3 Pembebanan dan Pemodelan Struktur

BAB 3

3 Pembebanan dan Pemodelan Struktur

3.1

Deskripsi Platform

Anjungan yang dianalisis adalah sebuah struktur baja yang dirancang tidak berpenghuni, terdiri atas 4 kaki jacket dengan pile di dalam kaki jacket dan topside deck untuk mendukung peralatan di atasnya. Anjungan ini dirancang dengan luasan deck 40’ X 24’ pada titik kerjanya. Konstruksi jacket ini mendukung Cellar dan Sub Cellar Deck, Mezzanine Deck dan Main deck (Drilling deck) dan 9 buah well conductors. Anjungan ini terletak pada kedalaman perairan 108 ft. Keterangan umum dari platform yang akan dianalisis dapat dilihat pada berikut ini:

1.

Kedalaman Perairan

:

108 ft

2.

Level Deck

:

Main Deck

54

ft

Mezzanine Deck

43

ft

Cellar Deck

35

ft

Sub Cellar Deck

28

ft

3.

Konduktor

3.2

:

9 buah (∅ 20 inch).

Design Code

Standar yang digunakan dalam desain anjungan adalah API RP 2A-WSD (21st Edition, December 2000) dan AISC 9th Edition.

3.2.1

Allowable Stress Factor

Berdasarkan API RP 2A-WSD, faktor pengali untuk tegangan ijin dapat ditambahkan pada berbagai kondisi desain. Faktor pengali tersebut dapat dilihat pada Tabel 3.1.

3-1

Tabel 3.1

Allowable Stress Factor

Design Condition

Allowable Stresses Factor

In-Place – Extreme Wave

1.33

In-Place – Operating Wave

1.00

Seismic (Strength-Ductility)

1.70

st

Sumber: API RP 2A–WSD, 21 Edition

3.2.2

Piles Safety Factors

Angka keamanan tiang pancang untuk berbagai kondisi desain diperlihatkan pada Tabel 3.2. Tabel 3.2

Angka Keamanan Tiang Pancang

Design Condition

Safety Factor

In place – Operating

2.0

In place – Storm

1.5

Seismic

1.0 st

Sumber: API RP 2A–WSD, 21 Edition

3.3

Kriteria Desain

3.3.1

Data Lingkungan

1. Kedalaman Perairan Kedalaman perairan ditinjau dari LAT (Low Astronomical Tide). Adapun kedalaman perairan di sekitar anjungan dapat dilihat pada Tabel 3.3. Tabel 3.3

Data Elevasi Muka Air

Elevasi Muka Air

Operating

Storm

1 year (ft)

100 year (ft)

Mean Sea Level (MSL)

108

108

Storm Tide Surge (ST)

0.05

0.63

2.245

2.245

1.5

1.5

111.795

112.375

½ Tidal Range (TR) Contigency (C) Analysis Water Depth (MSL+½TR+ST+C)

Analysis water depth ini merupakan salah satu parameter yang digunakan pada analisis inplace, seismic dan fatigue. 2. Gelombang a) Dasar Perhitungan Gelombang 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.

3-2

Bentuk ideal gelombang beramplitudo kecil di perairan dalam adalah sinusoidal. Karakteristik gelombang dua dimensi yang merambat dalam arah x dapat dilihat pada Gambar 3.1 dibawah ini. C

Gambar 3.1

Sketsa profil gelombang air.

Dimana: A

= amplitudo gelombang

c

= kecepatan gelombang

h

= kedalaman permukaan air rata-rata dari dasar tanah

H

= tinggi gelombang dari lembah ke puncak

L

= panjang gelombang

x

= perpindahan arah horizontal dari puncak gelombang

η(x,t)

= elevasi muka air pada titik x saat t.

Parameter-parameter terpenting dalam menggambarkan gelombang adalah : 1.

Panjang gelombang L, yaitu jarak horizontal antara dua puncak gelombang atau dua lembah gelombang yang saling berurutan.

