ITS-Undergraduate-12550-Paper.pdf

7/22/2019 ITS-Undergraduate-12550-Paper.pdf

1/16

1

Abstrak

Kenaikan harga minyak dan gas pada tahun 1973 telah mendorong pertumbuhan industri offshore

termasuk usaha mencari ladang-ladang minyak dan gas baru di perairan yang lebih dalam dengan kondisi laut

yang semakin ganas. Dengan demikian, meningkatnya harga minyak dunia dari satu segi telah mendorong

bertambahnya aktivitas di lepas pantai, dan tentunya juga bertambahnya kebutuhan bangunan-bangunan laut yang

baru. Untuk menghadapi permasalahan ini, bangunan laut yang akan dioperasikan adalah jenis-jenis yang

dianggap efektif darisegi biaya, seperti jenis-jenis anjungan apung, anjungan lentur ataupun instalasi bawah laut.Jenis struktur lepas pantai yang digunakan sekarang ini sangat banyak, namun sebagian besar struktur

lepas pantai yang ada saat ini digunakan untuk eksplorasi dan ekploitasi minyak bumi dan gas alam. Salah satu

jenis struktur bangunan lepas pantai yang sering digunakan adalah jacket. Jacket dikembangkan untuk operasi di

laut dangkal dan laut sedang yang dasarnya tebal, lunak dan berlumpur. Setelah jacket ditempatkan di posisi yang

diinginkan, pile dimasukkan melalui kaki bangunan dan dipancang dengan hammer sampai menembus lapisan

tanah keras kemudian deck dipasang dan dilas.

Pada TugasAkhir ini akan dirancangstruktur jackettipe triangle dengan mempertimbangkan beban badai

yang dianalisa secara inplace. Analisa inplace merupakan salah satu aspek penting untuk diperhatikan dalam

perencanaan struktur jacket. Analisa struktur jacket didasarkan pada peraturan-peraturan yang berlaku, yaitu API

RP2A-WSD 2000 dan AISC. Analisa struktur dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak(software) SACS5.2

(Stucture Analysis Computer System 5.2).

BAB IPENDAHULUAN

I.1 LATAR BELAKANG

Aktivitas industri lepas pantai (offshore)

pertama muncul di tahun 1947 hingga sekarang ini

banyak bergerak dibidang eksplorasi dan

eksploitasi ladang minyak/gas di lepas pantai. Di

tahun 1947 untuk pertama kalinya anjungan lepas

pantai struktur baja terpancang dengan berat 1200

ton yang diinstalasikan di Teluk Mexico pada

kedalaman laut 20 feet (6 m).Perkembangan industri offshore selama ini

sangat tergantung dengan perkembangan industri

minyak dan gas. Kenaikan harga minyak/gas pada

tahun 1973 telah mendorong pertumbuhan industri

offshore termasuk usaha mencari ladang-ladang

minyak/gas baru di perairan yang lebih dalam

dengan kondisi laut yang semakin ganas. Dengan

demikian, meningkatnya harga minyak dunia dari

satu segi telah mendorong bertambahnya aktivitas

di lepas pantai, dan tentunya juga bertambahnya

kebutuhan bangunan-bangunan laut yang baru.

Fungsi utama struktur anjungan lepas pantai

(offshore platform) adalah mampu mendukung

bangunan atas beserta fasilitas operasionalnya

diatas air laut selama waktu operasi dengan aman.

Terlepas dan jenis operasionalnya, gerakan

horizontal dan vertikal suatu struktur offshore

platform merupakan kriteria penting yang sangat

menentukan perilaku anjungan tersebut diatas air.

Berdasar jenis konstruksi, maka struktur

anjungan lepas pantai (offshore platform) dapat

dibedakan atas:

1.

Struktur Terpancang2. Struktur Terapung3. Struktur Lentur

Dalam tugas akhir yang akan saya ambil,saya akan membahas tentang struktur

terpancang dalam cakupan ilmu konstruksi

anjungan lepas pantai (offshore structure).

Jenis struktur lepas pantai yang digunakan

sekarang ini sangat banyak, namun sebagian besar

struktur lepas pantai yang ada pada saat ini

digunakan untuk eksplorasi dan eksploitasi

minyak bumi dan gas alam. Di Indonesia, jenis

struktur lepas pantai didominasi oleh tipe jacket

platform. Sebagai contoh struktur anjungan lepas

pantai terpancang ialah jacket steel platform,

gravity platform, monopod, triangle. dll. Struktur

anjungan terpancang sebagian besar digunakan

sebagai fasilitas produksi/pengolahan minyak/gas

maupun sebagai fasilitas anjungan pendukung

produksi (supporting structure).

Jacket merupakan suatu struktur yang

digunakan pada bangunan lepas pantai. Di dalam

perhitungannya, analisa inplace merupakan salah

satu aspek penting yang harus diperhatikan

didalam merencanakan stukturjacket.

Jacketberfungsi untuk melindungi pile agar

tetap pada posisinya, menyokong deck danmelindungi konduktor serta menyokong sub-

struktur lainnya seperti boat landing, barge

bumperdan lain-lain.

Jacketdikembangkan untuk operasi di laut

dangkal dan laut sedang yang dasarnya tebal,

lunak dan berlumpur. Setelah jacket ditempatkan

di posisi yang diinginkan, pile dimasukkan

melalui kaki bangunan dan dipancang dengan

hammer sampai menembus lapisan tanah keras

kemudian dek dipasang dan dilas.

Bahan baku atau material utama struktur

jacketyang digunakan adalah baja. Baja memilikisifat-sifat yang menguntungkan untuk dipakai


2/16

2

sebagai bahan struktur yang mampu memikul

beban statik maupun beban dinamik.

I.2 PERMASALAHAN

Dalam Tugas Akhirmerencanakan struktur

jacket tipe triangle, permasalahan yang dibahas

adalah :Bagaimana perilaku dan kemampuan struktur

jacket tipe triangle pada offshore structure

dalam menerima beban statik (inplace)?

Berapa besar respon struktur terhadap beban

badai (storm) dengan SACS 5.2?

Bagaimana memodelkan dan mengetahui

besaran dari simpangan yang terjadi akibat

beban badai terhadap struktur jacket tipe

trianglepada offshore structure?

Bagaimana merencanakan dan menganalisa

kekuatan struktur jacket tipe triangle pada

offshore structure akibat beban badai dengan

menggunakan program Bantu SACS5.2?

I.3 BATASAN MASALAH

Dalam Tugas Akhir ini, ruang lingkupnya

adalah sebagai berikut :

Perencanaan ini tidak memperhitungkan segi

arsitektur.

Perencanaan ini tidak membandingkan dari

segi ekonomi terhadap sistem struktur awal

jacket.

Perencanaan hanya memperhitungkan struktur

jacket.

Perencanaan memperhitungkan analisa statik.

Perhitungan struktur menggunakan program

SACS5.2.

I.4 TUJUAN

Adapun tujuan yang ingin diperoleh dalammengerjakan Tugas Akhir ini adalah :

Mengenal struktur jacketpada bangunan lepas

pantai khususnya strukturjacket tipe triangle.

