model .............................................................................. 62
Tabel V. 2 Deformasi Maksimal pada Model .......................................................................... 64 Tabel V. 3 Berat Konstruksi pada Model ................................................................................. 65
1
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang Masalah
Dalam hal menciptakan suatu produk, merancang merupakan sebuah langkah awal
sebagai acuan dalam pembuatan produk tersebut. Sama halnya dengan membangun kapal,
merancang merupakan kunci utama yang harus dilakukan sebelum masuk pada proses
pembangunan, termasuk merancang sistem konstruksi pada kapal tersebut. Setiap kapal yang
akan dibangun harus memenuhi standar (rules) yang telah ditetapkan oleh masing–masing biro
klasifikasi. Rules dibuat dengan tujuan terpenuhinya kekuatan konstruksi, proporsional, dan
yang paling penting adalah terjaminnya keselamatan pemakai kapal tersebut,
Konstruksi kapal baja merupakan hal yang paling primary dalam menopang bentuk
aspek dan pembangunan kapal. Salah satu prinsip dalam merancang suatu konstruksi adalah
menciptakan jenis konstruksi yang sesuai dengan standar regulasi. Konstruksi bisa dikatakan
sesuai standar regulasi apabila konstruksi mampu bertahan pada semua beban yang bekerja
pada konstruksi tersebut sesuai dengan peraturan klasifikasi yang terkait. Selain dapat mampu
bertahan pada semua beban yang bekerja, konstruksi juga akan dibangun seringan mungkin
tanpa mengurangi batasan kekuatan yang telah ditentukan klasifikasi, sehingga akan lebih
menguntungkan dalam segi finansial.
Pada umumnya, kapal–kapal besar dibangun dengan material baja, termasuk pada sistem
konstruksinya. Pemakaian lembaran–lembaran pelat baja tidak akan lepas dari penggunakan
penegar yang berfungsi sebagai penguatan pelat. Dengan nilai modulus yang sama, jenis
penegar yang dapat dipakaipun bisa bermacam–macam, bisa berupa L-profile, I-profile dan
bulb plate sesuai dengan desainer kapal tersebut. Penentuan jenis profil penegar pada pelat
berdasarkan peraturan klasifikasi tidak ditentukan secara pasti, asalkan perhitungan beban dan
modulusnya memenuhi batas yang diijinkan, maka konstruksi tersebut disetujui oleh
klasifikasi. Sehingga pemilihan jenis profilnya bisa dilakukan sesuai pilihan desainer tanpa
mempertimbangkan kekuatan konstruksinya.
Oleh karena itu, untuk mengetahui hasil analisis kekuatan konstruksi pelat berpenegar
pada setiap variasi profil penegar, penulis melakukan penelitian dengan judul “Analisa
Kekuatan Konstruksi Wing Tank Kapal Tanker Menggunakan Metode Elemen Hingga”,
2
sehingga akan diketahui kekuatan konstruksi untuk masing–masing profil penegar dengan nilai
modulus yang sama. Konstruksi yang ditinjau pada penelitian ini adalah konstruksi wing tank
pada kapal Tanker di bagian ruang muat midship. Hasil dari penentuan profil yang paling
menguntungkan dilihat dari segi nilai kekuatan dan total berat konstruksinya.
I.2. Perumusan Masalah
Sehubungan dengan latar belakang yang sudah dijelaskan, maka permasalahan yang
akan dicari penyelesaiannya dalam penelitian ini yaitu :
1. Bagaimana menentukan nilai modulus penampang profil pada konstruksi wing
tank?
2. Bagaimana desain dimensi penegar pada tiap variasi profil penegar yang
digunakan?
3. Bagaimana hasil analisis kekuatan konstruksi wing tank dengan menggunakan
metode elemen hingga pada setiap variasi jenis profil penegar?
I.3. Tujuan
Tujuan dari penulisan penelitian ini adalah
1. Mengetahui nilai modulus penampang profil pada konstruksi wing tank.
2. Mengetahui desain dimensi penegar pada tiap variasi profil penegar yang
digunakan.
3. Mengetahui besar tegangan yang terjadi pada konstruksi wing tank dengan
variasi jenis profil penegar.
I.4. Batasan Masalah
Dalam pengerjaan penelitian ini permasalahan difokuskan pada:
1. Analisis dilakukan pada konstruksi wing tank ruang muat midship.
2. Jenis profil penegar yang digunakan adalah bulb, unequal leg angles, dan equal
leg angles.
3. Analisis kekuatan konstruksi dilakukan dengan simulasi menggunakan software
FEM.