2.

Tinggi gelombang H, yaitu jarak vertikal antara puncak gelombang dan lembah gelombang.

3.

Perioda gelombang T, yaitu waktu yang ditempuh untuk mencapai satu lintasan gelombang.

4.

Kedalaman perairan h dimana gelombang tersebut dirambatkan.

Teori Gelombang 1.

Teori Gelombang Linier

Teori Gelombang Linear merupakan asumsi atau penyederhanaan atas analisis yang dilakukan untuk mengetahui dampak dari gelombang laut terhadap bangunan atau struktur. Teori gelombang linier berlaku apabila

0,005 <

d < 0,2 . (lihat Grafik pada Gambar 3.7) gT 2

3-3

2.

Teori Gelombang Stokes

Stokes (1847) mengembangkan teori gelombang Airy dengan melanjutkan analisis sampai orde ketiga untuk mendapatkan ketelitian yang lebih baik dalam kecuraman muka gelombang (wave stepness) H/L. Pengembangan lebih jauh dilakukan oleh Skjelbreia dan Hendrickson (1961) sampai orde ke-5 yang sampai saat ini banyak digunakan dalam perhitungan teknik kelautan untuk gelombang dengan amplitudo kecil. Karena masalah konvergensi yang lebih sulit untuk kondisi laut dangkal, teori gelombang stokes orde ke-5 dianggap valid untuk kondisi perairan dimana rasio kedalaman h/L lebih besar dari 1/10. Kondisi ini umumnya sesuai dengan gelombang badai (storm wave) yang biasanya diperhitungkan dalam perancangan bangunan lepas pantai. Gaya gelombang Gaya hidrodinamika akibat gelombang pada tiang silinder bergantung pada pola aliran disekitar tiang. Pola aliran ini sangat dipengaruhi oleh derajat ketergangguan aliran oleh adanya tiang. Derajat ketergangguan ini ditentukan oleh perbandingan antara diameter tiang dengan panjang gelombang yaitu D/L. Bila D/L kecil (D/L≤ 0.2) maka pola aliran fluida tidak akan terganggu dan besarnya gaya dapat dihitung dengan persamaan Morison (O’Brien dan Morison, 1952). Tapi bila D/L besar (D/L > 0.2) maka pola aliran akan terdifraksi sehingga harus digunakan teori difraksi. Perhitungan gaya gelombang didekati dengan 2 pendekatan yang berbeda. Untuk platform yang kecil atau yang berada pada laut dangkal, disain dari pembebanan gelombang dianggap sebagai gaya statik pada struktur. Untuk platform yang lebih besar, perioda natural dari getaran struktur mendekati perioda gelombang laut dan analisis dinamik yang lebih rumit harus diikut sertakan dalam perhitungan. Disain gaya gelombang harus didasarkan pada prediksi gelombang terbesar selama 100 tahun. Z

X

(MSL) [ 0 , 0 , 0]

F TITIK JOINT (NODE)

center of structure

Gambar 3.2

Profil gaya gelombang pada struktur jacket.

Persamaan Morison adalah persamaan yang digunakan untuk menghitung gaya gelombang. Persamaan Morison 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.

3-4

Persamaan Morison :

dF = dFD + dFM

............................................................ (3.1)

• 1 ρC d D U Udz + ρC m A U dz ............................................................ (3.2) 2

dF = dimana : dF

=

gaya/unit panjang (N/m)

ρ

=

massa jenis air (kg/m3)

Cd

=

koefisien drag

Cm

=

koefisien inersia

D

=

Diameter / lebar proyeksi bidang muka yang menghadap arah gelombang (m)

U

=

kecepatan pertikel air, tegak lurus terhadap sumbu struktur (m/dt)

A

=

luas penampang elemen struktur (m2)

=

percepatan partikel air, tegak lurus terhadap elemen struktur

•

U

(m/dt2).

Z silinder kecil

η(x,t)

X

dF

Gambar 3.3

dz

z(t)

Gaya gelombang pada elemen silinder tegak.