Suatu struktur jacket harus didesain kuat,

artinya mampu menahan semua gaya yang

dikenakan pada struktur. Baik gaya akibat

beban mati, beban hidup, beban akibat

gelombang air laut, beban gempa, maupun

pada kondisi paling ekstrim saat terjadi badai.

Sehingga, besarnya simpangan yang terjadi

akibat pembebanan tersebut sesuai dengan

simpangan yang telah direncanakan.Menghasilkan perencanaan struktur jacket

yang memenuhi syarat-syarat keamanan

struktur berdasarkan peraturan API RP2A-

WSD dan AISC.

Mampu untuk merencanakan dan menganalisa

kekuatan struktur jacket tipe triangle dengan

menggunakan program bantu SACS5.2.

I.5 MANFAAT

Penyusunan Tugas Akhir ini diharapkan

dapat memberikan manfaat dalam bidangketekniksipilan, terutama dalam menambah

wawasan tentang ilmu bangunan lepas pantai.

Output yang dihasilkan dalam Tugas Akhir ini

diharapkan dapat memberi kemudahan bagi para

mahasiswa Teknik Sipil ITS yang ingin

merancang jacket stucture pada bangunan lepas

pantai dengan memperhitungkan analisa inplace

(inplace analysis) pada kondisi badai (storm

condition) dari suatu struktur lepas pantai dengan

menggunakan program bantu SACS 5.2.

Dengan penyusunan Tugas Akhir ini

diharapkan dapat menjadi referensi untukmengembangkan wawasan keilmuan tentang

bangunan lepas pantai yang lebih kompleks di

Jurusan Teknik Sipil ITS di masa yang akan

datang, sehingga dapat menambah wacana baru

dalam bidang structural engineering.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

(Sengaja tidak dicantumkan)

Gambar 1.1 Foto contoh bangunan lepas pantai

(sumber :oilfield magazine;2008)


3/16

3

BAB III

METODOLOGI

III.1 DIAGRAM ALIR METODOLOGI

Gambar 3.1Flow chart metodologi

III.1.1 Studi Literatur

Studi literatur dilakukan dengan tujuan

untuk lebih memahami tentang konsep

perancangan, pembebanan lingkungan, desain

kekuatan struktur baja, dan lain-lain.

III.1.2 Pengumpulan Data

Pengumpulan data dilakukan dengan

tujuan untuk masukan (input) perhitungan yang

akan dilakukan dalam perencanaan struktur

jacket.

Data yang digunakan pada perencanaan

struktur jacket dalam tugas akhir ini

merupakan data asli sesuai dengan kondisi

dilapangan yang sumbernya diperoleh dari

Jurusan Teknik Kelautan, Fakultas TeknologiKelautan - Institut Teknologi Sepuluh

Nopember Surabaya. Berikut adalah beberapa

gambaran data yang akan digunakan dalam

perencanaan strukturjacket:

Nama Perusahaan : BP Jawa Barat

Lokasi : Barat Laut dari Laut

Jawa Indonesia,

dengan letak

koordinat :-LintangSelatan

00606 37.20

-Bujur Timur10808 59.40

Kedalaman laut : 105 feet (32 meter)

Berat Platform : 1051,97 kips

(525,985 ton)

III.1.3 Kriteria DesainJacket

Kriteria desain jacket harus diketahui

agar kita dapat mengetahui pada bagian manakita akan mengerjakan bangunan tersebut.

III.1.4 Pemilihan Tipe strukturJacket

Pemilihan tipe struktur jacket meliputi

jarak antar kaki jacket maupun kaki pada

batter, dan pola perangkaan yang akan

digunakan dalam merencanakan strukturjacket

juga merupkan hal penting dalam pendesainan

strukturjacket.

III.1.5 PembebananPlatform atau anjungan adalah struktur

yang khusus didesain untuk kegiatan eksplorasi

dan eksploitasi minyak dan gas bumi di lepas

pantai.Anjungan harus dapat menahan beban-

beban yang bekerja padanya. Beban-beban

tersebut diperhitungkan dalam analisis yang

dilakukan. Dalam mendesain suatu anjungan,

semua beban mulai dari saat fabrikasi,

instalasi, sampai saat pengoperasian harus turut

diperhitungkan. Namun pada tugas akhir ini,

analisa yang dilakukan hanya pada kondisi

anjungan tidak beroperasi. Perhitungan beban-

beban lingkungan yang bekerja pada struktur

mengacu pada rekomendasi yang diberikan

API RP2A dan dilakukan berdasarkan data

oseanografi dan meteorologi seperti tinggi

gelombang, perioda gelombang, kecepatan

angin, arus, pasang surut, gempa bumi, kondisi

tanah dan lain sebagainya.

Struktur ini menjadi subjek terhadap

berbagai macam pembebanan, dimana menurut

API RP2A beban yang dapat diterima oleh

struktur anjungan lepas pantai adalah sebagai

berikut :

Studi literatur

Mulai

Pengumpulan data

Kriteria desain Jacket

Pemilihan tipe struktur Jacket

Perhitungan pembebanan

Perencanaan batang tubular dansambungan

Pemodelan pada program Bantu

Analisa inplace

NOT OK

OK

Kontrol

Desain

Kesimpulan

Selesai

Analisa fatigue


4/16

4

1. Beban Mati2. Beban Hidup

3. Beban Lingkungan

4. Beban Konstruksi

5. Beban Tambahan

6. Beban Dinamik

III.1.6 Perencanaan Batang Tubular dan

Sambungan

1. Batang TarikBatang tarik lazim dijumpai pada struktur baja

sebagai member (batang) struktural pada

struktur rangka berjenis menara. Keadaan batas

kekuatan yang berpengaruh bagi suatu batang

tarik dapat berupa :

a. Pelelehan penampang lintang bruto batangpada tempat yang jauh dari titik

sambunganb. Retakan dari suatu luas bersih efektif

(yakni melalui lubang-lubang) pada

sambungan.

2. Batang TekanPada umumnya batang tekan akan

mengalami buckling(tekuk) atau lenturan tiba-

tiba akibat ketidakstabilan sebelum mencapai

kekuatan penuh material baja tersebut. Hanya

batang yang sangat pendek saja yang dapat

dibebani sampai ke tegangan lelehnya. Karena

itu diperlukan pengetahuan yang mendalam

tentang stabilitas tekan untuk desain batang

tekan dalam struktur baja.

III.1.7 Pemodelan Pada Program Bantu

(SACS 5.2)

Setelah semua tahapan penentuan

konfigurasi struktur dan penentuan member

serta beban lingkungan maka akan dilakukan

permodelan struktur dengan software SACS

5.2 yang meliputi pembuatan model geometri,

pendefinisian member section dan materialproperty, tumpuan model beban independen

dan kombinasi sesuai standar API-RP2A.

