7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 1/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Negara Indonesia merupakan Negara kepulauan yang terdiri dari 17.508
pulau dengan luas seluruh wilayahnya dengan jalur 12 mil adalah 5 juta km 2, dan
62 persen dari luas wilayahnya adalah lautan.
Di balik itu semua, Indonesia menyimpan berbagai potensi sumber daya
alam yang berlimpah ruah, terutama bahan tambang. Indonesia diduga
menyimpan milyaran barrel minyak yang tersebar di seluruh kepulauan Indonesia.
Para ahli memperkirakan terdapat 50 cekungan potensial yang dapat
menghasilkan minyak bumi.
Untuk mengeksploitasi sumber devisa tersebut, diperlukan teknologi yang
memadai, mengingat pengeboran minyak bumi merupakan pekerjaan dengan
tingkat resiko yang sangat tinggi. Selain itu, tentu saja dibutuhkan sumber daya
manusia yang tangguh, sehingga dapat mendesain bangunan lepas pantai yang
memenuhi kaidah-kaidah keamanan struktur dengan melihat nilai ekonomisnya.
Sampai saat ini terdapat bermacam-macam jenis konstruksi bangunanlepas pantai sesuai dengan kebutuhan., yaitu :
1. Anjungan terapung (Mobile Offshore Drilling Units/MODU atau Floating
Production Platform/FLS) seperti semi submersible, drilling ships, tension
legs platform, jack up dsb.
2. Anjungan terpancang (Fixed Offshore Platform /FOP) seperti jacket,
concrete/steel gravity, tripod, dll.
3. Anjungan struktur lentur (Compliant Platform) seperti Articulated Tower,
Guyed Tower, dll.
Di antara jenis struktur-struktur di atas, jenis anjungan terpancang (Fixed Offshore
Platform) dengan tipe jacket yang saat ini paling banyak digunakan di dunia,
walaupun jenis ini hanya ekonomis beroperasi di perairan terbatas, yakni dengan
kedalaman sekitar 400-500 meter saja.
Sesuai dengan perairan Indonesia, yang rata-rata kedalamannya kurang
dari 100 meter, maka jenis anjungan yang paling cocok digunakan adalah
bangunan lepas pantai terpancang, atau Fixed Offshore Platform tipe jacket.
Jackson agung pD 321 07 008 - 1 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 2/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Struktur jacket adalah struktur dengan struktur rangka baja yang terdiri dari
kaki struktur dan rangka penunjang (brace) yang dikonfigurasikan dengan
berbagai tipe perangkaan. Tipe perangkaan ini berguna untuk membentuk struktur
jacket yaitu; brace tipe X, brace tipe K, brace tipe diagonal tunggal, maupun tipe
perangkaan kombinasi dari ketiga tipe tersebut.
1.2 TUJUAN DAN MANFAAT
Tujuan dan manfaat pembuatan laporan ini antara lain :
• Tujuan :
Mendesain struktur Fixed Offshore Platform yang memiliki
produktivitas dengan nilai ekonomis yang tinggi.
Mendesain struktur Fixed Offshore Platform yang memiliki
nilai keamanan yang cukup untuk mencapai tujuan
sebelumnya.
• Manfaat :
Memberikan wawasan dan pengalaman tentang bagaimana
mendesain sebuah struktur tipe Fixed Offshore Platform
yang memenuhi kaidah-kaidah struktur yang berlaku.
Jackson agung pD 321 07 008 - 2 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 3/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
1.3 SISTEMATIKA PERANCANGAN
Agar penulisan ini menjadi lebih terarah dan sistematis, secara umum
pokok-pokok pembahasan setiap bab diuraikan sebagai berikut :
BAB I : Pendahuluan
Terdiri dari Latar Belakang, Rumusan Masalah, Tujuan dan Manfaat,
Sistematika Perancangan dan Kerangka Perencanaan.
BAB II : Landasan Teori
Bab ini berisi :
A. Landasan Teori Prarancangan berisi teori Penentuan Lokasi Geografis
dan Karaterisrik Lingkungan serta Pemilihan Konfigurasi Struktur
(Pemilihan Konstruksi, Penetuan Berat Dan Luasan Geladak, Pemilihan
Bahan Struktur, Tiang Pancang, Perangkaan, Rangka Tubular Dan
Perencanaan Geladak).
B. Landasan Teori Analisa Beban Lingkungan berisi teori Beban
Gelombang ( Penentuan Karateristik Gelombang, Penenuan Teori
Gelombang yang Sesuai, Teori yang Dipergunakan, Teori Gaya
Gelombang ), Beban Arus ( Kecepatan Arus, Gaya Arus ), Beban Angin,
Kedalaman Perairan, dan Pasang Surut.BAB III : Prarancangan dan Analisa Beban Lingkungan
Bab ini berisi tentang deskripsi perencanaan, penentuan elevasi muka air
rencana, penentuan teori gelombang yang sesuai, tinjauan kondisi lingkungan,
penentuan luas dan berat geladak, desain struktur dan material element jacket,
perhitungan berat jacket, estimasi beban gelombang dan arus, stabilitas
struktur, serta perencanaan pondasi tiang ancang.
BAB IV : Kesimpulan
Bab ini berisi kesimpulan tentang kemampuan struktur untuk menahan beban
lingkungan yang bekerja terhadapnya.
Jackson agung pD 321 07 008 - 3 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 4/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
BatasanPembahasanPerencanaan BLP
Jackson agung pD 321 07 008 - 4 -
START
Pengumpulan informasi lokasiSumber minyak Jumlah kandungan minyak
Data lingkunganGelombang, Pasut, Arus, Angin
PRARANCANGANKONFIGURASI PERANGKAAN
• Pemilihan konstruksi
• Penentuan berat dan luas geladak
• Pemilhan bahan sruktur • Tiang pancang
• Pola perangkaan
• Rangka tubular
• Perencanaan geladak
PENENTUAN UKURAN AWAL
ANALISA BEBAN
• Analisa beban operasional
• Analisa beban lingkungan
• Penentuan karateristik gelombang• Penentuan teori gelombang yang sesuai
• Beban gelombang
• Beban arus
INPUT DATAPROGRAM
OUTPUT DATAPROGRAM
ANALISA
IR < 1
YA
TIDAK
KONFIGURASI OPTIMAL
• Type perangkaan
• Gemetri struktur
• Berat material
STOP
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 5/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 PRARANCANGAN
2.1.1 Pemilihan Lokasi
Pemilihan lokasi pembangunan struktur BLP didasarkan pada sedikit
banyaknya persediaan minyak bumi yang ada pada lokasi tersebut. Pemilihan
lokasi ini dapat ditentukan dengan mengadakan survey dan pengecekan pada
lokasi. Hasil survey ini selain menentukan ada tidaknya minyak bumi juga
berperan dalam penentuan letak dan jenis konstruksi yang akan dibangun,
pemilihan pondasi yang sesuai dan juga penentuan metode pengangkutan
konstruksi dan atau minyak bumi itu sendiri menuju tempat pemasaran (distribusi).
2.1.2 Karakteristik Lingkungan
Penentuan kondisi lingkungan untuk perancangan anjungan harus
dikonsultasikan dengan baik antara pihak perancang dengan pihak dinas
meteorologi dan geofisika.
Hal ini disebabkan terdapat dua jenis kondisi lingkungan untukperancangan bangunan lepas pantai, yaitu :
1. Kondisi (Lingkungan) Normal, adalah kondisi yang diperkirakan akan sering
terjadi di lokasi lepas pantai setempat. Kondisi ini penting baik selama
anjungan masih dalam tahap pemasangan, maupun selama umur kerja
anjungan di lokasi yang dimaksud.
2. Kondisi (Lingkungan) Ekstrim adalah kondisi yang jarang terulang di lokasi
lepas pantai setempat selama umur kerja anjungan di lokasi tersebut.
Kondisi ini penting untuk penentuan beban rancang.
Semua data yang didapat mengenai karakteristik lingkungan untuk kondisi
normal dan ekstrim harus didokumentasikan dengan baik, dan sumber data harus
dicatat.
Jackson agung pD 321 07 008 - 5 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 6/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Adapun karakteristik lingkungan yang dimaksud adalah :
1. Angin.
2. Gelombang.
3. Pasang Surut.
4. Arus.
5. Proses geologi aktif berupa gempa bumi, patahan,
ketidakstabilan dasar laut, penggerusan, gas dangkal.
6. Tumbuhan Laut.
7. Data lingkungan lainnya seperti; sedimentasi, kabut, udara
dan suhu air laut.
2.1.3 Pemilihan Konfigurasi Struktur
2.1.3.1 Pemilihan Konstruksi
Ada beberapa jenis fungsi anjungan lepas pantai, antara lain anjungan
pengeboran, anjungan produksi, anjungan akomodasi, anjungan instalasi, dan
lain-lain. Struktur rancangan anjungan lepas pantai ini direncanakan berfungsi
sebagai gabungan dari anjungan produksi dan anjungan pengeboran yang dikenal
dengan nama “self-contained drilling and production platform “. Struktur ini terdiridari sumur-sumur beserta persediaan dan peralatan pengeboran, dan
ditambahkan dengan fasilitas-fasilitas produksi. “Self contained platform” standar
memiliki dua buah geladak, empat tiang pancang, menggunakan jenis struktur
template, dan melayani sekitar 12 – 24 buah sumur. Peralatan pengeboran
umumnya dipasang pada geladak atas (upper deck), dan peralatan produksi
ditempatkan pada geladak bawah (lower deck).
Ada dua jenis struktur yang biasa menopang “self-contained platform” , yaitu
anjungan template/jacket dan anjungan menara (tower platform), keduanya
merupakan struktur terpancang. Dalam rancangan ini akan digunakan struktur
terpancang tipe “jacket steel platform” . Struktur ini, yang sekarang paling banyak
digunakan, terdiri dari struktur jacket dan struktur geladak yang diletakkan
diatasnya.
Geladak ditumpu oleh tiang pancang yang dipancangkan ke dasar laut
melalui kaki jacket. Tiang pancang bukan hanya sebagai penumpu geladak saja
Jackson agung pD 321 07 008 - 6 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 7/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
tetapi juga untuk membuat struktur tetap di tempat terhadap beban horizontal
seperti angin, gelombang, dan arus.
Tipe ini sudah digunakan sejak tahun 60-an dan cocok untuk platform yang
menginginkan peralatan dan platform yang efisien. Kemampuan pengeborannya
mencapai 25.000 ft atau sekitar 7500 meter, dengan peralatan yang tidak terlalu
membutuhkan ruangan yang besar. Tanki dan ruangan penampungan sesuai
untuk jenis sumur minyak yang belum diketahui pasti jumlahnya (Hypothetical
Well ). Kelebihan yang lainnya adalah, mampu beroperasi selama seminggu tanpa
diresupply kembali, dengan asumsi persyaratan yang dipakai adalah persyaratan
minimum.
Tipikal standar rigs ini antara lain; dapat didirikan dalam waktu 24 jam, dan
siap untuk memulai pengeboran dalam jangka waktu lima hari setelah
pemasangan peralatan-peralatan, sudah termasuk peralatan derrick substructure,
skid base, mud tank, fuel and water tank, engine package, pump package, dan
tempat tinggal (quarter building).
Ukuran standar rig biasanya 72’x150’ atau sekitar 21mx45m untuk 18-24
sumur minyak. Untuk jumlah sumur yang lebih kecil, ukuran tersebut dapat
berkurang.
2.1.3.2 Penentuan Berat dan Luas Geladak
1. Berat Geladak
a) Berat Kering
Berat kering merupakan berat fasilitas/peralatan kosong sesuai dengan
data perhitungan dari pabrik, yaitu terdiri dari peralatan utama, peralatan tersebar
dan baja struktur geladak atas.
b) Berat Operasional
Berat ini terdiri dari berat kering ditambah dengan bahan–bahan yang
dikonsumsi serta cairan yang terdapat dalam bejana dan perpipaan. Pada
anjungan kombinasi besarnya beban operasional dapat mencapai 1,30 – 1,35 dari
berat kering, termasuk baja struktur bangunan atas.
Wo = (1,30 - 1,35) Wk . . . . (2.1)
c) Berat Alat Angkat
Berat alat angkat bagian–bagian geladak atau modul–modul bangunan atas
merupakan berat yang menentukan jenis derek katrol yang akan dipakai untuk
Jackson agung pD 321 07 008 - 7 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 8/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
mengangkat fasilitas–fasilitas produksi. Besarnya berat cadangan bagi alat–alat
angkat, pengikat dan penganut (bracing) yang akan dipasang sementara pada
saat dilakukan pengangkatan untuk pemasangan komponen–komponen struktur di
atas adalah sekitar 5 % - 8 % dari berat kering.
Wa = (5%-8%) Wo . . . . (2.2)
d) Berat Pengetesan
Merupakan berat tambahan yang timbul pada saat pengetesan yang perlu
dilakukan pada peralatan, bejana–bejana atau perpipaan di atas anjungan. Berat
pengetesan menentukan beban temporer yang harus disangga geladak atas.