Pada struktur yang berbentuk silinder persamaan Morison dapat dituliskan kembali menjadi :

1 πD 2 • dF = ρCd D U Udz + ρCm U dz ......................................................... (3.3) 2 4 Gaya total F diperoleh dengan cara mengintegrasikan persamaan Morison sepanjang elemen struktur yang diinginkan. Sebagai contoh, gaya total yang bekerja pada silinder tegak seperti gambar 3.5 diperoleh dengan mengintegrasikan persamaan Morison (3.3) dari z=-h sampai z=η(x,t), yaitu : η πD 2 • 1 F=∫ ρCd D U Udz + ∫ ρC m U dz .............................................. (3.4) −h 2 −h 4 η

3-5

Gaya F bekerja tegak lurus terhadap sumbu tiang. Hal lain yang perlu diperhatikan dalam penggunaan persamaan Morison adalah pemilihan koefisien seret (Cd) dan koefisien inersia (Cm). Koefisien Cm dan Cd ditentukan berdasarkan hasil percobaan, nilainya tergantung pada bilangan Reynold dan bilangan Keulegan-Carpenter, dimana kedua-duanya tergantung pada harga parameter kecepatan partikel maksimum dan diameter tiang. Bilangan Reynold dan bilangan Keulegan-Carpenter :

Re =

U max D

ν

U max T K= D

............................................................ (3.5)

dimana: Re

= bilangan reynold

K

= bilangan Keulegan-Carpenter

Umax

= kecepatan maksimum

D

= diameter

ν

= viskositas kinematik = 1.2363 x 10-5 ft2/s

T

= perioda

Gambar 3.4

Nilai Cd dan Cm untuk beberapa nilai K.

Gambar 3.5

Nilai Cm untuk beberapa nilai Re dan K.

Penerapan persamaan Morison pada tiang silinder miring dilakukan pada saat menghitung gaya gelombang pada “cross bracing” struktur atau pada kaki jaket yang tidak tegak (battered). Para ahli

3-6

telah mengembangkan metoda penerapan persamaan Morison untuk menentukan gaya gelombang pada tiang miring dengan menguraikan kecepatan dan percepatan partikel ke dalam komponen tegak lurus dan sejajar/tangensial sumbu tiang silinder. Kemudian, hanya komponen kecepatan dan percepatan partikel tegak lurus tiang silinder yang digunakan untuk menentukan gaya per-satuan panjang pada tiang silinder. Arah gaya yang bekerja adalah tegak lurus terhadap sumbu tiang dan sesuai dengan arah komponen kecepatan dan percepatan partikel tegak lurus sumbu tiang silinder miring. Untuk keperluan analisa struktur, gaya tersebut dapat disesuaikan lagi kedalam komponen gaya vertikal dan gaya horisontal. b) Data Gelombang Gelombang air laut terjadi pada bagian permukaan air laut akibat adanya pergerakan angin. Gelombang harus diperhitungkan untuk berbagai kemungkinan arah yang terjadi. Data gelombang untuk analisis inplace disajikan sebagai berikut : Tabel 3.4

Data Gelombang Inplace Kondisi

Operasional (1 tahun)

Ekstrim (100 tahun)

Tinggi Maksimum, [ft]

12.11

30.31

Periode Maksimum, [detik]

7.64

10.18

3. Arus a) Dasar Perhitungan Arus 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. Wind drift current di permukaan biasanya diasumsikan sekitar 1 % dari kecepatan angin pada ketinggian 30 ft di atas permukaan air. Untuk kebutuhan rekayasa, variasi arus pasang surut terhadap kedalaman baisanya diasumsikan mengikuti profil pangkat 1/7 (‘one seventh power law’) dan variasi arus akibat gesekan angin diasumsikan linier terhadap kedalaman.

UoTidal

UoWind Drift

h z

Gambar 3.6

Asumsi distribusi vertikal arus pasang surut dan wind drift current.