4. Perhitungan dikhususkan pada pelat inner shell.
5. Peraturan yang digunakan adalah standar Common Structural Rules (CSR) 2012.
6. Perhitungan dilakukan pada kondisi kapal saat muatan penuh.
7. Jarak antar penegar sama untuk setiap variasi tipe penegar.
3
I.5. Manfaat
Dari penelitian ini, diharapkan dapat diambil manfaat sebagai berikut :
a. Secara akademis, diharapkan hasil pengerjaan penelitian ini dapat membantu
menunjang proses belajar mengajar dan turut memajukan khazanah pendidikan
di Indonesia, khususnya dibidang perkapalan.
b. Secara praktek, diharapkan hasil dari penelitian ini dapat berguna sebagai
referensi analisis perbandingan kekuatan antara penggunaan jenis profil penegar
pelat dan dapat dijadikan rekomendasi dalam mendesain kapal baru.
I.6. Hipotesis
Hipotesis dari penelitian ini adalah:
Hasil perhitungan kekuatan menggunakan metode elemen hingga pada konstruksi wing
tank dengan variasi profil bulb, unequal leg angles, dan equal leg angles, nilai tegangan yang
terjadi pada sekat menggunakan penegar bulb Plate lebih kecil sehingga dari segi kekuatan
akan lebih baik.
4
Halaman ini sengaja dikosongkan
5
BAB II
STUDI LITERATUR
II.1. Dasar Teori
Pada penelitian ini menggunakan dasar teori perhitungan pembebanan berdasarkan
peraturan Common Structural Rule (CSR) for Double Hull Oil Tanker 2012. Penelitian ini juga
memerlukan perhitungan modulus penampang profil penegar untuk menentukan variasi profil
yang akan digunakan dengan modulus yang sama.
II.1.1. Perhitungan Pembebanan
Berdasarkan CSR, pembebanan yang terjadi pada inner shell menerima dua gaya dari
tangki muat dan tangki ballast (wing tank), yang kemuadian diambil beban kritis yang terbesar.
Kemudian juga perlu dibandingkan dengan perhitungan beban pengujian tangki yang sudah
diatur dalam CSR. Beban dipilih berdasarkan nilai perhitungan yang terbesar.
Berikut adalah beberapa persamaan yang digunakan dalam perhitungan beban.
➢ Tekanan statis yang terjadi pada tangki
Pin-tk = 𝝆.g.ztk kN/m2 II. 1
Dimana:
ztk = jarak vertikal paling atas tangki ke pusat beban, dalam meter
𝜌 = massa jenis fluida pada tangki, tidak boleh kurang dari
0.91 untuk tangki muatan minyak (ton/m3)
1.025 untuk tangki ballast air laut (ton/m3)
g = percepatan gravitasi, 9.81 m/s2
➢ Tekanan akibat pengujian tangki, diambil nilai terbesar dari dua rumus berikut:
Pin-test = 𝝆sw.g.ztest kN/m2 II. 2
Pin-test = 𝝆sw.g.ztest + Pvalve kN/m2 II. 3
Dimana:
ztest = jarak vertikal ke pusat beban, dipilih jarak yang paling besar dari (dalam
meter)
a) Tinggi overflow
b) 2.4 diatas atap tangki
𝜌 = massa jenis air laut, 1.025 ton/m3
6
g = percepatan gravitasi, 9.81 m/s2
Pvalve = Pengaturan katup pelepas tekanan (desain kapal 14 kN/m2)
F = Full approval O = Approval obtained on an order by order basis* = Equivalent to AH32/36 and DH 32/36 for Lloyds Register.
Equivalent to KA 32/36 and KD 32/36 for class NK.** up to 12mm thickness
2. Construction
Bulb flats are available in a range of steel grades suitable for bridge construction in accordance with BSEN 10025: 1993 and BS EN 10113-3 S420M (upto 12mm thickness)
Tolerances (In accordance with BS EN 10067:1997)
1. Dimensional Variation - All Dimensions in mm
Width b Thickness t
Over Up to Permitted Variation From Up to Permitted Variation
- 120 ±1.5 - 8 + 0.7 - 0.3
120 180 ±2.0 7 11 + 1.0 - 0.3
180 300 ±3.0 9 13 + 1.0 - 0.4
300 430 ±4.0 12 20 + 1.2 - 0.4
Improved tolerances may be available by agreement
2. Weight Variation
The weights shown in the tables have been calculated from the cross section with a density of 0.785kilogram per square centimetre per metre run.
Permitted weight variations:+6.0% - 2.0% of the total weight for consignments of 5 tonnes and over.+8.0% - 2.7% of the total weight for consignments under 5 tonnes.
3. Straightness Variation in Accordance with BS EN 10067: 1997
Straightness tolerance q shall be 0.0035 L (the entire length of the bar)Improved straightness tolerances may be available by agreement
Radius of curvature of cornersr1 for thicknesses
Over Up to Max.