III.1.8 AnalisaInplace

Setelah semua unsur permodelan selesai

dilakukan maka dilakukan analisa statis

terhadap struktur global dengan tujuan untuk

memperoleh data member stress, deflection,

reaksi tumpuan, unity check serta joint

punching shear check. Analisa inplace

dilakukan secara terpisah dengan

menggabungkan beban lingkungan yang

maksimum antara 1 tahun dan 100 tahun

dengan beban operasional platform untuk

memperoleh beban lingkungan yang

kondisinya paling merugikan untuk dianalisa.

Analisa inplace dapat dibagi menjadi dua

kondisi, yaitu :

1. Kondisi operasiPada kondisi ini, anjungan beroperasi secara

normal sehingga struktur menerima seluruh

beban yang kerja yang ada. Beban

lingkungan yang terjadi pada struktur

seperti beban gelombang, angin, dan arus

diambil harga ekstrim untuk periode ulang 1

tahun.

2. Kondisi badai

Kondisi ini merupakan kondisi terjadinya

badai pada lokasi struktur. Pada kondisi ini

tidak akan ada beban work over rig live, danbeban hidup yang bekerja pada tiap level

deck tereduksi 25%. Selain itu, crane

dianggap tidak bekerja akibatnya, hanya ada

nilai beban crane vertikal saja. Allowable

stress dari tiap batang dinaikan harganya

sebesar 133% menurut peraturan dari AISC.

Dalam tugas akhir ini, analisa inplace

dalam perencanaan struktur jacket yang

lebih ditekankan adalah pada saat kondisi

badai (storm condition) yang dilakukan

dengan bantuan software SACS 5.2

(Structure Analysis Computer System).

Analisa dilakukan dengan anggapan bahwa

struktur dan pile mempunyai kekakuan

linier, dan tanah mempunyai kekakuan non

linier. Kekakuan model ditentukan oleh

batang batang struktur utama dari deck,

caisson, brace, dan pile. Konduktor dan

boatlanding dianggap bukan merupakan

bagian dari struktur, sehingga tidak

memberikan konstribusi terhadap kekakuan

struktur, tetapi hanya menyalurkan gayalingkungan yang diterima kepada struktur

utama. Beban lingkungan yang bekerja

seperti beban gelombang, angin dan arus

dianggap sebagai beban statik dan

dikombinasikan dari 8 arah penjuru mata

angin.


5/16

5

BAB IV

PERANCANGAN STRUKTURJACKET

IV.1 DATA PERANCANGAN DAN

PEMBEBANAN STRUKTUR

Pemodelan strukturjacket dilakukan dengan

bantuan software SACS 5.2. Semua data yangdigunakan pada pemodelan strukturjacket dalam

tugas akhir ini, baik berupa data beban, data

lingkungan, maupun data struktur merupakan

data asli sesuai dengan kondisi yang ada

dilapangan.

IV.1.1 Data Beban Geladak

Beban yang digunakan dalam input data

untuk perancangan struktur jacket adalah beban

geladak/deck(topside loads) yang nantinya akan

didistribusi ke kaki geladak (deck leg). Databeban yang akan digunakan adalah sebagai

berikut :

Tabel 4.1 Data beban geladak/topside loads

LOAD LOAD QUANTITY

Dead Load 176.08 kips.

Live Load Cellar Deck 295.18 kips.

Live Load Main Deck 580.17 kips.

Total Topside Loads 1051.97 kips.

IV.1.2 Data Lingkungan

Kondisi lingkungan merupakan faktordengan pengaruh terbesar pada kebutuhan

kekuatan dan ruangan minimal bagi sebuah

anjungan lepas pantai. Angin, badai, arus, dan

gelombang tidak hanya membawa beban lateral

pada anjungan, namun juga mempersulit

dukungan logistik bahan-bahan yang dibutuhkan

bagi kegiatan di anjungan, yang kemudian akan

memperbesar jumlah storage yang dibutuhkan,

dan secara mencolok akan memperbesar

payload, yaitu beban pada modul geladak

anjungan. Selanjutnya, akibat payload

membesar, akan dibutuhkan struktur yang lebihbesar.

Data lingkungan yang digunakan dalam

perancangan struktur jacket pada tugas akhir

ini adalah pada saat kondisi badai dengan

periode ulang 100 tahun.

a. Kedalaman LautKedalaman laut merupakan ukuran untuk

memerlukan besarnya tantangan yang harus

dihadapi oleh sebuah struktur anjungan lepas

pantai. Untuk kondisi Iingkungan yang

bagaimanapun (gempa, angin, gelombang,dsb), pengaruh kondisi Iingkungan ini

bertambah dengan pertambahan kedalaman.

Kedalaman ini juga akan menentukan tinggi

struktur penyangga yang terendam air, dan

ukuran, bentuk, dan berat struktur rangka

penyangga ini akan menetukan pemilihan jenis

anjungan dan akan mempengaruhi persyaratan

yang harus dipenuhi oleh galangan fabrikasi

dan tongkang pengangkat yang dibutuhkan.Dari segi teknik, kedalaman laut

merupakan salah satu kriteria yang penting

untuk mendesain struktur jacket.Dalam Tabel

4.2 akan dijabarkan mengenai data kedalaman

laut yang akan digunakan untuk perancangan.

Tabel 4.2 Data kedalaman laut

DescriptionReturn Periods

1 year 100 year

Mean Sea Level (MSL) 105.00 ft 105.00 ft

Storm Tide 0.30 ft 0.50 ft

Highest AstronomicalTide (HAT) 3.80 ft 3.80 ft

Maximum Water Depth 107.20 ft 107.40 ft

Dalam analisa inplace, kedalaman laut yang

digunakan adalah 105 feet dengan periode

ulang 100 tahun untuk kondisi badai.

b. AnginGaya angin yang mengenai struktur jacket

adalah fungsi dari kecepatan angin, orientasi

struktur, dan karakteristik aerodinamik dari

struktur dan setiap elemennya. Padaperancangan struktur jacket ini digunakan

kecepatan angin dalam kondisi badai dengan

periode ulang 100 tahun.

Tabel 4.3 Data kecepatan angin

Return Periods Mph Knots

1 year 38.00 33.02

100 year 63.00 54.74

c. ArusArus di laut biasanya terjadi akibat adanya

pasang surut dan gesekan angin pada

permukaan air (wind-drift current). Kecepatan

arus dianggap pada arah horizontal dan

bervariasi menurut kedalaman. Besar dan arah

arus pasang surut di permukaan biasanya

ditentukan berdasarkan pengukuran di lokasi.

Tabel 4.4 Data profil arus

Return

Periods

Percent of Depth Below Water Surface (%)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

1 year 2.6 2.4 2.3 2.1 2.0 1.8 1.7 1.5 1.4 1.2 0.8

100year

3.6 3.3 3.1 2.8 2.6 2.4 2.2 2.0 1.8 1.5 0.9


6/16

6

Pada API RP 2A WSD, terdapat

penggunaan Blockage Factor atau faktor

hambatan yang mengurangi kecepatan arus

disekitar anjungan. Dengan kata lain,

kehadiran struktur mengakibatkan arus

menyebar, sebagian arus mengelilingi struktur

dan tidak melaluinya, dan kecepatan arusdisekitar struktur berkurang sebesar 0.90 untuk

platform tipe triangle dengan faktor konversi

0.59 (ft/sec dari knots).