3-7

U Tidal = U Tidal o

1 z ⎞7

⎛ ⎜ ⎟ ⎝h⎠

⎛z⎞ = U WindDrift ⎜ ⎟ 0 ⎝h⎠

U WindDrift

.............................................................................................................................. (3.6)

b) Data Arus Pada umumnya di lokasi anjungan akan ditempatkan arus digerakkan oleh pengaruh pasang surut diurnal. Arus yang tidak dipengaruhi oleh pasang surut hanya berkontribusi 30% total kejadian arus selama 100 tahunan. Tabel 3.5

Data Arus (ft/s) 1 yr

100 yr

surface current speed

3,28

5,94

bottom current speed

1,34

1,46

4. Perhitungan Beban Arus dan Gelombang Agar menghasilkan kondisi pembebanan yang paling berbahaya, arus dan gelombang selalu dibuat searah. Untuk kondisi operasional dan ekstrim. Ketinggian dan perioda gelombang untuk semua arah menggunakan data seperti pada Tabel 3.4 sedangkan data arus menggunakan data seperti pada Tabel 3.5. Arus dan gelombang diperhitungkan pada 12 arah. Perhitungan beban gelombang dilakukan menurut teori gelombang yang berlaku, untuk itu perlu dilakukan pengujian berdasarkan daerah validasi teori gelombang menurut API RP2A. Penentuan Teori Gelombang

•

Dalam perencanaan desain gelombang suatu struktur anjungan lepas pantai perlu ditentukan teori gelombang yang sesuai. Diagram daerah aplikasi dari Stream Function, Stokes 5th order, dan teori gelombang linier yang telah dimodifikasi API RP2A untuk keperluan desain, dapat dilihat pada Gambar 3.7. Perhitungan beban gelombang dilakukan menurut teori gelombang yang berlaku, untuk itu perlu dilakukan pengujian berdasarkan daerah validasi teori gelombang menurut API RP2A. Perhitungan gelombang dapat dilihat seperti di bawah ini : Kondisi Operating : H = 12.11 ft

T = 7.64 sec dan

d = elevasi mudline = 108 ft d 2

gT H

gT 2

= =

108 32.2( 7.64 )2 12.11 32.2( 7.64 )2

= 0.057 = 0.006

menurut grafik daerah validasi gelombang API RP2A, maka dipakai teori gelombang stokes 5th .

3-8

Kondisi Storm : H = 30.31 ft

T = 10.18 sec

d = elevasi mudline = 108 ft d 2

gT H

gT 2

= =

108 32.2( 10.18 )2 30.31 32.2( 10.18 )2

= 0.032 = 0.009

menurut grafik daerah validasi gelombang API RP2A, maka dipakai teori gelombang stokes 5th. Grafik mengenai daerah aplikasi teori gelombang dapat dilihat pada Gambar 3.7 diatas.

Storm

Gambar 3.7

Operating

Daerah aplikasi teori Stream function, Stokes 5th dan Airy

Sumber : API RP 2 WSD 2000

3-9

•

Penentuan Gaya Gelombang

Untuk mencari gaya gelombang pada struktur dapat digunakan persamaan Morison. Dimana persamaan Morison dapat digunakan apabila perbandingan diameter dan panjang gelombang lebih kecil atau sama dengan 0.2 . Member tubular terbesar yang digunakan pada struktur mempunyai diameter D = 36 in = 3 ft, sehingga : Kondisi Operating Panjang Gelombang

L0 =

gT 2 32.2(7.64)2 = = 299,132 ft 2π 2π

d 108 = = 0.361 L0 299.132 Dari tabel C-1 pada Shore Protection Manual didapat :

d = 0.3682 L

maka L= 293.319 ft

D 3 = = 0.01022 < 0.2 L 293.319 Kondisi Storm Panjang Gelombang

L0 =

gT 2 32.2(10.18)2 = = 531.094 ft 2π 2π

d 108 = = 0.203 L0 531.094 Dari tabel C-1 pada Shore Protection Manual didapat :

d = 0.2277 L

maka L= 474.308 ft

D 3 = = 0.006 < 0.2 L 474.308 Sehingga persamaan morison dapat digunakan untuk menghitung beban gelombang yang bekerja pada struktur untuk kondisi operating maupun storm. •