Jenis berat ini mungkin relatif kecil karena pengetesan pada saat tertentu
biasanya hanya dilakukan untuk satu jenis peralatan atau sistem perpipaan saja.
Jadi berat total geladak
(Wt) = Wo + Wl + Wt . . . . (2.3)
2. Luas Geladak
Sebuah metode praktis dalam menentukan berat kering dan luasan geladak
adalah menggunakan grafik dari buku “Planning and Designing of Fixed Offshore
Platform ” halaman 39. Grafik tersebut merupakan fungsi dari kapasitas produksi
yang diukur dalam BOPD (Barrrel Oil Per-Day ). Terlihat ada tiga buah kurva di
dalam grafik, yaitu :
- Estimated Upper Limit : digunakan jika anjungan berada di daerah dingin yang
dilengkapi dengan dua buah rig (sistem pengeboran) dan dirancang secara
konservatif.
- Median : digunakan untuk anjungan biasa yang dioperasikan di daerah panas
dengan GOR (Gas-Oil Ratio) rata–rata 300 sampai dengan 600 dan
perancangannya konservatif.
- Estimated Lower Limit : digunakan pada anjungan untuk pengolahan gas atau
tidak memerlukan banyak pengaturan tekanan.
Jackson agung pD 321 07 008 - 8 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 9/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Sumber ; Planning and Design of Fixed Offshore Platform, hal 39
Gambar 2.1 Grafik Estimasi Berat Kering Fixed Jacket Platform
Sumber ; Planning and Design of Fixed Offshore Platform, hal 39
Gambar 2.2 Grafik Estimasi Luas Geladak Fixed Jacket Platform
Jackson agung pD 321 07 008 - 9 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 10/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
2.1.3.3 Pemilihan Bahan Struktur
Pemilihan baja yang layak digunakan pada anjungan lepas pantai
sangatlah rumit. Untuk anjungan lepas pantai disyaratkan untuk menggunakan
baja tahan korosi, dapat dibentuk, dan mudah disambung dengan cara
pengelasan. Karena mengalami pembebanan yang tinggi, struktur anjungan lepas
pantai harus dibuat dari material yang kuat dengan karakteristik yang sesuai untuk
penggunaan di bawah laut.
Menurut tingkat kekuatan dan karakteristik pengelasan dapat
dikelompokkan menjadi tiga yaitu :
• Group I dirancang untuk baja lunak dengan spesifikasi kuat luluh 40 ksi
(280 MPa) atau kurang. Karbon ekivalen 0,4% atau kurang dan harus dapat
dilas dengan beberapa proses pengelasan.
• Group II dirancang untuk baja kekuatan menengah dengan spesifikasi kuat
luluh minimum 40 ksi (280 MPa) hingga 52 ksi (360 MPa), karbon ekivalen
0,45% lebih dan semua proses pengelasan harus menggunakan elektroda
hidrogen rendah.
• Group III dirancang untuk baja berkekuatan tinggi dengan spesifikasi kuat
luluh minimum 52 ksi (360 MPa). Baja ini dapat dipakai jika sudah
diketahui kemampuannya dalam hal :
- Mampu las dan prosedur khusus yang disyaratkan.
- Umur kelelahan dengan beban tegangan kerja yang tinggi.
- Ketahanan takik, kontrol kepecahan, prosedur inspeksi, tegangan kerja
dan temperatur lingkungan.
2.1.3.4 Tiang Pancang
Standard Self–Contained Rigs Platforms telah dirancang dan dikonstruksi
dalam banyak bentuk dan ukuran. Struktur ini awalnya dibuat dengan jumlah kaki
yang banyak beserta brace–brace horisontal dan diagonalnya. Dalam
perkembangan selanjutnya, di Teluk Meksiko, kebanyakan anjungan dikonstruksi
dengan dua klasifikasi, klasifikasi yang satu memakai 10 atau 12 kaki sedang
klasifikasi yang lain memakai 8 kaki. Dewasa ini, dengan adanya ukuran pipa yang
lebih besar, anjungan–anjungan cenderung dikonstruksi dengan 8 kaki. Jenis ini
dapat dipakai sampai kedalaman 400 feet (122 meter).
Jackson agung pD 321 07 008 - 10 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 11/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Struktur jacket berdiri mulai dari dasar laut (mudline) sampai ketinggian 10–
14 feet (3–4 meter) di atas MWL (Mean Water Level). Hal tersebut dimaksudkan
agar walkway (lorong untuk berjalan), yang dipasang persis di tempat mulainya
kemiringan kaki struktur, berada di atas gelombang normal harian.
Dalam arah melintang, di bagian atas jacket, jarak antara kaki kira–kira 36–
45 feet (12–13,7 meter). Sedangkan dalam arah memanjang jaraknya 40–60 feet
(12–18,3 meter). Jarak antara kaki dalam arah melintang sering ditentukan oleh
ukuran dari layout perlengkapan pengeboran dan atau produksi yang akan
ditempatkan di atas geladak. Geladak pengeboran dan geladak produksi biasanya
mempunyai ukuran yang melebihi area kaki–kaki jacket (memiliki cantilever).
Panjang cantilevernya kira–kira 12–15 feet.
Diameter pile dapat ditentukan dari tabel 1 dengan terlebih dahulu
menentukan besar kapasitas aksial yang dapat didukung oleh tiap pile dengan
pendekatan sebagai berikut :
n
W P = . . . .
(2.4)
Dengan : P = beban oleh tiang pancang
W = berat total
n = jumlah tiang pancang
1. Penentuan Ukuran Tiang Pancang
a) Diameter Tiang Pancang
Tabel 2.1 Penentuan Diameter Tiang Pancang Berdasarkan Kapasitas Axial
D tiangpancang
Kapasitas lateral Kapasitas axial
(inchi) (ton) (ton)
30 50-75T 250-750
36 70-90 500-1000
39 80-110 1000-1750
42 110-125 1500-2250
48 120-150 2000-2500
54 150-200 2500-2750
60 200-250 2750-3000
72 250-275 3000-4000
84 275-350 4000-5000
Jackson agung pD 321 07 008 - 11 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 12/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Sumber : planning and design of fixed offshore platform
b ) Tebal Dinding Tiang Pancang
Tabel 2.2 Tebal Minimum Dinding Tiang Pancang
Sumber : BKI (1991)
Kaki–kaki jacket dimiringkan agar memiliki ruangan yang lebih besar pada dasar
laut yang kemudian membantu dalam menahan momen guling yang timbul.
Kemiringan kaki jacket berkisar 1/8-1/10.
2.1.3.5 Perangkaan
Banyak pola yang biasanya dipakai pada perangkaan jacket bangunan
lepas pantai, antara lain pola K, T, N, X, Y, dan kombinasi dari pola-pola tersebut.
Pemilihan pola perangkaan yang digunakan ditentukan berdasarkan kedalaman
perairan dan lokasi bangunan lepas pantai yang direncanakan. Tetapi pola
perangkaan X seringkali dijumpai saat ini, karena pola perangkaan tersebut dapat
memperpendek panjang efektif tanpa mengurangi kekakuan struktur rangka
penyangga. Bila satu kaki rangka X dalam keadaan tertekan dan maka bagian
yang lain tertarik dari lendutan ke luar bidang pada pertemuan kedua rangka
tersebut. Keuntungan lainnya adalah diameter kedua rangka tersebut dapat
dikurangi sehingga mengurangi beban gelombang pada anjungan, dan pola
perangkaan ini cocok pada daerah rawan gempa seperti di Perairan Laut Jawa.
2.1.3.6 Rangka Tubular
Parameter utama dari suatu sambungan tubular antara lain :
D = diameter luar chord (m)
Jackson agung pD 321 07 008 - 12 -
Diameter Tiang Tebal Minimal
Inch Mm Inch Mm
24 610 0.5 13
30 762 3/16 14
36 914 - 16
42 1067 11/16 17
48 1219 3/4 19
60 1529 3/8 22
72 1829 1 23
84 2134 11/8 28
96 2438 11/4 31
108 2743 13/8 34120 3048 11/2 37
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 13/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
d = diameter luar brace (m)
T = tebal chord (m)
t = tebal brace (m)
α = sudut kemiringan brace terhadap chord (dalam derajat atau
radian)
L = panjang chord (m)
G = jarak terpendek antara ujung brace yang berhadapan yang
terletak pada penampang sambungan chord-brace (m).
Parameter yang paling menentukan dalam penentuan ukuran awal rangka
tubular adalah rasio kerampingan.
Tabel 2.3 Rasio Kerampingan
AREA kl/r
Teluk Meksiko 85Pantai Timur USA 80Pantai Barat USA 80
Alaska 75Laut Utara 75
Timur Tengah 110
Asia Tenggara 110
Sumber : planning and design of fixed offshore platform
Selain rasio kerampingan, karakteristik penting lainnya dari rangka tubular
adalah kestabilan penampang yang dinyatakan dalam radio diameter berbanding
tebal dinding yang juga menentukan kestabilan terhadap buckling lokal. Untuk
memperoleh tebal minimum ini digunakan tabel berikut :
Tabel 2.4. Rasio D/t
Komponen Struktur Rangka D/t
Kaki Struktur 45Sambungan Kaki 30 – 35
Brace 40 – 60Sambungan Brace 35 – 40
Kaki Geladak 35 – 40Brace Truss Geladak 35 – 45
Sumber : planning and design of fixed offshore platform
Jackson agung pD 321 07 008 - 13 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 14/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Sedang nilai K dapat ditentukan dari tabel :
Tabel 2.5 Nilai Faktor Panjang K
Part of Stuctur value of k
Top Deck Leg :
o With Bracing 1,0o Portal (without bracing) 1,0
Jacket Leg and Piling : o Grouted Composite section 1,0o Ungrouted Jacket Leg 1,0o Ungrouted Piling between Shim Points 1,0
Deck Truss Web Members :
o In Action Plane 0,8o Out of Plane Action 1,0
Jacket Braces :
o Face to face Length of Main Diagonals 0,8
o Face of Leg to Centerline of Joint Length of K
Brace 0,8
o Longer Segment Length of X Brace 0,9o Secondary Horizontals 0,7
o Deck Truss Chord Members 1,0Sumber :Pedoman rancang bangun bangunan lepas pantai di perairan Indonesia
Di samping parameter sambungan di atas, juga sering dikenal beberapa
parameter sambungan yang tidak berdimensi.
1. Aspek Parameter β (d/D)
Nilai β antara 0,4 < β , 0,7. Bila β , 0,3 memberikan gambaran
kemungkinan kegagalan sambungan terutama dalam bentuk kerusakan
sambungan las akibat tarikan atau desakan brace pada sisi chord, atau
kegagalan desakan geser ( punching shear failures). Bila β > 0,8
kemungkinan kegagalan terjadi dalam bentuk keruntuhan (collaps) pada
chord. Bila 0,3 < β < 0,8 kemungkinan kegagalan dalam bentuk interaksi
antara punching shear dan collaps.
2. Aspek Parameter γ (R/T)
Nilai γ memberikan gambaran ketipisan dari struktur turbular. Kegagalan
yang sering terjadi adalah bentuk tekukan (buckling), akibat dari hoop
Jackson agung pD 321 07 008 - 14 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 15/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
stres. Nilai γ untuk struktur tipis seperti bejana minimal 7,0. Untuk
bangunan lepas pantai nilai γ yang digunakan minimal 10.
3. Aspek Parameter τ (t/T)Nilai τ memberikan gambaran kemungkinan terjadi kerusakan dinding
chord yang mendahului kepecahan penampang brace. Hasil penelitian
harga τ untuk struktur bangunan lepas pantai berkisar 0,5 – 0, 7.
2.1.3.7 Perencanaan Geladak
1. Jenis Geladak
• Geladak Produksi (Production Deck)
Geladak ini terletak paling bawah dari susunan geladak, karena alat-alatyang digunakan untuk kegiatan produksi tidak membutuhkan ruang yang
luas. Geladak ini dimaksudkan sebagai tempat pengolahan dan pemisahan
antara minyak dan gas sebelum didistribusikan ke darat.
• Geladak Pengeboran (Drilling Deck)
Geladak ini terletak di atas geladak produksi. Pada geladak ini ditempatkan
fasilitas-fasilitas pengeboran seperti drilling derrick yang membutuhkan
ruangan terbuka dan bebas.
• Geladak Instalasi (Instalation Deck)
Geladak ini digunakan sebagai tempat instalasi-instalasi pembantu proses
ekspoitasi, seperti bengkel dan fasilitas derek.
• Geladak Tempat Tinggal (Quarter Deck )
Pada anjungan lepas pantai perlu pengawasan yang harus selalu dikontrol,
untuk itu disiapkan tempat tinggal yang direncanakan dengan
memperhatikan keselamatan dan kenyamanan untuk para pekerja.