Dalam kondisi badai, arus terjadi bersamaan

dengan gerakan air akibat gelombang. Arah

arus pasang surut bisa tidak sama dengan arah

rambat gelombang, tetapi wind-drift current

biasanya diasumsikan searah dengan

gelombang.

d. GelombangGelombang terjadi akibat gangguan pada

fluida. Gangguan tersebut dapat berupa

gangguan pada permukaan air seperti

hembusan angin , atau dapat juga berupa

gangguan pada dasar laut seperti pergerakan

tanah atau gempa bumi.

Tabel 4.5 Data gelombang

Return PeriodsWave Height

(ft.)Wave Period

(sec.)

1 year 16.40 7.00

100 year 27.30 9.30

e.Marine GrowthStruktur yang terbenam di dalam air akan

mengalami pertambahan luas area melintang

akibat adanya marine growth. Marine growth

ditimbulkan oleh organisme laut yang

menempel pada struktur. Pertambahan luas

melintang ini mengakibatkan gaya gelombang

yang diterima oleh struktur menjadi lebih

besar.

Ukuran ketebalan marine growthbervariasi

pada tiap bagian struktur, dengan ketebalanmaksimum adalah 5.0 inch.

f. Kinematika GelombangKinematika gelombang yang telah

disesuaikan dengan penyebaran arah dan

ketidakseragaman, harus digabungkan dengan

profil arus yang telah disesuaikan dengan

faktor hambatan. Karena profil arus hanya

ditentukan untuk kedalaman air rata-rata pada

kriteria desain, harus digunakan beberapa cara

untuk memperpanjang atau memperpendek

profil arus tersebut terhadap ketinggian

gelombang lokal.

Pada API RP 2A WSDpenggunaan faktor

kinematika diijinkan dengan besaran 0.85

0.95 untuk kondisi badai pada daerah tropis

yang diterapkan pada kecepatan horizontal

partikel air dan akselerasi vertikal dari dua

dimensi gelombang. Untuk gelombang saat

badai dengan periode ulang 100 tahundigunakan faktor rata-rata sebesar 0.90 dan

akan secara otomatis ditambahkan pada

program SACS 5.2 pada menu SEASTATE.

Faktor kinematika gelombang tidak digunakan

pada analisis dengan periode ulang 1 tahun

karena kecepatan horizontal partikel dan

percepatan vertikal partikel air pada periode

ulang 1 tahun sangat kecil sehingga tidak

berpengaruh pada perhitungan gelombang.

g. ScouringScouring (gerusan) adalah penghilangan

lapisan tanah yang terdapat di dasar laut yang

disebabkan oleh adanya arus dan gelombang.

Seperti itu pengikisan yang dapat terjadi karena

proses geologi secara alami atau dapat juga

disebabkan oleh elemen struktural terganggu

aliran alami pada area dekat dasar laut.

Gerusan maksimum yang terjadi pada dasar

laut wilayah letak platform adalah sebesar 90

cm.

h. Koefisien HidrodinamikaDalam koefisien hidrodinamik terdapat dua

koefisien yaitu Drag Coefficients (Cd) atau

koefisien geser dan Inertia Coefficients (Cm)

atau koefisien inersia. Kedua nilai tersebut

terdapat pada member yang menyusun struktur

jacket dan penggunaannya harus sesuai dengan

API RP 2A WSD. Untuk perhitungan inplace

danfatigue, Cd dan Cm yang digunakan adalah

sebagai berikut :

Tabel 4.6 Koefisien Hidrodinamik

Inplace Analysis Cd CmSmooth members

Rough members

0.65

1.05

1.6

1.2

Fatigue Analysis Cd CmAll members 0.70 2.0

IV.1.3 Data Struktur

Pemodelan struktur jacket dengan

menggunakan program SACS 5.2 yang

didalamnya akan dimasukkan data profil yang

digunakan dalam desain jacket. Dengan data

profil membersebagai berikut:


7/16

7

1

2

3

P

10

W

2E

2D

2C

2B

23

25

7

2W

2V

30

F

3X

3W

3CA

3H

Tabel 4.7 Dimensi dan jenis profil member strukturjacket

Data dimensi struktur:

Tinggi chorddi atas permukaan laut: 12 feet

Tinggi chorddi bawah permukaan laut:

105 feet

Tinggijacket legdari dasar laut: 3.5feet

Tinggi riserdari lantai atas-bawah: 120,5feetPanjangjacket legpenumpu beban deck: 5 feet

IV.2 PEMODELAN STRUKTUR

Pemodelan struktur dilakukan dengan

menggunakan bantuan softwareSACS 5.2 dengan

memberikan simbol/nama pada masing-masing

joint dan member struktur yang membentuk

strukturjacket tersebut, sesuai dengan ukuran dan

karakteristiknya.

Gambar 4.1 Bentuk dan dimensi ketinggian struktur jacket

(feet)

IV.2.1 PemodelanJointStrukturJacket

Untuk perletakan pada joint, hanya

jacket leg yang yang berada diatas dasar laut

setinggi3.5feetdan riser yang bertemu dengan

conductor guide pada masing-masing lantai yang

diasumsikan mempunyai perletakan FIXED, dan

joint yang lainnya bukan FIXED.

Gambar 4.2Contoh penamaanjointstrukturjacket

Detail dari penamaan joint struktur jacket iniadalah sebagai berikut:

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 23, 24, 25, 26, 28,

29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 41, 42, 43, 48,

49, 50, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 67, 68, 69

A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, L, P, W

2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H, 2I, 2J, 2K, 2L,

2M, 2N, 2O, 2P, 2Q, 2R, 2S, 2T, 2U, 2V,

2W, 2X, 2Y, 2Z

3A, 3C, 3H, 3I, 3J, 3K, 3L, 3M, 3N, 3O, 3P,

3Q, 3R, 3S, 3T, 3U, 3V, 3W, 3X, 3Y, 3Z

4A, 4B, 4F, 4H, 4I, 4J, 4K, 4L, 4M, 4N, 4O,

4P, 4Q, 4R, 4S, 4T, 4U, 4V, 4W, 4X, 4Y, 4Z5A, 5B, 5C, 5D, 5E, 5F, 5G, 5H, 5I, 5J, 5K,

5L, 5M, 5N, 5O, 5P, 5Q, 5R, 5W, 5X, 5Y, 5Z

6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F, 6G, 6H, 6I, 6J, 6K,

6O, 6P, 6Q, 6R

Keterangan ProfilMember

Horizontal brace (HB)

Diagonal brace (DB)

Center Brace (CB)

Center BraceConnector

(CB1)Conductor Guide (CG)

Riser (RI)

Chord (JLA)

Jacket leg (JLB)

Batter / kemiringan

OD 16in; WT0,5 in

OD 20 in; WT0,5 in

OD16 in; WT0,5 in

OD12 in; WT0,5 in

W 14 x 34

OD 12 in; WT0,25 in

OD 34in; WT0,5in

OD 34in; WT1 in

1 : 12

+ 17.00top up jacket

+ 12.00(lantai atas)