Perhitungan Arus

Arus merupakan pergerakan air laut dibawah permukaan air laut. Data arus berupa kecepatan arus pada beberapa kedalaman air dapat dilihat sebagai berikut : Cari Uo dari data yang didapat, Uo = Surface current speed – Bottom current speed. Misalnya untuk kondisi operating, Uo = 1.94 ft/s, z = 10,8 ft, h = 108 ft, maka kecepatan arus didapat :

3 - 10

Utidal

⎛z⎞ = U 0 tidal ⎜ ⎟ ⎝h⎠

1 7

⎛ 10.8 ⎞ = 1.94 ⎜ ⎟ ⎝ 108 ⎠

1 7

= 2.74 ft / s

Berikut adalah tabel perhitungan dari kecepatan arus untuk berbagai kedalaman dan untuk dua kondisi, yaitu kondisi operating dan storm. Tabel 3.6

Perhitungan Arus

% of water depth above mudline

Depth

100

108,00

5,94

3,28

90

97,20

5,87

3,25

80

86,40

5,80

3,22

70

75,60

5,72

3,18

60

64,80

5,62

3,14

50

54,00

5,52

3,10

40

43,20

5,39

3,04

30

32,40

5,23

2,97

20

21,60

5,02

2,88

10

10,80

4,68

2,74

0,00

1,46

1,34

0

100 yr (fps)

1 yr (fps)

Contoh pembebanan gelombang dan arus untuk kondisi operating dan storm dapat dilihat pada Gambar 3.9 dan Gambar 3.10. ISOMETRIC WAVE STOKES DIRECTION 0.000 (deg) HEIGHT 12.110 (FT) PERIOD 7.640 (sec) H2O DEPTH 108.000 (FT) CURRENT DIRECTION 0.000 MAX VEL 3.280

(deg) (fps)

ROW B >

CURR

CURRENT PROFILE

WAVE

Z ROW A >

Y X

ROW 1 ^

Gambar 3.8

ROW 2 ^

Beban arus dan gelombang pada arah 0o untuk kondisi operating.

3 - 11

ISOMETRIC WAVE STOKES DIRECTION 90.000 (deg) HEIGHT 30.310 (FT) PERIOD 10.180 (sec) H2O DEPTH 108.000 (FT) (deg) (fps)

CU

RR

ROW B >

CURRENT PROFILE

WA

VE

CURRENT DIRECTION 90.000 MAX VEL 5.940

Z ROW A >

Y

X

ROW 1 ^

Gambar 3.9

ROW 2 ^

Beban arus dan gelombang pada arah 90o untuk kondisi storm.

5. Angin a) Dasar Perhitungan Gaya angin yang mengenai struktur adalah fungsi dari kecepatan angin, orientasi struktur dan karakteristik aerodinamik dari struktur dan setiap elemennya.

F = 0.00256V 2 C s A (satuan inggris) .................................................................................................................. (3.7) F = 0.0473V 2 C s A (satuan metrik) ...................................................................................................................... (3.8) Dimana: F

= gaya angin

Cs

= koefisien bentuk

V

= kecepatan angin pada ketinggian 10meter diatas permukaan air

A

= luas tegak lurus arah angin

3 - 12

Menurut API RP 2A, koefisien bentuknya seperti pada tabel dibawah ini: Tabel 3.7

Koefisien Bentuk

Bentuk

Cs

Beams

1,5

Sides of building

1,5

Cylindrical section

0,5

Overall platform projected area

1

Koreksi kecepatan angin apabila tidak sama dengan ketinggian referensi dalam meter

⎡y⎤ VZ = V10 ⎢ ⎥ ⎣10 ⎦

x

.............................................................................................. (3.9)

Dimana: V10

= kecepatan angin pada ketinggian 10 meter

y

= ketinggian yang diinginkan (m)

10

= ketinggian refernsi (m)

x

= eksponensial biasanya 1/7 atau 1/13 tergantung durasi hembusan angin

Rekomendasi dari API RP 2A : X

= 1/13 untuk angin yang berhembus keras

x

= 1/8 untuk angin yang berhembus terus-menerus

Gambar 3.10

Faktor ketinggian menurut API RP-2A.