• Geladak Helikopter (Helideck )
Helikopter digunakan untuk mempermudah pengangkutan pekerja dari
darat ke anjungan dan sebaliknya yang terletak di tengah laut. Bentuknya
dapat berupa lingkaran ataupun persegi.
2. Kaki Geladak
Seperti halnya perencanaan pile, perencanaan kaki geladak juga
mempertimbangkan beban aksial yang akan ditumpu selain pertimbangan beban
Jackson agung pD 321 07 008 - 15 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 16/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
lain dari lingkungan sekitarnya. Penentuan ukuran kaki geladak diusahakan agar
geladak terbawah tidak terkena puncak gelombang air laut, persamaannya
adalah : H = 0,5 Hm + PAT + PB . . . . (2.5)
Untuk ketebalan tiang kaki geladak dapat ditentukan sesuai rasio D/t pada
Tabel 2.3. Sedangkan pengukuran pengikat tiang geladak (brace) dapat didekati
dengan rasio kerampingan kl/r = 70-90 (Planning and Design of Fixed Jacket
Platform :564) dan ketebalannya sesuai dengan Tabel 2.3. Ukuran pengikat tiang
geladak yang diperoleh harus diuji dengan aspek parameter sambungan tubular.
3. Balok dan Pelat Geladak
Beban yang bekerja pada pelat geladak didistribusikan ke penumpu utama
geladak (main truss) kemudian ke kaki geladak oleh balok geladak. Geladak yang
tidak ditutup dengan sebuah modul, maka bagian lantai geladak ditutup dengan
pelat baja yang ketebalannya tergantung jarak balok geladak. Adapun persamaan
yang dipakai dalam penentuan ukuran balok dan pelat geladak adalah sebagai
berikut :
Mmaks = ql2 / 12 (untuk balok geladak) . . . . (2.6)
Fb = Mmax/S . . . . (2.7)
Mmaks = ql² / 10 (untuk pelat geladak) . . . . (2.8)
fb = Mmax/ S (S = lt
2
(m)/6) . . . . (2.9) dengan :
Mmaks = Momen maksimum yang bekerja pada geladak untuk tiap 1
meter lebar pelat geladak.
q = distribusi beban geladak
l = jarak antara balok geladak
fb = tegangan kerja pada pelat
FB = tegangan ijin
Syarat memenuhi fb < FB
Jackson agung pD 321 07 008 - 16 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 17/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Sumber : Perencanaan Bangunan Lepas Pantai , Catatan Kuliah, ITB, Bandung
Gambar 2.3 Tahapan Fabrikasi Struktur Jacket
Sumber : Perencanaan Bangunan Lepas Pantai , Catatan Kuliah, ITB, Bandung
Gambar 2.4 Prosedur Instalasi Struktur Jacket
Jackson agung pD 321 07 008 - 17 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 18/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
2.2 ANALISA BEBAN LINGKUNGAN
2.2.1 Beban Lingkungan
Analisa teknik yang utama untuk menentukan kemampuan kerja suatu
struktur khususnya struktur bangunan lepas pantai, dimulai pada analisa kondisi
pembebanan yang bekerja. Perhatian khusus ditujukan pada hal ini terutama yang
menyangkut ketepatan atau akurasi pada kondisi pembebanan terhadap struktur
bangunan lepas pantai.
Pada struktur bangunan lepas pantai, terdapat beberapa kondisi pembebanan
yang bekerja yakni :
• Beban Mati (Dead Load): merupakan beban-beban dari komponen-
komponen struktur pada keadaan kering serta beban dari peralatan,perlengkapan dan permesinan yang tidak berubah terhadap kondisi operasi
yang bagaimanapun.
• Beban Hidup (live load): merupakan berat keseluruhan peralatan,
perlengkapan dan permesinan yang dapat mengalami perubahan selama
kondisi operasional berlangsung.
• Beban Lingkungan (Environmental Load): merupakan beban yang
ditimbulkan oleh lingkungan (alam) dimana struktur bangunan lepas pantai
tersebut dioperasikan.
• Beban Fabrikasi (Fabrication Load); merupakan beban-beban yang
diakibatkan oleh pembuatan/fabrikasi, pengangkutan, peluncuran dan
pemasangan/instalasi di lokasi operasi.
• Beban Dinamis (Dynamic Load): merupakan beban yang ditimbulkan oleh
reaksi terhadap gelombang, arus, angin, gempa bumi, permesinan dan lain-
lain yang bersifat siklis.
Khusus untuk kondisi pembebanan lingkungan, dikategorikan dalam dua kondisi
khusus yakni :
1. Kondisi pembebanan lingkungan normal; merupakan kondisi yang sering
terjadi di lokasi operasi struktur bangunan lepas pantai.
2. Kondisi pembebanan lingkungan ekstrim; merupakan kondisi yang jarang
terjadi di lokasi operasi struktur bangunan lepas pantai.
Jackson agung pD 321 07 008 - 18 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 19/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Terdapat dua tipe beban lingkungan dalam tahap perancangan, yakni:
1. Beban lingkungan rancang; yang diperhitungkan berdasarkan kondisi
lingkungan yang telah ditentukan dalam perancangan dengan mengambil
tolak ukur dampak pembebanan yang terburuk.
2. Beban lingkungan operasional; yang diperhitungkan berdasarkan kondisi
lingkungan yang lunak atau bahkan merupakan kondisi batas yang bila
dilamapui akan menghentikan operasional struktur bangunan lepas
pantai.
Kedua tipe beban tersebut harus dikombinasikan dengan beban hidup dan beban
mati serta beban lingkungan lain untuk memperoleh perhitungan beban yang
akurat.
Untuk beban temporer atau beban sementara (beban akibat fabrikasi dan
instalasi) harus dikombinasikan juga dengan beban mati serta beban lingkungan
lain, berdasarkan kemungkinan-kemungkinan yang diperkirakan. Adapun beban
pada konstruksi harus diperhitungkan berdasarkan pembebanan yang
menimbulkan tegangan maksimum dengan memperhatikan tegangan izin.
Berikut ini adalah bagian dari beban lingkungan tempat bangunan lepas
pantai beroperasi, yakni :
a. Beban Angin; baik kondisi normal maupun ekstrim
b. Beban Gelombang Laut: untuk tipe gelombang normal dan ekstrim.
c. Beban Arus; baik arus yang diakibatkan oleh pasut, badai maupun sirkulasi
variabel-variabel fisik laut.
d. Beban akibat pasut; baik pasut astronomis maupun pasut karena angin
e. Beban Akibat Efek Geologis; seperti gempa bumi, runtuhan, penggerusan,
pelepasan gas dangkal, dan lain-lain.
f. Beban Akibat Organisme Laut; yang menimbulkan penambahan gaya
gelombang dan massa konstruksi.
g. Beban Gelombang Minor; seperti pengendapan, fogging, peningkatan
salinitas dadakan dan lain-lain.
Jackson agung pD 321 07 008 - 19 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 20/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Beban yang diperhitungkan dalam perencanaan struktur bangunan lepas pantai,
pada umumnya didominasi oleh salah satu beban lingkungan yakni gelombang.
Adapun arus dan angin merupakan beban lingkungan sekunder yang turut
diperhitungkan. Untuk itu, perancangan konstruksi anjungan lepas pantai, harus
memperhitungkan kondisi beban gelombang, beban arus dan beban angin serta
kombinasi antara ketiganya, bila terjadi bersamaan.
Perhitungan dan penentuan beban rancang sangat diperlukan dalam
mengontrol ukuran material struktur yang digunakan. Perhitungan beban dapat
dianalisis dengan dua cara, yaitu:
1. Analisa beban statis (Static Load Analysis)
2. Analisa Beban Dinamis (Dynamic Load Analysis)
Analisa beban statis umumnya dilakukan pada struktur yang tidak terlalu dalam,
namun untuk laut yang lebih dalam di mana untuk pengoperasiannya anjungan
cenderung bersifat lebih lentur (akibat hantaman gelombang secara terus-
menerus), maka disamping analisa statis juga perlu dilakukan analisa dinamis
(BKI , 1991).
Dalam analisa statis, beban-beban yang bekerja adalah pembebanan pada
struktur jacket misalnya beban geladak, beban beban bentur kapal (boat landing
load ) dan beban lingkungan (gelombang, arus dan angin). Adapun unsur-unsur
yang berpengaruh dalam analisa tersebut adalah gelombang laut, arus dan
kecepatan angin yang berpengaruh pada struktur bangunan atas.
Pada perencanaan bangunan lepas pantai ini, analisa beban difokuskan
pada beban-beban lingkungan diantaranya beban gelombang, beban arus dan
beban angin.
2.2.2 Beban Gelombang
1. Penentuan Karakteristik Gelombang
Yang termasuk karakteristik gelombang adalah :
1. Panjang Gelombang ( ) ; terukur dalam satuan jarak secara horizontal
arah jalaran dari puncak gelombang ke puncak gelombang berikutnya
Jackson agung pD 321 07 008 - 20 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 21/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
2. Periode gelombang (T) ; terukur dalam satuan waktu, berupa waktu
yang diperlukan partikel fluida cair untuk berada pada kedudukan
serupa dalam rangkaian pergerakan gelombang
3. Tinggi gelombang (H) ; terukur dalam satuan jarak secara vertikal Zdari puncak tertinggi sampai lembah terdalam profil gelombang yang
terjadi dalam rangkaian pergerakan gelombang.
Sedangkan parameter yang digunakan dalam menganalisa gelombang
adalah karakteristik gelombang, kedalaman laut, serta parameter lainnya seperti
percepatan dan kecepatan gelombang yang diperoleh dari persamaan teori
gelombang.
λ)
Gambar 2.5
2. Penentuan Teori Gelombang yang Sesuai
Pada umumnya gelombang di alam adalah sangat kompleks dan sangat
sulit dinyatakan dalam persamaan matematis. Untuk itu digunakanlah berbagai
teori gelombang yang merupakan pendekatan-pendekatan permasalahan
tersebut.
Teori gelombang tersebut antara lain; Teori Gelombang Airy, Teori Stokes,
Teori Cnoidal, Teori Gelombang Cappelear, dan Teori Gelombang Solitary.
Penentuan teori gelombang yang digunakan dalam analisa struktur
bangunan lepas pantai didasari berbagai parameter yang telah diketahui.
Parameter tersebut antara lain grafik hubungan h/λ dengan H/λ (Gambar 3.2).
Dengan h menyatakan kedalaman perairan, H menyatakan tinggi gelombang, λ
menyatakan panjang gelombang dan T menyatakan periode gelombang.
Jackson agung pD 321 07 008 - 21 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 22/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Gambar 2.6 Grafik Hubungan Panjang Gelombang, Tinggi Gelombang,
dan Kedalaman
Selain grafik hubungan tersebut, terdapat kondisi yang disyaratkan dalam
penggunaan teori gelombang. Kondisi tersebut dinyatakan dalam tabel 3.1.
Tabel 2.6 Kondisi yang Disyaratkan dalam Penentuan Teori Gelombang
Teori Gelombang Kondisi Yang disyaratkanConidal h/λ < 0,1 Hλ2/h3 > 15
Solitary h/λ <0,02 Hλ2/h3 > 15
Stokes h/λ > 0,1
Airyh/λ <0,05 (air dangkal)
Hλ2/h3<15h/λ >0,5 (air dalam)
Sumber : Teknik pantai
3. Teori Gelombang Laut
Pada umumnya bentuk gelombang di alam sangat kompleks dan sulitdigambarkan secara matematis ; karena ketidak-linieran, efek tiga dimensi dan
bentuk yang random (suatu deret gelombang mempunyai tinggi dan periode yang
berbeda). Terdapat beberapa teori dengan berbagai derajat kompleksitas dan
ketelitian untuk menggambarkan gelombang di alam, antara lain Airy, Stokes,
Cnoidal dan Soliton.
Jackson agung pD 321 07 008 - 22 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 23/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Karakteristik gelombang yang diperlukan dalam proses perencanaan bangunan
lepas pantai adalah :
• Elevasi gelombang permukaan
• Kecepatan partikel air (Horizontal dan Vertikal)
• Percepatan partikel air (Horizontal dan Vertikal)
• Bilangan, Frekuensi dan Dispersi Relasi Gelombang
• Kecepatan Gelombang (Celeritas)
• Tekanan Gelombang
1. Teori Gelombang Airy
Teori Gelombang Airy merupakan teori gelombang paling sederhana dari
semua teori gelombang yang ada. Teori ini berdasar atas batasan bahwa
amplitudo gelombang yang terjadi, sangatlah kecil dibanding kedalaman laut dan
panjang gelombangnya. Teori ini diturunkan dari persamaan Laplace untuk
Irrotasional Flow dengan kondisi batas dasar laut dan permukaan air.
Teori Gelombang Airy selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran.
2. Teori Gelombang Stokes
Dalam proses linearisasi di teori Airy, persamaan gelombang diturunkan
dengan mengabaikan suku (u2 + v2) dari persamaan Bernouli. Jika tinggi
gelombang relatif besar, maka suku tidak linear tersebut, tidak boleh diabaikan.