+ 00.00Mean Sea Level

- 17.25 (lantai 2)

- 46.50 (lantai 3)

- 75.75 (lantai 4)

- 105.00 (lantai dasar)

- 108.50 (dasar laut)


8/16

8

IV.2.2 PemodelanMemberStrukturJacket

Gambar 4.3Detail memberstrukturjacket

Detail dari membertersebut adalah :

1. HBAdalah Horizontal Brace yang memilikiukuran dan karakteristik sebagai berikut :

- Outer Diameter(OD) : 16inch- Web Thickness(WT) : 0.5 inch- E Modulus : 29.000 ksi- G Modulus : 11.600 ksi- Yield Strength : 36 ksi- Density : 490 lb/cu ft

2. DBAdalahDiagonal Barceyang memiliki ukuran

dan karakteristik sebagai berikut :

- Outer Diameter (OD) : 20 inch- Web Thickness(WT) : 0.5 inch- E Modulus : 29.000 ksi- G Modulus : 11.600 ksi- Yield Strength : 36 ksi- Density : 490 lb/cu ft

3. CBAdalah Center Barce yang memiliki ukuran

dan karakteristik sebagai berikut :


4. CB1Adalah Center BarceConnector yang memiliki

ukuran dan karakteristik sebagai berikut :


5. CGAdalah Conductor Guideatau bisa juga disebut

sebagai Riser Guide yang memiliki ukuran dan

karakteristik sebagai berikut :

- W 14 x 34- E Modulus : 29.000 ksi- G Modulus : 11.600 ksi- Yield Strength : 36 ksi- Density : 490 lb/cu ft

6. RIAdalah Riser yang memiliki ukuran dan

karakteristik sebagai berikut :

- Outer Diameter(OD) : 12 inch- Web Thickness(WT) : 0.25 inch- E Modulus : 29.000 ksi- G Modulus : 11.600 ksi- Yield Strength : 35 ksi- Density : 490 lb/cu ft

7. JLAAdalahJacket Legyang merupakan kaki jacket

atau bisa disebut juga sebagai chord yang

memiliki ukuran dan karakteristik sebagai

berikut :

- Outer Diameter(OD) : 34inch- Web Thickness(WT) : 0.5inch- E Modulus : 29.000 ksi- G Modulus : 11.600 ksi- Yield Strength : 36 ksi- Density : 490 lb/cu ft

8. JLBAdalah Bottom/Top dan can Jacket Leg yang

merupakan sambungan dari jacket leg pada

bagian atas, dasar laut dan pada setiapsambungan memberyang memiliki ukuran dan

karakteristik sebagai berikut:

- Outer Diameter(OD) : 34inch- Web Thickness(WT) : 1 inch- E Modulus : 29.000 ksi- G Modulus : 11.600 ksi- Yield Strength : 36 ksi- Density : 490 lb/cu ft

CG

JLA

DB

RI

HB

CB

CB1

JLB


9/16

9

IV.2.3 OffsettingOffseting dilakukan setelah setiap

member pembentuk struktur jacket diberi nama

sesuai dengan ukuran dan karakteristiknya.

Offsetting dilakukan terhadap setiap joint/

pertemuan ujung member yang terdapat

penumpukan.Offsetting, adalah upaya memindahkan

ujung-ujung setiap member dengan mengubah-

ubah (trial and error) koordinat sumbu X, Y,

dan Z pada ujung-ujung setiap member yang

bertemu pada setiap joint pembentuk struktur

jacketpada posisi sedemikian hingga. Sehingga

setiap member yang bertemu pada joint tidak

mengalami over stressakibat penumpukan ujung

member pada joint. Karena hal ini akan

berpengaruh kepada UC (Unity Check) pada

setiap joint. Semakin rapi offsetting, maka

semakin baik pula pemodelannya. Dalamoffsetting,sumbu yang digunakan adalah sumbu

lokal struktur.

Berikut ini akan ditampilkan pemodelan

member yang sebelum dan sesudah dilakukan

offsetting pada beberapajoint:

Joint P :

Gambar 4.4Tampak kiri sebelum dan tampak kanan sesudah

dilakukan offsetting padajointP

Joint W :


dilakukan offsetting padajointW

Joint 1 :


dilakukan offsetting padajoint1

Joint A :


dilakukan offsetting padajointA

IV.2.4 Pemodelan Akhir Struktur Jacket

Dengan Program SACS 5.2

Gambar 4.8Tampak isometri strukturjacket

Gambar 4.9Tampak atas dan bawah strukturjacket

Gambar 4.10Tampakjacketpada bentang tengah


10/16

10

Gambar 4.11Tampak depan dan belakang strukturjacket

IV.3 PEMODELAN BEBAN STATISPemodelan statis pada struktur jacket

dirancang dengan perhitungan bahwa struktur

jacketmenerima beban deck/platformyang berupa

gaya aksial kebawah sebesar 1051.97Kips 1052

Kips yang disalurkan secara merata pada masing-

masing kaki jacket sebesar 350.67 Kips. Berikut

ini akan ditampilkan gambar pembebanan akibat

beban deck/platformpada strukturjacket.

Gambar 4.12Penyaluran beban deck/platform pada struktur

jacket

IV.4 PEMODELAN BEBANINPLACE

(KONDISI BADAI)

Analisa inplace secara global dilakukan

untuk membedakan secara terpisah antara

maksimum 1 tahun dan 100 tahun beban

lingkungan dengan beban operasional platform

untuk memperoleh beban lingkungan dengankondisi yang paling merugikan untuk analisis.

Pada perancangan struktur jacket dalam tugas

akhir ini analisa yang dilakukan hanya pada

kondisi badai, karena keadaan paling ekstrim pada

strukturjacket untuk dianalisa terjadi saat badai.

Pemodelan struktur untuk analisa

seluruhnya menggunakan program SACS 5.2.

Beban lingkungan dilakukan langsung secara

keseluruhan dan beban topsidesecara keseluruhan

atau dijumlahkan oleh modul SEASTATE .

Beban gelombang dan arus dilakukan secarakeseluruhan sesuai dengan persamaan Morison

yang terdapat dalam API RP 2A WSD 21st

Edition. Persamaan Morison (O Brien and

Morison, 1952) menyatakan bahwa gaya

gelombang dapat diekspresikan sebagai

penjumlahan dari gaya seret (drag force, FD),

yang muncul akibat kecepatan partikel air saat

melewati struktur, dan gaya inersia (inertia force,

FM) akibat percepatan partikel air.

Kondisi dasar untuk pembebanan analisis

inplace saat kondisi badai pada struktur jacket,

adalah sebagai berikut :

Tabel 4.8Basic Loads for Inplace AnalysisLoadcn 1 Bouyant Self Weight of Structure

Loadcn 2 Main Deck Superimposed Load

Loadcn 3 Cellar Deck Superimposed Load

Loadcn 4 Miscellaneous Loads

Loadcn 5 100 year storm wind load in X-direction

Loadcn 6 100 year storm wind load in Y-direction

Loadcn 7 100 year storm current & wave loads at 0o












IV.5 PEMODELAN FATIGUE

IV.5.1 Gelombang

Pada Gambar 4.13 dapat dilihat diagram

aplikasi dari teori gelombang Airy, Stokes 5th

order, dan stream fuction yang dimodifikasi oleh

API RP 2A-WSD2000untuk keperluan desain.Diagram tersebut merupakan diagram yang

membandingkan kecepatan partikel air,

350.67 Ki s

350.67 Kips

350.67 Kips


11/16

11

percepatan, tinggi gelombang, dan panjang

gelombang yang dihitung dari teori gelombang

yang sering digunakan.