- 5 1.5
5 9 2.0
9 13 3.0
13 20 4.0
LAMPIRAN B
HASIL PERHITUNGAN PROFIL PENEGAR
L-Profile (unequal leg angles)Variasi 1 - Stiffener 1 (W=105 cm
3)
Z2
Z1
I 1.2 18.9 22.68 9.45 214.326 2025.3807 675.1269
II 11.3 1.2 13.56 0.6 8.136 4.8816 1.6272
36.24 222.462 2030.2623 676.7541
Z1 = 6.138576 cm
Z2 = 12.76142 cm Dimensi Profil:
Ixx = 2707.016 cm4 L 189 x 125 x 12
INA = 1341.416 cm4
W1 = 218.5224 cm3
W2 = 105.115 cm3
Moment of Inertia
(F.d2)
Individual moment of inertia
(1/12 h.v3)
horizotal
(h) vertical (v)
Area of cross section
(F) Distance of center Gravity (d)
Moment of Area
(F.d)
I
II
𝚺 =
N A
x x
L-Profile (unequal leg angles)Variasi 1 - Stiffener 2 (W=137 cm
3)
Z2
Z1
I 1.3 21 27.3 10.5 286.65 3009.825 1003.275
II 10.7 1.3 13.91 0.65 9.0415 5.876975 1.958991667
41.21 295.6915 3015.701975 1005.233992
Z1 = 7.175237 cm
Z2 = 13.82476 cm Dimensi Profil:
Ixx = 4020.936 cm4 L 210 x 120 x 13
INA = 1899.279 cm4
W1 = 264.6992 cm3
W2 = 137.3824 cm3
Moment of Inertia
(F.d2)
Individual moment of inertia
(1/12 h.v3)
horizotal
(h) vertical (v)
Area of cross section
(F) Distance of center Gravity (d)
Moment of Area
(F.d)
I
II
𝚺 =
N A
x x
L-Profile (unequal leg angles)Variasi 1 - Stiffener 3 (W=153 cm
3)
Z2
Z1
I 1.3 22.1 28.73 11.05 317.4665 3508.004825 1169.334942
II 11.7 1.3 15.21 0.65 9.8865 6.426225 2.142075
43.94 327.353 3514.43105 1171.477017
Z1 = 7.45 cm
Z2 = 14.65 cm Dimensi Profil:
Ixx = 4685.908 cm4 L 221 x 130 x 13
INA = 2247.128 cm4
W1 = 301.6279 cm3
W2 = 153.3876 cm3
Moment of Inertia
(F.d2)
Individual moment of inertia
(1/12 h.v3)
horizotal
(h) vertical (v)
Area of cross section
(F) Distance of center Gravity (d)
Moment of Area
(F.d)
I
II
𝚺 =
N A
x x
L-Profile (equal leg agles)Variasi 2 - Stiffener 1 (W=105 cm
3)
Z2
Z1
I 1.3 17.7 23.01 8.85 203.6385 1802.200725 600.733575
II 16.4 1.3 21.32 0.65 13.858 9.0077 3.002566667
44.33 217.4965 1811.208425 603.7361417
Z1 = 4.906305 cm
Z2 = 12.7937 cm Dimensi Profil:
Ixx = 2414.945 cm4 L 177 x 177 x 13
INA = 1347.84 cm4
W1 = 274.716 cm3
W2 = 105.352 cm3
Moment of Inertia
(F.d2)
Individual moment of inertia
(1/12 h.v3)
horizotal
(h) vertical (v)
Area of cross section
(F) Distance of center Gravity (d)
Moment of Area
(F.d)
I
II
𝚺 =
N A
x x
L-Profile (equal leg agles)Variasi 2 - Stiffener 2 (W=137 cm
3)
Z2
Z1
I 1.2 20.9 25.08 10.45 262.086 2738.7987 912.9329
II 19.7 1.2 23.64 0.6 14.184 8.5104 2.8368
48.72 276.27 2747.3091 915.7697
Z1 = 5.670567 cm
Z2 = 15.22943 cm Dimensi Profil:
Ixx = 3663.079 cm4 L 209 x 209 x 12
INA = 2096.471 cm4
W1 = 369.711 cm3
W2 = 137.659 cm3
Moment of Inertia
(F.d2)
Individual moment of inertia
(1/12 h.v3)
horizotal
(h) vertical (v)
Area of cross section
(F) Distance of center Gravity (d)
Moment of Area
(F.d)
I
II
𝚺 =
N A
x x
L-Profile (equal leg agles)Variasi 2 - Stiffener 3 (W=153 cm
3)
Z2
Z1
I 1.5 19.9 29.85 9.95 297.0075 2955.224625 985.074875
II 18.4 1.5 27.6 0.75 20.7 15.525 5.175
57.45 317.7075 2970.749625 990.249875