Olehnya diterapkan teori Stokes, dengan memperhitungkan besara-besaran yang
berorde lebih tinggi; sehingga didapatkan nilai tambahan dari kompenen
persamaan yang berorde lebih tinggi tersebut, seperti orde dua ,orde tiga dan
seterusnya.
Teori Gelombang Stokes selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran.
3. Teori Gelombang Cnoidal
Untuk memformulasi gelombang panjang dengan amplitudo berhingga di
laut dangkal, akan lebih sesuai jika digunakan teori gelombang Cnoidal.
Gelombang Cnoidal adalah gelombang periodik yang lazimnya mempunyai
Jackson agung pD 321 07 008 - 23 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 24/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
puncak tajam yang dipisahkan oleh lembah yang cukup panjang. Teori ini berlaku
apabila nilai λ /h <1/8 dan nilai parameter Ursell (UR = )/ 32 h H λ lebih dari 26.
Teori Gelombang Cnoidal selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran.
4. Teori Gelombang Soliton
Gelombang soliton adalah gelombang berjalan yang terdiri dari satu puncak
gelombang. Jika gelombang memasuki perairan yang sangat dangkal, amplitudo
gelombang menjadi sangat tinggi, puncaknya menjadi sangat tajam dan
lembahnya menjadi semakin datar. Gelombang Soliton merupakan gelombang
translasi, dimana kecepatan partikel air hanya bergerak dalam penjalaran
gelombang.
4. Teori Gaya Gelombang
a) Gaya Gelombang Pada Tiang Vertikal
Gaya gelombang permukaan yang membebani sebuah tiang silinder
vertikal pertama kali diungkapkan oleh Morison dkk. (1950) dengan syarat D/λ-nya
kecil, katakanlah 1/8 atau kurang, sehingga distorsi oleh tiang bisa diabaikan. Jika
f menunjukkan gaya gelombang per unit panjang yang bekerja pada sebuah tiang
vertikal berdiameter D, maka persamaan Morisonnya, yang sekarang banyak
diterapkan dalam perhitungan-perhitungan keteknikan, adalah :
x I D a D
C uu DC f 4
212
π ρ ρ += . . . . (2.10)
dimana : ρ = Kerapatan Fluida
CD = Koefisien Gesek (menurut API, 1980 = 0,6 ~ 1,0)
CI = Koefisien Inersia (menurut API, 1980 = 1,5 ~ 2,0)
u = Kecepatan Air Horizontal
ax = Percepatan Air Horizontal.
Beban gelombang pada tiang vertikal dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan berikut :
F = FD + FI . . . . (2.11)
Nilai FD dan FI menyatakan gaya gesek dan gaya inersia yang bekerja pada
selinder yang masing-masing mempunyai persamaan :
FD = k
DC D
32
ρ
(H ω
)2
t t kh
ky
kh
kyω ω coscos
sinh
2
sinh
sinh22
2
+
. . . . (2.12)
dan
Jackson agung pD 321 07 008 - 24 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 25/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
FI = t kh
ky H
D
k
C I ω ω π ρ
sinsinh
sinh
42
22
. . . . (2.13)
b) Gaya Gelombang Pada Tiang Silinder Arah Sembarang
Penggunaan persamaan Morison pada silinder dengan kedudukan
sembarang utamanya digunakan pada penentuan gaya gelombang pada brace-
brace melintang dari struktur serta tiang-tiang pancang yang kedudukannya
miring. Beberapa metode pendekatan untuk penggunaan persamaan Morison
pada kasus seperti ini telah dikembangkan oleh Wade dan Dwyer (1976), namun
yang paling konsisten adalah hasil pengembangan yang dilakukan oleh
Chakrabarti dkk. (1975) yang membagi kecepatan dan percepatan air ke
komponen normal dan komponen tangensial terhadap sumbu silinder dan hanyamemakai komponen-komponen normal dalam persamaan Morison untuk
menghitung gaya gelombang per unit panjang silinder. Arah gaya gelombang
pada silinder miring adalah normal terhadap sumbu silinder, tapi dapat dibagi ke
komponen-komponen horizontal dan vertikal.
y
Ф
x
θ
z
Gambar 2.7 Gaya Gelombang pada Tiang Silinder
Jika gelombang dalam arah +x, resultan gerak air akan mempunyai
kecepatan horizontal u dan kecepatan vertikal v, serta percepatan horizontal ax
dan percepatan vertikal ay.dengan koordinat polar (θФ) yang menggambarkan
posisi sumbu silinder, kecepatan normal partikel air untuk sumbu silinder dapat
ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :
Jackson agung pD 321 07 008 - 25 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 26/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
v = ( )[ ] 21222
vC uC vu y x +−+ . . . . (2.14)
dimana :
Cx = sinφ cos
Cy = cosCz = sin θ φ sin
Komponen kecepatan air dalam arah x, y, dan z adalah :
vC uC C uu y x xn +−= . . . . (2.15)
vC uC C vv y x yn +−= . . . . (2.16)
vC uC C ww y x z n +−= . . . . (2.17)
Komponen percepatan air dalam arah x, y, dan z adalah :
anx = ax - cx (cx ax + cy ay) . . . . (2.18)
any = ay - cy (cy ax + cy ay) . . . . (2.19)
anz = - cz (cx ax + cy ay) . . . . (2.20)
Dengan hubungan-hubungan ini, komponen gaya per unit panjang silinder yang
bekerja dalam arah x, y, dan z dari pengembangan persamaan Morison adalah :
f x =nx I n D a
DC vuC
4
2/12π
ρ ρ + . . . . (2.21)
f y = ny I n D a D
C vuC 4
2/12π
ρ ρ + . . . . (2.22)
f z =nz I n D a
DC vuC
42/1
2π ρ ρ + . . . . (2.23)
Jika L menunjukkan panjang silinder, maka gaya yang bekerja adalah :
Fx = f xL ; Fy = f yL ; Fz = f zL
Nilai CD dan CI merupakan koefisien gaya gesek dan koefisien gaya inersia, yang
nilainya bervariasi sesuai dengan besarnya angka Reynold (RE), namun untuk
perhitungan ini kita menggunakan nilai CD = 1,0 dan CI = 2,0.
2.2.3 Beban Arus
Jackson agung pD 321 07 008 - 26 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 27/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
1. Kecepatan Arus
Arus merupakan kondisi lingkungan yang penting untuk diperhitungkan
dalam perancangan anjungan lepas pantai karena mempunyai pengaruh pada :
a. Letak dan arah kedudukan sandaran kapal dan dampra tongkang.
b. Gaya yang diderita anjungan
Arus pada umumnya dikategorikan ke dalam :
a. Arus pasang surut (terkait dengan pasang surut astronomi)
b. Arus sirkulasi (terkait dengan pola sirkulasi skala laut)
c. Arus yang ditimbulkan oleh badai/ angin
Hasil penjumlahan vektor dari ketiga arus tersebut merupakan arus total.
Besaran relatif dari semua komponen vektor ini sangat tergantung pada kondisi
lepas pantai setempat.
Arus laut dapat memberikan pengaruh pada beban dinamis, yaitu pada
gaya drag dalam persamaan Morrison. Besar dan arah dari arus pasang surut
pada permukaan air umumnya diperoleh dengan mengukur besarnya arus pada
daerah setempat.
Variasi kecepatan arus dapat dihitung dengan persamaan :
UT = Uo (y/h)
1/7
. . . . (2.24)
Dengan :
UT = kecepatan arus pada ketinggian y dari permukaan (m/s)
Uo = kecepatan arus di permukaan laut (m/s)
h = kedalaman laut (m)
y = kedalaman yang ditinjau (m)
2. Gaya Arus
Gaya arus pada struktur merupakan kombinasi dari gaya angkat (lift) dan
gaya drag. Gaya lift baru diperhitungkan bila pembebanan terjadi pada slinder
panjang dengan perbandingan panjang diameter yang besar. Besar gaya arus
pada struktur adalah :
f L = 0,5 . ρ . CL . D . UT2 . . . . (2.25)
f D = 0,5 . ρ . CD . D . UT2 . . . . (2.26)
dengan: f L = gaya angkat persatuan panjang (N/m)
Jackson agung pD 321 07 008 - 27 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 28/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
f D = gaya drag persatuan panjang (N/m)
CL = koefisien gaya angkat
= CD/3 (Buku Pedoman Rancang Bangun, PII.22)
CD = koefisien gaya drag
D = Diameter batang struktur
2.2.4 Beban Angin
1. Kecepatan Angin
Kecepatan angin terbesar yang diharapkan akan terjadi di suatu lokasi
tertentu dapat diestimasikan dari pemantauan cuaca lokal yang dicatat tiap hari.
Kecepatan angin pada umumnya dicatat dengan alat pengukur yang diletakkan
pada ketinggian 10 meter diatas permukaan laut. Untuk menentukan kecepatan
angin pada ketinggian berbeda maka digunakan persamaan yang terdapat dalam
buku “Applied Offshore Structural Engineering, hal. 8”, yaitu sebagai berikut :
V = V10 (Y /10)X . . . . (2.27)
dimana :
V = Kecepatan angin pada ketinggian Y
V10 = Kecepatan angin pada ketinggian 10 m dari permukaan air laut
Y = Ketinggian konstruksi di atas permukaan air lautX = 1/8 untuk angin sustained
2. Bidang Tangkap Angin
Dari gambaran sketsa perencanaan bangunan lepas pantai (terlampir)
bidang tangkap angin dibagi atas tiga bidang proyeksi, yaitu:
a. Production deck.
b. Drilling deck.
c. Perlengkapan lainnya.
3. Gaya Angin
Gaya angin yang bekerja pada sebuah struktur bangunan lepas pantai
merupakan penjumlahan gaya-gaya yang diterima oleh masing-masing komponen
struktur. Gaya angin tersebut timbul akibat adanya hambatan kekentalan udara
dan adanya perbedaan distribusi tekanan di sisi komponen yang menghadap
kearah angin dan sisi-sisi komponen lainnya. Besarnya gaya angin tergantung
pada kecepatan hembusan angin dan ukuran serta bentuk dan struktur.
Jackson agung pD 321 07 008 - 28 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 29/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Dalam buku Offshore Structural Engineering hal. 93 diberikan persamaan
untuk menghitung gaya angin yang bekerja pada satu obyek :
F = 0,5 . ρ . C . A . V2 (N) . . . . (2.28)
Dengan: ρ = masaa jenis udara = 1,29 kg/m3
C = koefisien gaya angin
A = luas bidang angin (m2)
V = kecepatan angin (m/det)
Tabel 2.7 Nilai-Nilai untuk Koefisien Gaya Angin
Obyek Koefisien gayaangin
Balok 1,5Silinder 0,5
Sisi – sisi bangunan 1,5
Proyeksi area platform 1,0
Sumber : data API 1980
Untuk obyek yang kedudukannya miring maka persamaan gaya angin yang
lebih konservatif adalah :
F = 0,5 . ρ . C . A . V2 . cosα . . . . (2.29)
BAB III
PROSES PERANCANGAN DAN
Jackson agung pD 321 07 008 - 29 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 30/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
ANALISA BEBAN LINGKUNGAN
Penentuan Lokasi Geografis
Lokasi pembangunan anjungan lepas pantai yang akan dirancang di
Perairan Laut Jawa, dengan asumsi bahwa lokasi ini dapat menghasilkan produksi
minyak mentah perhari sebesar 150.000 BOPD (Barrel Oil Per Day).
Pemilihan Konstruksi dan Kemiringan Struktur
Jenis konstruksi yang akan digunakan pada perancangan struktur lepas
pantai ini adalah jenis struktur terpancang “Jacket Steel Platform” dengan
konstruksi yang permanen dan berfungsi sebagai anjungan produksi dan anjungan
pengeboran (self contained drilling and production platform). Sebagai
penunjangnya, konstruksi ini direncanakan menopang empat geladak : geladak
produksi, geladak pengeboran, geladak akomodasi dan geladak helikopter.
Karakteristik Lingkungan
Adapun karakteristik lingkungan di Perairan Laut Jawa adalah sebagai
berikut :
Kedalaman air (m) = 35,57
Tinggi gelombang (m) = 9,2
Periode gelombang (sekon) = 9.7
Panjang gelombang (m) = 139,05Pasang astronomi tertinggi (m) = 1,4
Pasang badai (m) = 0.15
Kecepatan angin (MPH) = 90
Koefisien Drag (CD) = 1.0
Koefisien inersia (CM) = 2.0
Koefisien bentuk (CB) = 1.0
Kecepatan angin pada ketinggian 10m V10 (MPh) = 90
Oil Production rate (BOPD) = 150.000
Limit Production OIL/Day = Low Limit
Batter = 1/10
Metode Pemancangan
Jackson agung pD 321 07 008 - 30 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 31/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Metode pemancangan yang digunakan disesuaikan dengan struktur jacket
rancangan yaitu metode pemancangan pile melalui kaki jacket ( pile throught leg ).