Gambar 4.13 Diagram aplikasi teori gelombang untuk

keperluan desain

Parameter-parameter dari teori gelombang

tersebut adalah sebagai berikut :

d : water depth(105ft)

H : tinggi gelombang dalam kondisi badai

(27.30ft)

g : gravitasi (9.81 m/s2)

T : periode dalam kondisi badai (9.30detik)

Dari beberapa parameter tersebut, kemudian

dimasukkan ke dalam persamaan untuk

menentukan teori gelombang yang akan

digunakan

Hasil dari persamaan beberapa parameter

tersebut kemudian diplot kedalam diagram

aplikasi teori gelombang untuk keperluan desain,

yang kemudian didapat bahwa teori gelombang

yang digunakan adalah Stokes Orde 5. Teori

gelombang Stokes Orde 5 merupakan teori

gelombang yang digunakan untuk mendapatkan

ketelitian yang lebih baik dalam kecuramangelombang. Teori gelombang Stokes orde 5

banyak digunakan dalam perhitungan

gelombang dengan amplitudo kecil.

IV.5.2 Life Designdan Safety Factor

Strukturjacket didesain dengan kriteria

umur desain dan angka keamanan sebagai

berikut :

Life Design : 40 tahun

Safety Factor : 2

Dari data jacket dan lingkungan serta

beban deck yang telah ditentukan, dimasukkan

ke dalam software SACS 5.2. Data lingkungan

beserta data beban perlu diperhitungkan, karena

pemodelan SACS 5.2 dimaksudkan untuk

mewakili gambaran kondisi sesungguhnya di

lapangan. Dimana kondisi pada lapangan, beban

yang bekerja adalah berat sendiri beserta dengan

seluruh beban ruangan dan beban gelombangdimana struktur tersebut diletakkan.

Setelah semua data di atas dimasukkan,

maka ditambahkan pula data berupa beban

gelombang berulang yang didapat dari data yang

telah ditentukan. Berikut ini adalah data

gelombang berulang :

Tabel 4.9 10 years directional Wave Height distributionWave

Height (ft)N NE E SE S SW W NW

2 6.714.600 8.996.200 119.296.200 8.083.600 1.825.300 1.564.600 9.713.300 8.996.200

6 229.880 308.050 660.750 276.740 63.640 54.490 332.600 308.050

10 7.752 10 .390 22.270 9.336 1.060 910 11.212 10.390

14 260 348 754 314 375 348

18 8 11 25 10 13 1122 1 1 1

TOTAL 6.952.500 9.315.000 19.980.000 8.370.000 1.890.000 1.620.000 10.057.500 9.315.000

Setelah data beban gelombang berulang

tersebut dimasukkan ke dalam software, maka

langkah selanjutnya adalah menganalisis kondisi

struktur jika dikenai beban kombinasi yang

berasal dari beban sendiri yaitu beratjacket, deck

beserta beban lingkungan dan beban gelombang

berulang.

IV.5.3 Allowable Stresses

Allowable Stresses atau tegangan ijin

yang digunakan dalam perancangan struktur

jacket secara spesifik terdapat dalam API RP

2A-WSD 2000 dan juga bergantung pada Yield

Strength material yang menyusun struktur

jacket.

Tegangan Ijin yang diijinkan untuk

digunakan dalam kondisi-kondisi beban fatigue

pada kombinasi beban inplace kondisi badai

dengan periode ulang 100 tahun adalah sebesar

1.333.

0033.0

30.981.9

30.2722

xgT

H

013.030.981.9

10522

xgT

d


12/16

12

IV.6 KOMBINASI PEMBEBANAN

Dari beban-beban yang ada, akan

didefinisikan beban gabungan (combined load)

dari tiap arah beban lingkungan. Pada program

SACS 5.2 setelah seluruh desain struktur selesai

didesain kemudian seluruh beban-beban yang

akan digabungkandimasukkan sebagai input data.

Kombinasi pembebanan yang dilakukan

adalah kondisi saat statis karena data platform

yang digunakan merupakan data fix, dengan kata

lain seluruh bebanplatformyang ada digabungkan

dengan seluruh beban angin, gelombang, dan arus

yang kemudian disalurkan sesuai arah

pembebanan.

BAB V

ANALISIS STRUKTUR

V.1 ANALISIS STATIS

V.1.1Massa Total (Total Mass)

Dalam hal ini analisis statis dilakukan

untuk mendapatkan nilai massa total (total mass)

pada strukturjacket. Dari hasil pemodelan SACS

5.2 dapat diketahui massa struktur secara

keseluruhan (total mass) sebesar 224.682 Kips

(112.341 ton).

Massa total struktur didapatkan dari hasil

analisis SACS 5.2 setelah memasukkan seluruh

data struktur jacket yang telah dibuat yang

kemudian dilakukan proses running. Setelah

proses running selesai dilakukan, kemudian

untuk melihat massa total pada hasil running

dapat dilihat pada toolbarLoaddan selanjutnya

dipilih menu Self Weightsehingga muncul nilai

massa total struktur sebesar 224.682Kips

V.1.2Titik Berat (Center of Gravity)Analisis statis juga digunakan untuk

mencari letak dari titik berat/center of gravity.

Berdasarkan perhitungan SACS 5.2, didapatkan

letak titik berat (center of gravity) dari struktur

jacket dengan uraian sebagai berikut :

X : 13.249feet

Y : 6.795feet

Z : -60.985feet

Letak titik berat (center of gravity)

struktur didapatkan dari hasil analisis SACS 5.2pada file saclst.storm pada bagian summary of

seastate generated dead and bouyancy loads.

Gambar 5.1 Letak Center of Gravity struktur jacket pada

tampak belakang dan isometri

Gambar 5.2 Letak Center of Gravity struktur jacket padatampakbawah

Gambar 5.1dan Gambar 5.2menunjukkan

letak dari center of gravity (titik berat) dari

strukturjacket. Letak titik tersebut ditunjukkan

dengan titik hitam bulat yang terletak pada

koordinat (X = 13.249; Y = 6.795; Z = -60.985)

dalam satuanfeet.

V.1.3Pusat Daya Apung (Center of

Bouyancy)

Berdasarkan perhitungan SACS 5.2,didapatkan letak pusat daya apung (center of

buoyancy) dari struktur jacket dengan uraian

sebagai berikut :

X : 13.137feet

Y : 6.860feet

Z : -69.392feet

Letak titik pusat daya apung (center of

buoyancy) struktur didapatkan dari hasil analisis

SACS 5.2 pada file saclst.storm pada bagian

summary of seastate generated dead and

bouyancy loads, sehingga muncul letak center ofbuoyancyseperti yang terlihat pada Gambar 5.3

dan Gambar 5.4.