Z1 = 5.530157 cm
Z2 = 14.36984 cm Dimensi Profil:
Ixx = 3961 cm4 L 199 x 199 x 15
INA = 2204.027 cm4
W1 = 398.547 cm3
W2 = 153.379 cm3
Moment of Inertia
(F.d2)
Individual moment of inertia
(1/12 h.v3)
horizotal
(h) vertical (v)
Area of cross section
(F) Distance of center Gravity (d)
Moment of Area
(F.d)
I
II
𝚺 =
N A
x x
LAMPIRAN C
HASIL PERHITUNGAN PEMBEBANAN
Pressure Calculation
Cargo Tank (Cargo or Ballast)
Pin-tk = ρ g ztk kN/m2
ρ = 0.91 ton/m3
ρsw = 1.025 ton/m3
g = 9.81 m/s2
Testing Pressure
Pin-test = ρsw g ztest kN/m2 Pin-test = ρsw g ztk + Pvalve kN/m2
ρsw = 1.025 ton/m3 ρsw = 1.025 ton/m3
g = 9.81 m/s2 g = 9.81 m/s2
Pvalve = setting pressure of relief valve, if
fitted
= 14 kN/m2
Inner Shell (wing tank) Plate 21 x 8.87 m
Cargo Tank
Cargo
Plate I II III Unit
ztk 7.5 4.4 1.3 m
Pin-tk 66.953 39.279 11.605 kN/m2
Ballast
Plate I II III Unit
ztk 7.5 4.4 1.3 m
Pin-tk 75.414 44.243 13.072 kN/m2
Testing Pressure
Plate I II III Unit
ztest 9.9 6.8 3.7 m
Pin-test 99.547 68.376 37.204 kN/m2
Plate I II III Unit
ztk 7.5 4.4 1.3 m
Pin-test 89.414 58.243 27.072 kN/m2
LAMPIRAN D
HASIL KONVERGENSI
Hasil Konvergensi Variasi Model 1
Figure 1 Jumlah elemen 58344 max stress 43.2 MPa
Figure 2 Jumlah elemen 121589 max stress 48.6 MPa
Figure 3 Jumlah elemen 124180 max stress 48.6 MPa
Figure 4 Jumlah elemen 124192 max stress 48.6 MPa
Figure 5 Jumlah elemen 139151 max stress 48.6 MPa
Hasil Konvergensi Variasi Model 2
Figure 6 Jumlah elemen 51435 max stress 46.4 MPa
Figure 7 Jumlah elemen 77997 max stress 47.6 MPa
Figure 8 Jumlah elemen 140950 max stress 51 MPa
Figure 9 Jumlah elemen 205131 max stress 60.8 MPa
Figure 10 Jumlah elemen 242566 max stress 60.8 MPa
Hasil Konvergensi Variasi Model 3
Figure 11 Jumlah elemen 52586 max stress 44.6 MPa
Figure 12 Jumlah elemen 68273 max stress 44.8 MPa
Figure 13 Jumlah elemen 113888 max stress 47 MPa
Figure 14 Jumlah elemen 117692 max stress 54.8 MPa
Figure 15 Jumlah elemen 147927 max stress 54.8 MPa
BIODATA PENULIS
Dedi Dwi Sanjaya, itulah nama lengkap penulis. Dilahirkan di
Madiun pada 10 Januari 1995 silam, penulis merupakan anak kedua
dalam keluarga. penulis menempuh pendidikan formal tingkat dasar
pada TK Dharma Wanita Madiun, kemudian melanjutkan ke SDN
04 Nambangan Kidul Madiun, SMPN 6 Madiun dan SMAN 1
Madiun. Setelah lulus SMA, penulis diterima di Departemen Teknik
Perkapalan FTK ITS pada tahun 2013 melalui jalur SNMPTN.
Di Departemen Teknik Perkapalan penulis mengambil Bidang Studi Rekayasa Perkapalan –
Konstruksi dan Kekuatan Kapal. Selama masa studi di ITS, selain kuliah penulis juga pernah
menjadi staff Departemen Kominfo Himatekpal 2014/2015, staff Kementerian Kebijakan
Kampus BEM ITS 2014/2015, dan Kepala Departemen Kajian Strategis Himatekpal
2015/2016. Selan itu, penulis juga sempat bergabung dengan beberapa kepanitiaan yang
diselenggara oleh Himpunan dan BEM ITS seperti Gerigi ITS, Pemilu ITS, Sampan ITS, dan
masih ada beberapa kegiatan kemahasiswaan lainnya.