Gambar 2.8 proses penanaman tiang pancang
Elevasi Muka Air Rencana
Parameter lingkungan Kondisi
Ekstrim Operasional
Elevasi muka air m m
Kedalaman air tenang 35,57 35,57Mean water level (MWL) 0 0
Pasang astronomi tertinggi
( HAT )
3,16 1,40
Pasang badai 0,15 0,15
Elevasi muka air rencana (SWL) = kedalaman air tenang + HAT + pasang badai
= 35,57 + 3,16 + 0,15
= 38,88 m = 39 m
Selanjutnya untuk perhitungan yang menggunakan nilai kedalaman air
dipergunakan nilai elevasi muka air rencana ( SWL ) = 39 m dari mudline atau
3,43 m dari MSL.
Jackson agung pD 321 07 008 - 31 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 32/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Klasifikasi Gelombang
Berdasarkan kedalaman relatif yaitu perbandingan kedalaman air ( d ) dan
panjang gelombang ( L ), (d/L), gelombang diklasifikasikan menjadi 3 macam
yaitu:
1. gelombang di laut dangkal jika : d/L ≤ 0,05 ; d/gT2 < 0,003
2. gelombang di laut transisi jika : 0,05 < d/L < 0,50
3. gelombang di laut dalam jika : d/L ≥ 0,50 ; d/gT2 < 0,08
Untuk nilai
d/L = 0,25 dan
d/gT2 = 0,038
maka gelombang berada pada laut transisi.
Penentuan Teori Gelombang
Dari data di atas maka diperoleh :
d/ L = 0,25 dan H/ L = 0,066
Dari nilai tersebut maka teori gelombang yang cocok adalah Teori
Gelombang Stokes yang diperoleh dari grafik hubungan h/T 2 dan H/T2 .
Gambar 2.9 Grafik hubungan h/λ dengan H/λ (Dawson. 1981)
Maka menurut grafik diatas teori gelombang yang digunakan adalah Teori
Gelombang Stokes.
Fluktuasi muka air
Persamaan permukaan gelombang stokes dapat dituliskan :
Jackson agung pD 321 07 008 - 32 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 33/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Untuk d/L = 0,25, maka dengan interpolasi parameter profil gelombang,
parameter kecepatan serta parameter frekuensi dan tekanan dapat diperolehsebagai berikut :
F22 = 0,596G11 = 1,000 C1 = 1,108
F24 = 0,888G13 = -0,959 C2 = 1,794
F33 = 0,482G15 = -1,505 C3 = -0,021
F35 = 1,641G22 = 0,181 C4 = 0,008
F44 = 0,475G24 = 0,789
F55 = 0,508 G33 = -0,023G35 = 0,218
G44 = -0,001
G55 = 0,000
Untuk parameter nilai a dapat ditentukan sebagai berikut :
a =
+−−
5535
5
33
3
2 F F a F a
kH
dimana : k = 2л/λ = 0,045 m-1
k.H/2 = 0, 207
Nilai a = 0,0451 diambil sebagai nilai awal proses iterasi untuk memperoleh nilai a,
sehingga dari persamaan di atas diperoleh a = 0,2032
Untuk memperoleh nilai F1, F2, F3, F4 dan F5 adalah dengan rumus di bawah ini
F1 = a
F2 = a2F22 + a4F24
F3 = a3F33 + a5F35
F4 = a4F44
F5 = a5F55
Dari persamaan di atas maka dapat diperoleh nilai sebagai berikut ;
F1 = 0,203
Jackson agung pD 321 07 008 - 33 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 34/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
F2 = 0,0261
F3 = 0,00461
F4 = 0,0008
F5 = 0,00017
Setelah nilai a diketahui, persamaan permukaan gelombang Stokes ditentukan
dengan menggunakan persamaan berikut :
maka :
Л = 1/kFn
cos n (kx –
ωt)= 0,22 cos ө + 0,58 cos 2ө + 0,1 cos3ө + 0,0455 cos 4ө + 0,0037
cos 5ө
Dimana : ө = kx – ωt
Frekuensi gelombang ditentukan dengan persamaan dibawah ini
ω = gk (1 + a2C1 + a4C2) tanh kh
= 0,46 det-1
Tabel nilai η untuk t = 0 dan x = 1 hingga 2L
O n O n
0 4,98417 3604,9841
7
10 4,86989 3704,8698
9
20 4,53856 3804,5385
6
30 4,02194 3904,0219
4
40 3,36491 4003,3649
1
50 2,61654 4102,6165
4
60 1,82237 4201,8223
7
70 1,01993 430
1,0199
3
Jackson agung pD 321 07 008 - 34 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 35/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
80 0,23765 4400,2376
590 -0,50386 450 -
0,50386
100 -1,18986 460 -1,1898
6110 -1,80984 470 -
1,80984
120 -2,35654 480 -2,3565
4130 -2,82528 490 -
2,82528
140 -3,21315 500 -3,2131
5150 -3,51808 510 -
3,51808
160 -3,73811 520 -3,7381
1170 -3,87124 530 -
3,87124
180 -3,91583 540 -3,9158
3190 -3,87124 550 -
3,87124
200 -3,73811 560 -3,7381
1210 -3,51808 570 -
3,51808
220 -3,21315 580 -3,2131
5230 -2,82528 590 -
2,8252
8240 -2,35654 600 -
2,35654
250 -1,80984 610 -1,8098
4260 -1,18986 620 -
1,18986
270 -0,50386 630 -0,5038
6
Jackson agung pD 321 07 008 - 35 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 36/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
280 0,23765 6400,2376
5
290 1,01993 6501,0199
3
300 1,82237 6601,8223
7
310 2,61654 6702,6165
4
320 3,36491 6803,3649
1
330 4,02194 6904,0219
4
340 4,53856 7004,5385
6
350 4,86989
Kecepatan Angin
Kecepatan angin dalam laporan cuaca adalah hasil pengukuran pada ketinggian
10 meter di atas permukaan laut atau tanah. Kemudian jika pengukuran dilakukan
di pantai maka kecepatan angin akan ditambahkan sebesar 10 %.
Kecepatan angin rata-rata ( V ) pada elevasi z dengan durasi waktu satu jam
dapat didekati dengan persamaan berikut :
Jackson agung pD 321 07 008 - 36 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 37/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
V ( 1hr,z ) = V ( 1hr,z R ) ( z/z R )m
Dengan :
V ( 1hr,z R )= kecepatan angin rata-rata selama satu jam pada elevasi acuan
z R = elevasi acuan ( 33 ft )
m = 131 for gusts
=81 for sustained wind
Dari data awal diperoleh kecepatan angin ( V ) = 90 mph ≈ 40,23 m/s yang
diasumsikan kecepatan angin rata-rata pada elevasi acuan. Maka dengan
persamaan di atas diperoleh kecepatan rata-rata angin pada elevasi z = 50 m
adalah :
V50 = V33 8
1
33
z
= 40,238
1
33
50
V50 = 42,37 m/s
Dengan persamaan yang sama, maka akan diperoleh kecepatan angin rata-rata
pada berbagai tingkat elevasi yang disajikan dalam tabel berikut :
yV
Sustained Gustsm m/s0 0 05 115,49236 136,603399
10 230,98473 273,2679820 461,96946 546,5359630 692,95419 819,8039440 923,93891 1093,071950 1154,9236 1366,339960 1385,9084 1639,607970 1616,8931 1912,875980 1847,8778 2186,143890 2078,8626 2459,4118
100 2309,8473 2732,6798
Jackson agung pD 321 07 008 - 37 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 38/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Gambar : Grafik hubungan ketinggian dengan kecepatan angin
Tabel Kondisi lingkungan
Hasil dari perhitungan dan analisa data lingkungan disajikan secara lengkap
dalam tabel kondisi lingkungan sebagai berikut :
Tabel 3.1 kondisi lingkungan perencanaan
Parameter
kondisi
Ekstrim operasionalElevasi Muka Air m m
Kedalaman Air Tenang 35,57 35,57Mean Water Level (MWL) 0 0Pasang Astronomi Tertinggi(HAT) 3,16 3,16Pasang Badai 0.15 0.15Muka Air Rencana 39 39
Gelombang Tinggi 9,2 9,2
Periode 9,7 detik 9,7 detikPanjang 139,05 139,05Kecepatan Angin Sustained Gusts
Ketinggian m/s m/s0 0 05 115,49236 136,6339910 230,98473 273,2679820 461,96946 546,5359630 692,95419 819,8039440 923,93891 1093,071950 1154,9236 1366,3399
60 1385,9084 1639,6079
Jackson agung pD 321 07 008 - 38 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 39/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
70 1616,8931 1912,875980 1847,8778 2186,143890 2078,8626 2459,4118
100 2309,8473 2732,6798Sumber : Data tugas rekayasa
Estimasi Luas dan Berat Geladak
Estimasi Luas Geladak
Dengan menggunakan metode ringkas ( rapid/thumb method ) dapat
ditentukan luas geladak dari grafik pada buku “Planning and Design of Fixed
Offshore Platforms” halaman 39. Untuk kapasitas produksi sebesar 150.000
BOPD, dari kurva tengah (Estimated median) diperoleh luas geladak sebesar
26.050 ft2 atau sekitar 2420m2.
Syarat dari metode ini adalah dengan mengasumsikan bahwa kantilever
section termasuk dalam area deck dan mengaplikasikan beban merata
(uniform load) sebesar 500 psf pada type anjungan di teluk Meksiko, 750 –
1000 psf untuk tipe anjungan di lingkungan laut utara. Dalam hal ini, kondisi
perairan selat makassar dianggap tipikal dengan Perairan Teluk Meksiko.
Sumber ; Planning and Design of Fixed Offshore Platform, hal 39
Dari grafik diperoleh luas geladak= 26.050 ft²
Jackson agung pD 321 07 008 - 39 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 40/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Dimana luas ini terdiri setidaknya 2 level geladak, yaitu main deck dan r deck
Estimasi Berat Geladak
Estimasi berdasarkan Luasan
Kemudian akan dihitung beban total pada geladak berdasarkan luasnya dengan
beban merata (uniform load) pada deck =500 psf
Anjungan diasumsikan memiliki type yang sama dengan anjungan di Teluk
Meksiko.
Tabel 3.2 perhitungan total load pada deck berdasarkan luas geladak
Geladak Luas Uniform LoadTotal Load On
Deckft² m² psf tons/m² Kips Tons
Produksi 13050 1210 500 2,7 6512,5 3267
Pengeboran 13050 1210 500 2,7 6512,5 3267total 26050 2420 13025 6534
Dari perhitungan beban terdistribusi terhadap luas diperoleh berat deck
operasional = 6534 tons.
Estimasi dengan Grafik
Dengan menggunakan estimated median curve pada warm climate anjungan
diasumsikan sebagai anjungan bertekanan rendah.a) Berat kering (WD)
Berat kering yaitu berat yang dihitung berdasarkan berat pabrik peralatan
saat kosong yang dibagi ke dalam tiga komponen yaitu : 1. Peralatan
utama ; 2. Bulks ; 3. Struktur baja geladak.
Berat kering secara keseluruhan ditentukan berdasarkan grafik hubungan
jumlah produksi minyak perhari (BOPD) dengan berat kering. Kurva yang
digunakan adalah kurva terbawah (Estimated Lower Limit ) pada daerah
Warm Climate. Sehingga dari grafik diperoleh berat kering untuk 150.000
BOPD adalah sebesar 5000 ton.
Berat kering akan digunakan sebagai beban pada analisa struktur
anjungan pada kondisi badai di mana pada saat itu anjungan tidak
beroperasi.
b) Berat Operasional (WO)
Berat operasional adalah berat yang terdiri dari bahan habis pakai dan
kandungan bahan cair pada bejana dan pipa, yang ditambahkan.
Jackson agung pD 321 07 008 - 40 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 41/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Dalam perencanaan struktur, berat operasional dapat mencapai (1,30–
1,35) dari berat kering, dengan mengambil nilai tertinggi maka diperoleh :
1,35 x 5000 = 6750 ton
Berat operasional akan digunakan sebagai beban pada analisa struktur
anjungan pada kondisi normal pada saat anjungan beroperasi.
c) Berat Alat Angkat(WL)
Berat alat angkat yaitu berat section deck atau modul pada saat diangkat.