13/16

13

Gambar 5.3 Letak Center of Bouyancy struktur jacket

pada tampak belakang dan isometri

Gambar 5.4 Letak Center of Bouyancy struktur jacket

pada tampak bawah dan samping kiri

Gambar 5.3 dan Gambar 5.4 menunjukkan

letak dari center of bouyancy(pusatapung) dari

struktujacket. Letak titik tersebut ditunjukkan

dengan titik hitam bulat yang terletak pada

koordinat (X = 13.137; Y = 6.860; Z = -69.392)

dalam satuanfeet.

V.3 ANALISISINPLACE

Dari hasil running program SACS 5.2

untuk perhitungan analisis inplace(kondisi badai)

pada struktur jacket dapat dilihat output yang

dihasilkan seperti :

1. Reaksi Tumpuan (Support Reaction)Reaksi tumpuan yang terjadi pada struktur

jacket akibat beban kombinasi sesuai dengan

jenis pembebanan adalah sebagai berikut :

Tabel 5.1Reaksi tumpuan

LoadCase

Force (Kips) Moment (Ft-Kips)

X Y Z X Y Z

1000100110021003100410051006

100710081009101010111012

0.000-129.561-113.389-69.847

-6.66660.683

110.886

130.524114.04369.547

6.142-60.269

-110.273

0.0002.568

-57.473-101.736-118.237-104.035-61.925

-2.90057.462

101.586117.438103.982

62.096

598.950601.287600.233602.382602.031602.348601.832

601.527603.238602.430601.402600.455600.160

4327.0944439.6662103.689

393.430-273.293272.061

1923.381

4227.5906589.2718331.4558939.7298415.8636754.680

-7477.631-2795.949-3508.808-5262.077-7609.691-9999.486

-11672.285

-12245.435-11496.478

-7414.668-9770.224-5044.051-3336.928

0.000896.362-77.819

-1004.020-1610.244-1812.809-1578.415

-911.31471.622

996.7321594.5231800.0291569.885

Dari data diatas dapat diketahui bahwa reaksi

tumpuan terbesar terdapat pada load case

1008pada arah Z sebesar 603.238 Kips. Untuk

perhitungan momen maksimum, terdapat pada

load case 1007 pada arah Y sebesar -

12245.435Ft-Kips.

2.Maximum Joint Deflection:Maximum Joint Deflection untuk strukturJacket pada masing-masing sumbu sesuai

dengan load case adalah sebagai berikut :

Tabel 5.2Maximumjoint deflection

Load

Case

X Y Z

JointDeflection

(inch)Joint

Deflection

(inch)Joint

Deflection

(inch)

1000

1001

1002

1003

1004

1005

1006

1007

1008

1009

1010

1011

1012

2U

2T

2T

2U

2T

3A

3A

3A

3A

2T

3A

2T

2T

1.1602

480.4348

417.8424

249.7540

2.3476

-252.4779

-441.1583

-505.4822

-426.3347

-244.5756

2.2977

240.6453

411.0750

3A

3A

2T

2U

3A

3A

3A

2T

3A

2T

2T

2T

2T

-0.6713

-1.4730

238.5791

428.0363

488.0214

438.8328

254.7119

-0.9684

-248.4883

-428.3674

-487.5182

-414.0982

-237.3361

2F

2T

2T

W

3A

3A

3A

3A

3A

G

2T

2T

2T

-0.2091

9.0587

5.2734

-0.2312

-5.2555

-9.5140

-11.0650

-9.5005

-5.3211

-0.2266

5.3421

9.0323

10.3185

Dari hasil analisa di atas, didapatkan maximum

joint deflectiont pada masing-masing arah X,

Y, dan Z.

3.Member Group SummaryDari hasil perhitungan SACS 5.2 untuk

member group summary dapat diketahui 3


14/16

14

member paling kritis, antara lain member 5W-

6G, member 4-J, dan member 8-C dengan

detail sebagai berikut :

Member 5W-6G

o Group ID : JLAo Load Condition : 1008o Axial stress : 7.93 Ksio Allowable Stresses : 26.62 Ksio Maximum Unity Check : 0.33Member 4-J

o Group ID : JLBo Load Condition : 1008o Axial stress : 4.34 Ksio Allowable Stresses : 28.79 Ksio Maximum Unity Check : 0.22Member 8-C

o Group ID : DBo Load Condition : 1001o Axial stress : 2.44 Ksio Allowable Stresses : 20.50 Ksio Maximum Unity Check : 0.16

Menurut API RP 2A WSD suatu struktur

dikatakan aman jika struktur tersebut

mempunyai unity check< 1.0.

4.Member Stress Control

Untuk contoh perhitungan kontrol tegangan

pada member, maka diambil contoh

perhitungan pada member 5W 6G, dimanapada member tersebut mempunyai unity check

terbesar, yaitu 0.33.

Member : 5W 6G

Grup ID : Chord (JLA)

L (Panjang) : 23.359feet =

280.308inch

OD (Outer Diameter) : 43inch

t (TebalMember) : 0.5 inch

Fy : 36 ksi

E (Modulus Elastisitas) : 29,000 ksi

K (Faktor panjang efektif) : 1

A (Luas permukaan) : * * (43 - 42)

: 64.088inch

member : 490 lb/ft

: 0.28356 lb/in

Mencari momen inersia

Jari-jari luar (R1) : 21.5inch

Jari-jari dalam (R2) : 21inch

= member : 0.28356 lb/in

tebal : 0.5 inch

dm : .dV

: .2 r.dr.t: .2 t.r.dt

m : . . t (R1 - R2)

: 3.14*0.28356*0.5(21.5-21)

: 9.465lb

I (Momen Inersia) :

: 2. . . t

: * . . t (R14-R2

4)

: * . . t (R12-R2

2)(R1

2+R2

2)

: * m * (R12+R2

2)

: * 9.465* (21.52+ 21

2)

: 4274.631in4

r (jari-jari girasi) :

: 21.25inch

Dari API RP 2A WSD 2000

Axial tensionstress:

Berdasarkan hasil perhitungan SACS 5.2, nilai

axial tension stress pada member 5W-6G

adalah,

ft= 7.93ksi

Berdasarkan API RP 2A WSD 2000 pasal

3.2.1, besar tegangan aksial tarik ijin adalah,

Ft= 0.6 FyFt = 0.6 * 36

Ft = 21.6 ksi

Sehingga,

ft < Ft ........................... (memenuhi)

Selain beberapa hasil perhitungan SACS

5.2 yang telah dijabarkan, hasil perhitungan

analisis inplace yang diperoleh antara lain

sebagai berikut :

- Summary of Seastate Generated Dead andBuoyancy Loads

- Summation of Forces and Moments- Shear and Moment at Mudline Versus Wave

Position

- Seastate Basic Load Description- Seastate Basic Load Summary- Applied Load Summary- Fixed Degree of Freedom Reaction

Summary

- Joint Deflections and Rotations- Reaction Forces and Moments- Element Unity Check Report- Member Group Summary

1

2

dmR

R

r

1

2dr

R

Rr


15/16

15

V.4 ANALISISFATIGUE

Fatigue merupakan kelelahan suatu sistem

struktur akibat pembebanan yang berulang-ulang

(cyclic loading). Batas dari fatigue (fatigue limit)

didefinisikan sebagai tegangan dimana material

atau sambungannya dapat menahan beban yang

berulang dalam jumlah tertentu, yang nilainya

dapat diperoleh dari kurva S-N (Tegangan vs

Jumlah siklus pembebanan yang diizinkan).