Berat alat angkat section deck ini akan menentukan tipe dan kapasitas
kren derek yang digunakan untuk mengangkat deck section/fasilitas
produksi. Kalkulasi dari berat kering modul atau deck diambil sekitar (5%-
8%) untuk memenuhi berat rangka baja sementara, alat bantu angkat dan
rigging. Dengan mengambil presentasi tertinggi maka diperoleh :
8% x 5000 = 400 ton
Berat angkat akan digunakan sebagai beban pada analisa struktur
anjungan saat struktur geladak dalam kondisi terangkat.
d) Berat Pengetesan
Berat pengetesan diasumsikan relatif kecil karena pada saat tertentu
pengetesan biasanya dilakukan untuk satu jenis peralatan atau sistem
perpipaan saja sehingga berat pengetesan ini dapat diabaikan.e) Berat Total
Beban yang bekerja pada konstruksi geladak yaitu berat operasional
ditambah berat pengangkatan, diperoleh :
Berat total = 6750 ton + 400 ton = 7150 ton
Perbandingan Hasil Estimasi Berat
Dari perbandingan estimasi berat geladak berdasarkan luas di mana diperoleh
berat total sebesar.
W = 6534 ton
Tidak terdapat perbedaan yang jauh dari hasil estimasi berat yang diperoleh
dengan menggunakan grafik yaitu untuk berat operasional yang akan digunakan
dalam analisa struktur anjungan saat beroperasi.
W = 6750
Sehingga penggunaan beban merata (unifoarm load) pada proses disain
konseptual/preliminary sebesar q = 500 psf dapat diterima.
Pemilihan Bahan Struktur
Jackson agung pD 321 07 008 - 41 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 42/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Untuk kaki struktur, jacket braces dan kaki geladak digunakan baja group I
spesifikasi API M Grade B Class C dengan kekuatan luluh 35 ksi (240MPa). Untuk
sambungan turbular (chord, brace, joint X) digunakan baja group II Class C API
5XL Grade X-52-SR5 dengan kekuatan luluh 52 ksi (360 MPa). Sedangkan untuk
pelat dan balok geladak digunakan baja group I Class C spesifikasi ASTM mutu
A36 dengan kekuatan luluh 36 ksi (“Planning and Design of Fixed Offshore
Structure” : 693-694 dan 702 & “Pedoman Rancang Bangunan Lepas Pantai di
Perairan Indonesia” : V2-V6 ).
Tiang Pancang
Jumlah Kaki Struktur dan Ukuran Pile
Mengingat dengan adanya ukuran pipa yang lebih besar dewasa ini,
anjungan-anjungan cenderung dikonstruksikan dengan 8 kaki. Jenis ini dapat
dipakai sampai kedalaman 122 m (400 ft). Maka dalam perancangan konstruksi
kali ini dipakai jumlah kaki struktur sebanyak 8 kaki yang melayani 12 sumur.
Untuk itu besarnya kapasitas aksial (P) yang dapat didukung oleh tiap pile
adalah :
P = Beban total geladak/jumlah pile
= 7150 ton / 8
= 893,75 ton / kakiDari tabel 2.1 dengan asumsi kapasitas aksial adalah 500-1000 ton maka
didapatkan diameter pile adalah 36 inch. Berdasarkan tabel berikutnya didapatkan
ketebalan dinding pile sebesar 16 mm.
Kemiringan Struktur dan Pola Perangkaan
Kemiringan kaki struktur berkisar antara 1/20 -1/8, diambil kemiringan 1/16.
Dengan kemiringan tersebut, maka sudut kemiringan adalah :
tan α = 10/1
α = tan-1 10
α = 84,3 o
10
1
Jackson agung pD 321 07 008 - 42 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 43/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Sedangkan pola perangkaan yang digunakan adalah pola rangka X,N
dengan mempertimbangkan kekuatan struktur dan lokasi perencanaan yang
berada di Perairan selat makassar dimana daerah tersebut merupakan daerah
yang rawan gempa tanpa mengabaikan biaya produksi.
Desain Struktur Geladak
Estimasi Elevasi Struktur
Elevasi Deck
Menurut API RP 2A menyatakan bahwa elevasi aman bagi geladak untuk
menghindari gaya gelombang pada deck framing dan peralatan adalah
diberlakukannya air gap setinggi 1,5 m di atas pasang tertinggi. Berdasarkan data
gelombang dan data elevasi muka air rencana, maka elevasi geladak produksi
dihitung dari MSL adalah :
Elevasi Cellar Deck = HAT + Storm Tide + Hmax + Air gap
= 1,4 + 0,15 + 9,2 + 1,5
= 12,25 m
Tetapi untuk keamanan akan diambil elevasi geladak produksi 13 meter
dari MSL.
Elevasi Main Deck = Elevasi Geladak Produksi + 9,144 m
= 13 + 9,144
= 22,144 m
= 22,5 m
Elevasi Boat Landing
Elevasi Boat Landing sangat tergantung pada perilaku pasang surut, di
mana agar saat pasang tidak terendam dan saat surut tidak menggantung.
Berdasarkan data elevasi muka air, maka Elevasi Boat Landing adalah :
Elevasi Boat Landing = HATekstrim + Storm Tideekstrim + 0,5 m
= 1,4 + 0,15 + 0,5= 2,05 m = 3 m
Maka boat landing didesain 3m di atas MSL dan 3 m di bawah MSL.
Top Level Jacket Bracing
Top Level Jacket Bracing atau elevasi brace puncak jacket akan dimulai
pada elevasi sekitar 0,5 m dari elevasi boat landing agar boat landing, stairways
Jackson agung pD 321 07 008 - 43 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 44/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
dan walkways dari dan ke boat landing tidak terendam saat pasang sehingga Top
Level Jacket Bracing adalah :
Top Level Jacket Bracing = Elevasi Boat Landing + 0,5
= 3 + 0,5
= 3,5 m
Pemilihan Tipe Struktur Geladak
Terdapat dua kemungkinan alternative pemilihan tipe system struktur dari
geladak/deck yaitu :
1. Type truss atau rangka;
2. Type frame atau portal
Pemilihan type ini bergantung pada keputusan dari posisi longiotudinal struktur
dalam arah memotong. Untuk lebar deck antara 20 – 25 m (65,6 – 82 ft), type
truss lebih disarankan.
Dalam perencanaan ini akan dipilih tipe truss atau deck rangka denga
pertimbangan kekakuan yang lebih tinggi.
Mekanisme Transfer Beban
Berdasarkan mekanisme transfer beban dapat dilihat pada bagian diagramberikut :
Rangka deck berfungsi mentrasfer beban dari area deck ke kaki-kaki deck, dari
kaki akan diteruskan ke jacket dan berakhirpada system pondasi yang ditopang
oleh daya dukung tanah.
Berdasarkan mekanisme transfer beban maka perencanaan akan dilakukan
berdasarkan urutan tersebut.
Rencana Perangkaan Geladak
Rencana perangkaan deck dapat dilihat pada gambar berikut
Jackson agung pD 321 07 008 - 44 -
Deck Load area
Deck Truss
Deck Leg
Jacket Foundation SoilBearingCapacity
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 45/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Top View
Tampak row B,D,dan F Tampak Column 2 dan 4
Deck Structur Arrangement
Susunan/arrangement struktur deck dapat dilihat pada gambar berikut :
Deck Structur Arrangement
Plat Geladak
Pemilihan Ukuran Plat Geladak
Jackson agung pD 321 07 008 - 45 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 46/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
q = 500 psf = 0,0035 ksi
Lebar bentang ( span ) = 5ft
Beban per inch lebar plat = 0,0035 ksi
Momen maksimum
78,012
)860(0035.0
12
22
=−
×==qL
M maks ksi
Coba/pilih plat baja = A 36 tebal = ½ inch
Tegangan izin
Fb = 0,67 x 36 = 24,0 ksi
Modulus penampang
042,06
5,0
6
22
===
t
S inch
3
Tegangan akibat momen maksimum
ksiksiS
M f maks
b 2457,18042,0
78,0<=== OK
Interaction ratio (unity check)
77,024
57,18===
b
b
F
f IR OK
Maka plat baja A36 ; dengan ketebalan t = ½ inch, dapat digunakan sebagai platgeladak.
Balok Geladak
Daerah Pembebanan pada Balok Geladak
Gambar berikut menunjukkan rencana pembalokan deck dan area pembebanan
yang ditopang oleh tiap balok deck dengan jarak = 1.5 m tiap balok deck akan
menerima beban area setengah dari kiri dan setengah dari kanan dari jarak antar
balok deck/bentangan plat. Beban ini merupakan beban area yang diteruskan dari
plat deck.
W = 23,98 kn/m2 x 1,5 m = 35,975 kn/m
Jackson agung pD 321 07 008 - 46 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 47/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Rencana Pembalokan Geladak dan Area Pembebanan
Pemilihan Ukuran Balok Geladak
Untuk perencanaan praktis, dalam perencanaan balok geladak, akan diambil
bentangan terpanjang sebagai acuan penentuan ukuran balok geladak, seperti
yang digambarkan pada diagram benda bebas (freebody diagram) di atas di mana
w bekerja sepanjang bentangan terpanjang. Selanjutnya akan dihitung momen
dan modulus penampang dari balok.
Dari gambar di atas :
w = 5q = 1,5 m x 23,98 kn/m2 = 35,975 kn/m
L = 13 m
Momen maksimum
60810
13975,35
10
22
=×==wL
M maks kN m = 5381 kip - in
Sebagai dasar digunakan baja A36 dengan Fb = 24 ksi, kemudian hitung
modulus penampang
21,22424
5381===
b
maks
perlu F
M S inch3
Coba W33x152; Sx = 487 inch3
d = 53,82 inch
bf = 19,98 inch
tw = 0,98 inch
tf = 1,5 inch
Cek syarat penampang terpadu
83,1066,66
65
3
98,1965
2≤→≤→≤
fytf
bf OK
67,10691,546
640
98,0
82,53640≤→≤→≤
fytw
d OK
Cek tegangan momen maksimum
Jackson agung pD 321 07 008 - 47 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 48/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
ksiksiS
M f maksb
2499,2321,224
5381<=== OK
Interaction ratio (Unity check)
999,024
99,23
=== b
b
F
f
IR OK
Maka profil W33x152 dengan S = 460,1 inch baja A36 Dapat digunakan
sebagai balok geladak.
Pemilihan Ukuran Kaki Geladak
Telah direncanakan bahwa elevasi Cellar Deck adalah 13 m di atas MSL,
sehingga dengan dasar tersebut dapat dihitung tinggi kaki geladak. Dalam
perencanaan ini tinggi kaki geladak sama dengan elevasi Cellar Deck yaitu 13 m.
Untuk menentukan ukuran dari kaki geladak terlebih dahulu perlu diketahui bebanyang bekerja padanya, antara lain :
1. Gaya angin pada geladak.
2. Gaya gelombang pada kaki geladak.
Beban Operasional
Pada geladak telah diaplikasikan beban merata sebesar 500 psf, di mana beban
ini telah mencakupi berat struktur, berat peralatan dan berat suplay. Kemudian
dari perhitungan luasan geladak diperoleh berat operasional geladak adalah 6750
tons
Beban Lingkungan
Gaya Angin Pada Geladak
Arah Terpa Angin
Untuk memperoleh gaya maksimum pada geladak maka arah terpa angin
diterapkan tegak lurus dengan diagonal bidang horizontal geladak pada
gambar berikut :
Jackson agung pD 321 07 008 - 48 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 49/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Tampak Atas Deck
Sedangkan titik tangkap gaya angin ditunjukkan pada gambar berikut :
Titik Tangkap Gaya Angin
Asumsi elevasi peralatan pada main deck = 6 m
Dari analisis di atas maka struktur geladak yang dikenai beban angin dapat
dilihat pada table berikut :
Struktur Elevasi (m )Panjang bidang tangkap
angin
Cellar Deck
(+) 13 s/d (+)
22,5 √( 55² + 22² ) = 59,2 m
Jackson agung pD 321 07 008 - 49 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 50/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Main Deck(+) 22,5 s/d (+)
28,5 √( 55² + 22² ) = 59,2 m
Maka gaya angin pada geladak adalah :
Main DeckLuas bidang tangkap angin pada geladak produksi adalah :
AMain Deck = 222 4,5625,9)2255( m=×+
Titik tangkap angin dan kecepatan pada geladak adalah :
YMain Deck = m75,172
135,2213 =
−+
Kecepatan angin pada ketinggian 17,75 m adalah :
V33= 90 mph = 46,305 m/s
smV
V
yV V
/15,44
33
75,17305,46
33
75,17
131
75,17
131
3375,17
=
=
=
Dengan menggunakan formula API RP2A, maka gaya angin pada geladak
produksi adalah :
AC v F s
200256,0=
F = gaya total
Dengan Cs ( koefisien bentuk ) = 1,0 untuk overall projected area of
platform, maka :
FMain Deck = 0,00256 x ( 44,15 )2 x 1,0 x 562,4
FMain Deck = 2806 N
FMain Deck = 2,806 kN
Cellar Deck
Luas bidang tangkap angin pada geladak pengeboran adalah :
ACellar Deck = 222 4,5625,9)2259( m=×+
Titik tangkap angin dan kecepatan pada geladak adalah :
YCellar Deck = m5,672
5,225,285,22 =
−+
Kecepatan angin pada ketinggian 67,5 m adalah :
Jackson agung pD 321 07 008 - 50 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 51/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
smV
V
yV V
/92,48
33
5,67305,46
33
5,67
131
5,67
131
335,67
=
=
=
Dengan menggunakan formula API RP2A, maka gaya angin pada geladak
pengeboran adalah :
AC v F s
200256,0=
Dengan Cs ( koefisien bentuk ) = 1,0 untuk overall projected area of
platform, maka :
FGeladak Pengeboran = 0,00256 x ( 48,92 )2 x 1,0 x 562,4
FCellar Deck = 3445,5 N
FCellar Deck = 3,4455 kN
Sehingga total gaya angin pada geladak adalah :
Ftotal = FMain Deck + FCellar Deck
= 2806 N + 3445,5 N
= 6251,5 N
Elevasi titik tangkap gaya angin total = ( 17,572 + 26,7 + 31,5) / 3
= 25,26 m dari MSL
Elevasi titik tangkap gaya angin total = 27,25 – 13
= 14,25 m dari geladak produksi
Gaya Gelombang pada Kaki Geladak
Diketahui tinggi elevasi gelombang maksimum pada saat pasang adalah :
Elevasi gelombang maksimum = 0,5Hmax + HAT + Storm Tide
= 0,5 ( 9,2 ) + 1,4 + 0,15= 6,15 m di atas MSL
Sedangkan elevasi kaki jacket dimulai pada elevasi 3,6 m di atas MSL. Sehingga
geladak tidak akan menerima beban gelombang.