Kekuatan fatigue (fatigue strength) pada struktur

adalah tegangan maksimum yang dapat ditahan

oleh struktur tanpa mengalami keruntuhan pada

frekwensi pembebanan tertentu.

Metode yang digunakan untuk perhitungan

analisis fatigue adalah metode deterministic,

karena perilaku gelombang yang mengenai

struktur dianggap harmonis dan gaya serta

tegangan yang terjadi dihitung secara statik.Menurut API RP 2A, metode deterministic

digunakan pada struktur dengan karakteristik

sebagai berikut :

Lokasi struktur terletak pada perairan dengan

kedalaman kurang dari 400 feet

Struktur tidak memilii kekakuan tinggi

Frame struktur tidak memiliki redundansi

tinggi

Selain itu, dalam Tugas Akhir ini lebih

menekankan pada analisis inplaceyang analisanyalebih menekankan pada kondisi lingkungan yang

mempengaruhi struktur jacket khususnya saat

kondisi badai.

Dari hasil perhitungan SACS 5.2, kita

mendapatkan data outputberupa tegangan aksial,

Y-bending, dan Z-bending pada setiap member

yang menyusun struktur jacket. Dari gaya-gaya

nominal tersebut, kita masukkan ke dalam

perhitungan HSS (Hot Spot Stress) yang

didapatkan dari perkalian gaya nominal dengan

SCF. Nilai HSS adalah nilai tegangan maksimumyang bekerja pada joint. Dari nilai HSS tersebut,

kita masukkan ke dalam kurva S-N untuk

mendapatkan nilai N (cyclic). Dari nilai N, dengan

hukum Palmgren-Miner dapat ditentukan besarnya

kerusakan (D) dari tiap-tiap joint sehingga dapat

ditentukan umur kelelahan (tahun) dengan

formulasi 1/D untuk masing-masingvariasi tinggi

dan periode gelombang serta arah pembebanan.

Gambar 5.14Kurva S-N (API RP 2A WSD 2000)

Secara umum kejadian fatigue dapat

diuraikan menjadi 3 bagian yaitu crack awal(initialcrack), penyebaran crack(spreading), dan

keruntuhan (fracture).

Proses fatigue terjadi adalah pada saat

chord menyalurkan beban terhadap brace, maka

tegangan pada joint tersebut akan mencapai

maksimum. Sambungan chord dan brace dilas

pada saat proses fabrikasi, dan ketika las pada

joint mendingin, terbentuk retak mikro pada

ujung-ujung las. Retak mikro yang terjadi akan

menyebar pada saat jointdikenai beban tegangan

siklik dan akan merekah hingga penampang

member tidak mampu lagi untuk mentransferbeban dan terjadilah keruntuhan (fracture).

Sambungan tubular yang dikenai beban

akan menimbulkan tegangan maksimum (berupa

tegangan hotspot) pada sambungan (intersection).

Bagian sambungan merupakan bagian yang paling

rentan terhadap fatigue. Perbandingan antara

tegangan maksimum pada sambungan dengan

tegangan nominal disebut dengan Stress

Concentration Factor (SCF). Nilai SCF

merupakan komponen penting dalam perhitungan

fatigue damagekarena tegangan yang terjadi pada

sambungan tubular tidak menyebar secara merata.

Berikut ini adalah hasil akhir perhitungan

umur kelelahan padastrukturjacketsesuai dengan

arah pembebanan yang dikenakan pada struktur

dengan menggunakan program bantu SACS 5.2 :

Design Life : 40 tahun

Safety Factor : 2

Total Life Ratio: 1,354


16/16

16

Dari hasil perhitungan di atas, maka dapat

diketahui bahwa umur dari struktur jacket akibat

fatigue adalah :

=Design Lifex Total Life Ratio

= 40 x 1,354

= 54.16tahun.

BAB VI

PENUTUP

VI.1 KESIMPULAN

Adapun kesimpulan yang dapat diperoleh

dari berbagai analisis dalam Tugas Akhir denganjudul Design of Jacket Offshore Structure

Triangle Type, Under Inplace Analysis (Storm

Condition)adalah sebagai berikut :

1. Dengan analisis statis struktur dapat diketahuimassa total dari strukturjacketyang dirancang,

yaitu sebesar 224.682 Kips (112.341 ton)

2. Selain massa total struktur jacket,dari analisisstatis juga dapat diketahui titik berat dari

struktur jacket pada koordinat X:13.249 feet;

Y:6.795 feet; Z:-60.985 feet, dan dapat

diketahui pula pusat daya apung dari struktur

jacket pada koordinat X:13.137 feet; Y:6.860

feet; Z:-69.392feet.

3. Dengan analisis inplacedapat diketahui bahwajacket yang didesaincukup kuat untuk bertahan

pada kondisi badai dengan periode ulang 100

tahun. Hal ini dapat dilihat dari besarnya UC

(Unity check) pada setiap joint dan member

yang menyusun strukturjacketyang tidak lebih

besar daripada 1.

4. Dengan analisis fatigue (kelelahan) dapatdiketahui bahwa umur desain dari strukturjacketyang didesain hanya untuk masa operasi

kurang lebih 40tahun untuk safety factor2.

5. Dengan analisis fatigue (kelelahan) dapatdiketahui bahwa umur dari struktur jacket

akibat fatigue adalah 54.16tahun.

VI.2 SARAN

Setelah melakukan analisa inplace dan

fatigue terhadap struktur jacket yang didesain

berdasarkan data yang ada dengan menggunakan

program SACS 5.2, penulis memberikan beberapa

saran antara lain:

1. Perlu memperkenalkan ilmu bangunan lepaspantai lebih dalam di lingkungan Teknik Sipil

khususnya mengenai struktur bangunan lepas

pantai.

2. Perlu dilakukan studi lebih lanjut mengenaiilmu bangunan lepas pantai didalam analisa

yang lebih komplek dengan memperhatikan

aspek yang lebih detail lagi.

3. Membandingkan dengan struktur jacket yangasli, karena perencanaan struktur jacket yang

dirancang dalam Tugas Akhir ini adalah

sebagai sarana untuk memperkenalkan ilmubangunan lepas pantai khususnya struktur

jacket yang sengaja dibuat sebagai pijakan

awal untuk mempelajari ilmu bangunan lepas

pantai secara sederhana di jurusan Teknik Sipil

ITS.

SEKIANDAN

TERIMA KASIH

ITS-Undergraduate-12550-Paper.pdf

Documents