Perhitungan Rangka Turbular
Kaki Geladak
Penentuan ukuran kaki geladak dapat dihitung dari beban aksial yang
bekerja. Ukuran kaki geladak dihitung dengan cara sebagai berikut :
Jackson agung pD 321 07 008 - 51 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 52/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Jumlah kaki geladak dipilih sama dengan jumlah tiang pancang.
Diameter luar kaki geladak dipilih sama dengan diameter luar tiang
pancang yaitu 39 inchi.
Ketebalan kaki geladak
Ketebalan kaki geladak direncanakan berdasarkan tabel 2.4, diambil nilai
D/t = 40, maka :
D/t = 40
t = 39/40 = 0,97 inch ≈ 1”
Kaki Jacket
Ukuran awal kaki jacket diambil berdasarkan kapasitas aksial dan lateral.
Untuk jacket di mana pile akan digrout di dalam kaki jacket, harus disediakan
ruang cukup antara kaki jacket dan pile sehingga dapat mengakomodasi proses
pemancangan dan grouting. Pada kebanyakan jacket, jarak 2 inch dapat
memenuhi kebutuhan ruang ini. Sehingga ukuran kaki jacket :
Dinner = Diameter tiang pancang (inch) + 2”
= 39” + 2“
= 41”
maka :Dout = Dinner + t di mana t = ketebalan dinding kaki jacket
dari rasio D/t = 45 untuk kaki jacket maka : t = Dout/45
Dout = Dinner + 2t
Dinner = Dout - 2Dout /45
Dinner = 1 Dout - 2Dout /45
41 = 43/45 Dout
Dout = 39,5”
dan t = 1 inch
Sehingga ukuran kaki jacket adalah :
Dout = 39,5”
t = 1”
Jackson agung pD 321 07 008 - 52 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 53/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Sambungan Kaki Jacket
Dengan menggunakan angka perbandingan D/t = 35 , diperoleh ukuran
sambungan kaki jacket :
Do chord = Dinner jacket leg + 2 tchord → Do chord = 35 tchord
35 t chord = 41” + 2 tchord
33 t chord = 41”
t chord = 1,24”
t chord = 1,5” → Do chord = 41” + 3” = 44”
Pengikat Kaki Jaket ( Brace )
Untuk menentukan ukuran awal brace, digunakan rumus pendekatan
dengan rasio kL/r ( Planning and design of Fixed Offshore Platform; 564 ).
a. Brace Horisontal
Diambil nilai perbandingan kL/r = 70, k = 0,7.
L = panjang brace ( bagian terpanjang pada kaki struktur )
= 21 m = 830,71”
kL/r = 70
70 = 0,7 x 830,71” / 0,35d
d = 23,73”
r = 8,31”
Ketebalan brace dapat ditentukan menurut tabel 4, dipilih rasio D/t = 40,
sehingga :
D/t = 40
t = 23,73” / 40t = 0,59” = 0,75”
Ketebalan sambungan brace ditentukan menurut tabel 4, dipilih rasio D/t =
30, sehingga :
D/t = 30
t = 23,73” / 30
t = 0,79” ≈ 1”
Kontrol Nilai Perencanaan
Jackson agung pD 321 07 008 - 53 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 54/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
β = d/D(0,4 < β < 0,8)
γ = D/2T
(γ ≥ 10)
τ = t/T
(0,3 < τ < 0,7)
Kontrol Nilai Perencanaan
Chord Size ParameterD T d t β γ τ
in in in innilai
rangecheck nilai
rangecheck
nilai
rangecheck
44
1,5 23,7 1
0,53 OK
14,67 OK 0,6 OK
b. Brace N
Diambil nilai perbandingan kL/r = 80, k = 0,8.
L = panjang tak ditumpu yang terpanjang= 22,11m = 940,942”
kL/r = 80
80 = 0,8 x 940,942” / 0,35d
d = 26,88”
r = 9,41”
Ketebalan brace dapat ditentukan menurut tabel 4, dipilih rasio D/t = 40,
sehingga :
D/t = 40
t = 26,88” / 40
t = 0,65” ≈ 0,75”
Ketebalan sambungan brace ditentukan menurut tabel 4, dipilih rasio D/t =
35,
sehingga :
D/t = 35
t = 26,88” / 35
t = 0,77” ≈ 1”
Kontrol Nilai Perencanaan
β = d/D(0,4 < β < 0,8)
γ = D/2T
(γ ≥ 10)
τ = t/T
(0,3 < τ < 0,7)
Kontrol Nilai Perencanaan
Chord Size Parameter
Jackson agung pD 321 07 008 - 54 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 55/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
D T d t β γ τ
in in inin
nilai
rangecheck nilai
rangecheck
nilai
rangecheck
44 1,5
26,88 1
0,61 OK
14,67 OK 0,6 OK
c. Brace X
Diambil nilai perbandingan kL/r = 80, k = 0,8.
L = panjang tak ditumpu yang terpanjang
= 20,05 m = 842,56”
kL/r = 80
80 = 0,8 x 842,56” / 0,35d
d = 24,07”
r = 8,42”
Ketebalan brace dapat ditentukan menurut tabel 4, dipilih rasio D/t = 40,
sehingga :
D/t = 40
t = 24,07” / 40
t = 0,6” ≈ 0,75”
Ketebalan sambungan brace ditentukan menurut tabel 4, dipilih rasio D/t =
35,sehingga :
D/t = 35
t = 24,07” / 35
t = 0,68” ≈ 0,75”
Kontrol Nilai Perencanaan
β = d/D(0,4 < β < 0,8)
γ = D/2T
(γ ≥ 10)
τ = t/T
(0,3 < τ < 0,7)
Kontrol Nilai Perencanaan
Chord Size Parameter
D T d t β γ τ
in in in innilai
rangecheck nilai
rangecheck
nilai
rangecheck
44 1,5
24,07
0,75
0,54 OK
14,67 OK 0,5 OK
d. Brace k
Jackson agung pD 321 07 008 - 55 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 56/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Diambil nilai perbandingan kL/r = 80, k = 0,8.
L = panjang tak ditumpu yang terpanjang
= 16,95 m = 842,56”
kL/r = 80
80 = 0,8 x 842,56” / 0,35d
d = 24,07”
r = 8,42”
Ketebalan brace dapat ditentukan menurut tabel 4, dipilih rasio D/t = 40,
sehingga :
D/t = 40
t = 24,07” / 40
t = 0,6” ≈ 0,75”
Ketebalan sambungan brace ditentukan menurut tabel 4, dipilih rasio D/t =
35,
sehingga :
D/t = 35
t = 24,07” / 35
t = 0,68” ≈ 0,75”
Kontrol Nilai Perencanaanβ = d/D
(0,4 < β < 0,8)γ = D/2T
(γ ≥ 10)
τ = t/T
(0,3 < τ < 0,7)
Kontrol Nilai Perencanaan
Chord Size Parameter
D T d t β γ τ
in in in innilai
rangecheck nilai
rangecheck
nilai
rangecheck
4
4 1,5
24,0
7
0,7
5
0,5
4 OK
14,6
7 OK 0,5 OK
Jackson agung pD 321 07 008 - 56 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 57/68
T a m p a k
D e p a n
T a m p a k S a m p i n g
e l e v a s i m u k a a i r
T a m p a k A t a s
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Rencana Perangkaan/Konfigurasi Jacket
Berikut ini rencana pola rangka/ konfigurasi dari jacket yang akan direncanakan :
Jackson agung pD 321 07 008 - 57 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 58/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Perhitungan Beban Lingkungan
Perhitungan Gaya Gelombang
Untuk h/λ = 0,25, maka dengan interpolasi parameter profil gelombang,
parameter kecepatan serta parameter frekuensi dan tekanan dapat diperoleh
sebagai berikut :
F22= 0,543872683 G11 = 1 C1 = 1,046684797
F24= 0,790636281 G13 = -0,734411933 C2 = 1,490720958
F33= 0,427575712 G15 = -1,009587464 C3 = -0,010515142
F35= 1,405927075 G22 = 0,059369595 C4 = 0,003406057
F44 = 0,396309025 G24 = 0,579321079
F55 = 0,406042338 G33 = -0,010218171
G35 = 0,141605997
G44 = 0,001703028
G55 = 0
Untuk parameter nilai a dapat ditentukan sebagai berikut
a = (kH/2) – a2F33- a5(F35 + F55)
Jackson agung pD 321 07 008 - 58 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 59/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
dimana k = 2л/λ = 0,0474 m
kH/2 = 0,21093
Nilai a = 0,1diambil sebagai nilai awal proses iterasi untuk memperoleh nilai a,
sehingga dari persamaan diatas diperoleh a = 0,2063.
Untuk memperoleh nilai F1, F2, F3, F4 dan F5 adalah dengan rumus dibawah ini
F1 = a
F2 = a2F22 + a4F24
F3 = a3F33 + a5F35
F4 = a4F44
F5 = a5F55
Dari persamaan diatas maka dapat diperoleh nilai sebagai berikut ;
F1= 0,206292718
F2= 0,024577317
F3= 0,004279014
F4= 0,000717744
F5= 0,000151702
Kecepatan gelombang c dapat dicari dengan menggunakan persamaan di bawah
ini :
C = [ g/k (1+ a2C1 + a4C2) tanh kh]1/4
= 14,58 ft/dtk
Untuk memperoleh nilai dari G14 sampai G5 dapat diperoleh dengan persamaan
sebagai berikut :
G1 = aG11 + a3G13 + a5G15
= 0,199468
G2 = 2(a2G22 + a4G24)
= 0,0071515
G3 = 3(a3G33 + a5 G35)
= -0.0001104
G4 = 4a4G44
= 0.0000123
G5 = 5a5
G55
Jackson agung pD 321 07 008 - 59 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 60/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
= 0
Untuk menentukan partikel air, terlebih dahulu ditentukan pusat beban (y dan x)
pada masing-masing elemen. Elemen yang berada di bawah garis air, letak titik
pusat beban terletak pada bagian tengah elemen tersebut. Sedangkan elemen
yang berada sebagian di bawah air dan sebagian di atas garis air, letak titik pusat
beban pada permukaan air titik pusat beban pada permukaan air.
Dengan mengetahui titik awal (j) dan titik akhir (k) joint tiap elemen, maka harga y
dan x dapat digunakan rumus sebagai berikut :
Y = yj + (Ly/2) . cos ө
x = xj + (Lx/2) . cos ө
untuk elemen yang sebahagian dibawah air dan sebahagian diatas permukaan,
maka
y = h
x = xj + (Ly . tg φ)
dimana ө dan φ adalah sudut kemiringan elemen terhadap sumbu x dan y.
Penentuan titik pusat beban pada masing-masing elemen struktur dapat dilihat
pada lampiran. Perhitungan kecepatan partikel air dapat ditentukan dengan
persamaan di bawah ini.
Sebagai contoh elemen 76 dengan x = 20,25 m dan y = 2,84375 dan G1 =0,199468 (untuk t = 0) :
u = (ω/k) . ∑5
1
Gn .nkh
nxy
sinh
coshcos n(kx - ωt)
u = 0,3430302 m/s
Dengan cara yang sama kecepatan arah vertikal dapat dihitung,
V = (ω/k) . ∑5
1
Gn .nkh
nxy
sinh
sinhsin n(kx - ωt)
v = -0,066119 m/s
Untuk selanjutnya pada elemen yang lain dapat dilihat pada Lampiran.
Sesuai dengan persamaan di bawah
Un = Gn (cosh nky/sinh nkh)
Vn = Gn (sinh nkhy/sinh nkh)
Dan harga dari :
R1 = 2U1 – U1U2 – V1V2 – U2U3 – V2V3
Jackson agung pD 321 07 008 - 60 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 61/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
R2 = 4U2 – U12 + V1
2 -2U1U2 – 2V1V3
R3 = 6U3 – 3U1U2 + 3V1V2 – 3U1U4 – 3V1V4
R4 = 8U4 – 2U22 + 2V2
2 – 4U1U3 + 4V1V3
R5 = 10U5 – 5U1U4 – 5U2U3 + 5V1V4 + 5V2V3
Dan harga dari :
S1 = 2V1 – 3U1U2 – 3U2V1 – 5U2V3 – 5U3V2
S2 = 4V2 – 4U1V3 – 4U3V1
S3 = 6V3 – U1V2 + U2V1 – 5U1V4 – 5U4V1
S4 = 8V4 – 2U1V2 + 2U3V1 + 4U2V2
S5 = 10V5 – 3U1V4 – 3U4V1 – 5U2V3 + 5U3V2
Dari persamaan di atas maka dapat diperoleh harga sebagai berikut :
U1 U2 U3 U4 U5
0,041048 0,00015 -2,458E-07 2,94E-09 0
V1 V2 V3 V4 V5
0,005494 3,97211E-05 -9,42283E-08 1,45E-09 0
R1 R2 R3 R4 R5
0,0820899 -0,001111 -1,94194E-05 1,93E-08 -3,96954E-10
S1 S2 S3 S4 S5
0,0109815 0,000158905 -1,36638E-06 4,06E-08 -1,25227E-10
Percepatan partikel air horizontal dan vertikal dapat dicari untuk tiap elemen.
Sebagai contoh elemen 76 dengan x = 20,25 m dan y = 2,84375 (untuk t = 0
detik):
ax = kc2/2 . ∑5
1
Rn sin n(kx - ωt)
ax = 0,33292211
ay = (-kc2/2) . ∑5
1
cos n(kx - ωt)
Jackson agung pD 321 07 008 - 61 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 62/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
ay = -0,03148
Gaya Gelombang (Silinder pada kedudukan Sembarang)
Untuk silinder yang memiliki kedudukan sembarang, sebelum menentukan
kecepatan dan percepatan partikel air serta gaya gelombang pada masing-masing
elemen, terlebih dahulu ditentukan sudut kemiringan terhadap sumbu x dan
sumbu y (ө dan φ), berikut ini rumus yang dapat digunakan :
ө = arc cos (Lx/Lxz) φ = arc cos (Ly/L)
Lx = xk - x j
Ly = yk - y j
Lz = zk - z j
L = (Lx2 + Ly2 + Lz2)1/2
Sebagai contoh elemen 76 dengan sudut 90 0-;860, sesuai dengan persamaan di
bawah maka dapat diperoleh harga dari :
Cx = sin ө . cos φ cy = cos φ cz = sin ө sin φ
= sin 90o . cos 86o = cos 86o = sin 90o . sin 86o
= 6,11381E-17 = 0,0624 = 0,99805
Selanjutnya kecepatan dan percepatan dapat ditentukan sesuai persamaan di
bawah dengan contoh elemen 76 dengan x = 20,25 m dan y = 2,84375 adalah
sebagai berikut :
Wn = [u2 – v2 – (cxu + cyv)2]1/2
W76 = 0,336572486 m/s2
unx = u – cx (cxu + cyv)
u76x = 0,343030231m/s2
vny = v – cy (cxu + cyv)
v76y = 0,065861486 m/s2
wnz = -cz (cxu + cyv)
w76z = -0,004116343 m/s
anx = ax – cx (cxax + cyay)
= 0,332922107 m/s2
any = ay – cy (cxax + cyay)
Jackson agung pD 321 07 008 - 62 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 63/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
= -0,031360531 m/s2
anz = -cz (cxax + cyay)
= 0,001960033 m/s2
Untuk selanjutnya pada elemen yang lain dapat dilihat pada lampiran dengan
berbagai elemen.
Gaya persatuan panjang pada elemen 76 (D = 1,1176 m, L = 13,02537 m) dapat
dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
(CD = 1.0; C1 = 2.0; ρ = 0.01005525 kN/m³)
f x = ½. ρ. CD.D.Wn.unx + ρ.C1.(π.D2/4)
f x = 0,735642125 kN
f y = ½. ρ. CD.D.Wn.uny + ρ.C1.(π.D2/4)
f y = -0,05036999 kN
f z = ½. ρ. CD.D.Wn.unz + ρ.C1.(π.D2/4)
f z = 0,003148124 kNDengan persamaan di bawah, maka gaya normal persatuan panjang pada
elemen 76 adalah :
f = (f x2 + f y2 + f z2)1/2
= 0,328913361 kN
Gaya total pada elemen 76 dengan L= 13,02537 m dan dengan persamaan di
bawah untuk masing-masing arah adalah :
Fx = f x . L
= 9,5633476 N
Fy = f y . L= -0,6548099 N
Fz = f z . L
= 0,04092562 N
Untuk elemen yang sebagian di bawah dan sebagian di atas permukaan air, maka
L = (h – yj) /cosφ.
Jackson agung pD 321 07 008 - 63 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 64/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Untuk selanjutnya perhitungan gaya gelombang pada elemen yang lain secara
lengkap diberikan dalam bentuk tabel pada lampiran.
Perhitungan Gaya Arus
Gaya arus pada struktur merupakan kombinasi dari gaya angkat (lift) dan gaya
drag. Gaya angkat baru diperhitungkan bila pembebanan terjadi pada silinder
panjang dengan perbandingan panjang-diameter (d/t) yang besar. Besarnya gaya
arus yang terjadi pada struktur adalah :
FL = 0,5 ρ .CL.D.UT2
FD = 0,5 ρ .CD.D.UT2
dimana :
FL = gaya angkat per satuan panjang
FD = gaya drag per satuan panjang
CL = koefisien gaya angkat = 0,333
CD = koefisien gaya drag = 1,0
D = diameter batang struktur (0,965 m)
Karena perhitungan ini menggunakan metode massa terkumpul, maka luasan titik
kumpul dari struktur yang tercelup merupakan nilai yang berpengaruh, sehinggapersamaan diatas menjadi :
FL = 0,5 ρ .CL.A.UT2
FD = 0,5 ρ .CD.A.UT2
dimana A menunjukkan nilai luas area titik kumpul.
Misalnya untuk titik kumpul 4 dengan diameter batang adalah 0,603 m, UT sebesar 0,167 m/s
Luas area titik kumpul A = 0,25 x 3,14 X (0,167)2
= 0,021 m2
sehingga :
f L = 0,5 ρ .CL.A.UT2
= 0,0000281 kN/m
f D = 0,5 ρ .CD.A.UT2
= 0,0000845 kN/m
Ftotal = f L + f D
Jackson agung pD 321 07 008 - 64 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 65/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
= 0,0001127 kN/m
Gaya arus pada seluruh titik kumpul yang terdapat pada tiang utama dapat dilihat
pada lampiran.
Perhitungan Gaya Angin
Untuk elemen yang sebagian berada di bawah permukaan air, maka penentuan
panjang elemen adalah:
L=(yk-h)/ cos Φ
Sebagai contoh untuk elemen 43 (L = 17 m, D = 0,602742 m, Φ = 90 o) dengan
kecepatan angin V = 80 mph; C=0,5 (untuk silinder); ρ = 0.01005525 kN/m³),
maka besar gaya angin (pers. (2.25)) pada elemen adalah :
F = ½. ρ.Cw.A.V2
= 196,7601 N
Selanjutnya perhitungan elemen yang lain secara lengkap diberikan dalam bentuk
tabel.
SPESIFIKASI HASIL PERENCANAAN
BOPD/Lokasi : 105.000/Selat Makassar
Jenis Konstruksi : Jacket Steel Platform ( terpancang)Fungsi Konstruksi : Anjungan produksi dan pengeboranBerat Total Geladak : 10010 ton
Material Struktur ;
Kaki struktur & geladak, jacket brace : Baja Group I kls C spes. API M grade B
Joint chord, joint brace, brace X : Baja Group II kls B spes. API 5L gradeN52
Balok geladak dan pelat geladak : Baja Group I kls C spes. ASTM mutu A36
Jumlah Kaki Struktur / Kemiringan : 8 buah / 1 : 16 :Ukuran Pile : Diameter = 39 inchi,tebal 16,5 mmPola perangkaan : Rangka X dan N
Struktur Jacket :
Kaki jacket : Diameter 39,5 inchi, tebal 1 inchi
Sambungan Kaki Jacket : Diameter 44 inchi, tebal 1.5inchi
Brace Horizontal : Diameter 23,73 inchi, tebal 0.75 inchi
Brace N : Diameter 26,88 inchi, tebal 0.75 inchi
Brace X : Diameter 24,7 inchi, tebal 0.75 inchi
Jackson agung pD 321 07 008 - 65 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 66/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Luasan geladak :
Geladak Produksi : 59 x 22 m²
Geladak Pengeboran : 59 x 22 m²
Geladak tempat tinggal : 23 x 20 m²
Geladak Helikopter : 14 x 14 m²Struktur Geladak :
Kaki Geladak : Diameter 39 inchi, tebal 1 inchi
Balok geladak : Profil WF baja mutu A36,
Fb = 36 ksi (250 Mpa)
Pelat Geladak : Pelat baja mutu A36,
Fb = 36 ksi(250 Mpa)
BAB IV
KESIMPULAN
Dari hasil perhitungan beban-beban lingkungan yang bekerja pada struktur
anjungan lepas pantai, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
Untuk memperoleh elemen struktur yang terkoreksi oleh kontrol ukuran,
maka dipergunakan berbagai diameter pile, sesuai dengan ukuran
panjangnya.
Beban gelombang maksimum akibat gaya drag dan gaya inersia tidak
terjadi secara bersamaan, sehingga untuk memperolehnya, maka perlu
ditinjau beberapa fase gelombang. Beban gelombang terbesar terjadi pada
daerah permukaan laut sebesar 1,177681621 kN pada elemen 56 hal ini
disebabkan karena kecepatan dan percepatan partikel air yang semakin
besar pada daerah permukaan.
Jika ditinjau dari arah datangnya gelombang, maka gelombang terbesar
dari arah samping anjungan (sudut 900 terhadap anjungan) karena jumlah
kompenenn struktur yang terkena hempasan gelombang lebih banyak.
Jackson agung pD 321 07 008 - 66 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 67/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
Arus yang terjadi pada permukaan lebih besar dari pada arus yang terjadi di
kedalaman hal ini dipengaruhi oleh media pembangkit arus yang lebih
banyak dan besar berada dipermukaan yaitu gelombang dan angin. Beban
arus terbesar terjadi pada elemen yang kurang lebih tegak lurus terhadap
arah datang angin yaitu sebesar 0,00025324113005 kN
Beban angin terbesar terjadi pada geladak pengeboran sebesar 1,8372 kN
DAFTAR PUSTAKA
API Recomended Practice for Planning, Designing, and Constructing Fixed
Offshore Platforms, 1980, American Petroleum Institute RP – 2A, Dallas, Texas.
Ardiansyah, Muh., 2004, Perencanaan Bangunan Lepas Pantai tipe Fixed Jacket
Platform, Tugas Rekayasa, PS Teknik KElautan Unhas, Makassar.
Baeda, A.Y., 2005, Panduan Pengerjaan Tugas Rekayasa Kelautan, Makassar.
Graff, W.J., 1981, Introduction to Offshore Structures, Gulf Publishing Co,
Houston, Texas.
G. S., Charles dkk, 1994, Struktur Baja, Erlangga, Jakarta.
Hsu Teng H., 1984, Applied Offshore Structure, Gulf Publishing Co, Houston,
Texas.
H.D. Thomas, 1983, Offshore Structural Engineering , Prentice-Hall Inc.,
Englewood Cliffs, New Jersey.
Juswan dan Taufiqur Rachman, 2003, Struktur Bangunan Laut , Proyek Kerjasama
Segitiga Biru, Makassar.
Juswan, 1999, Pengantar Rekayasa Lepas Pantai , Proyek Kerjasama Segitiga
Biru, Makassar.
L. T., Ricky. Perencanaan Bangunan Lepas Pantai , Catatan Kuliah, ITB, Bandung.
Jackson agung pD 321 07 008 - 67 -
7/15/2019 Perencanaan Blp
http://slidepdf.com/reader/full/perencanaan-blp 68/68
Perencanaan Bangunan Lepas Pantai
McLelland, Bralamette and Refelt D. Michael., 1979, Planning and Design of
Fixed Offshore Platform, Van Nostrand Reinhold Company, New York.
Proceeding Kursus Segitiga Biru Fakultas Teknik Kelautan – ITS Surabaya, 1996.
Triadmodjo, Bambang, 1999, Teknik Pantai , Beta Offset, Yogyakarta.
Lampiran - Lampiran