Kecepatan rata-rata durasi angin pada perhitungan analisis struktur harus mengikuti kebutuhan standar API RP2A. Stuktur yang diproyeksikan sebagai daerah tangkapan beban angin adalah dimensi bangunan dan peralatan yang terkena langsung oleh angin.

3 - 13

b) Data Angin Data angin yang digunakan untuk menganalisis struktur adalah kecepatan angin dari berbagai arah yang diukur pada elevasi +10 m dari LAT. Tabel 3.8

c)

Nilai Ekstrim Kecepatan Angin

Return Period (years)

1 hour average (fps)

100

117.85

1

51.02

Perhitungan Gaya Angin

Perhitungan gaya angin dilakukan pada masing-masing deck, yaitu main deck, mezzanine deck, cellar deck, sub cellar deck dan jacket walkway. Perhitungan beban angin dapat dilihat sebagai berikut : MAIN DECK Tabel 3.9

Beban Angin pada Main Deck

INPUT Reference Elevation Wind Speed For 1 Hour Average Current Elevation

zR V(1hr,zR) z

MAIN DECK Operation Storm 33.00 ft 33.00 ft 51.02 ft/s 117.85 ft/s 54 ft 54 ft

Kecepatan angin pada ketinggian 54 ft selama 1 jam : (Operation)

⎛ z ⎞ v 54 = v 33 ⎜ ⎟ ⎝ 33 ⎠

⎛ z ⎞ (Storm) v 54 = v 33 ⎜ ⎟ ⎝ 33 ⎠

0.125

0.125

⎛ 55 ⎞ = 51.02 ⋅ ⎜ ⎟ ⎝ 33 ⎠

⎛ 55 ⎞ = 117.85 ⋅ ⎜ ⎟ ⎝ 33 ⎠

0.125

= 54.38 ft/sec

0.125

= 125.62 ft/sec

Elevasi Main Deck (Z1)

= 54 ft

Elevasi Deck Bawah (Z2)

= 43 ft (Mezzanine Deck)

Tinggi Peralatan (He)

= 2.00 ft

a = 0.5 (Z1 - Z2) = 0.5 (54 – 43)

= 5.50 ft

Tinggi Wind Area (H) = He + a = 2 + 5.5

= 7.50 ft

•

Gaya Angin dalam arah sumbu X

Panjang Y

= 68.5 ft

Luas Proyeksi A = (Y x H)

= 513.75 ft2

= 57.854 kips (operation) Gaya angin total pada main deck dibagi merata ke 4 joint, sehingga masing-masing joint mendapat gaya angin sebesar : 14.464 kips (operation)

3 - 14

⎛ρ⎞ F = ⎜ ⎟ v 2Cs A = 308.683 kips (storm) ⎝2⎠ Gaya angin total pada main deck dibagi merata ke 4 joint, sehingga masing-masing joint mendapat gaya angin sebesar : 77.17 kips (storm) •

Gaya Angin dalam arah sumbu Y

Panjang X

= 52.98 ft

Luas Proyeksi (X x H)

= 397.33 ft2 = 44.744 kips (operation)

Gaya angin total pada main deck dibagi merata ke 4 joint, sehingga masing-masing joint mendapat gaya angin sebesar : 11.186 kips (operation)

⎛ρ⎞ F = ⎜ ⎟ v 2Cs A = 238.732 kips (storm) ⎝2⎠ Gaya angin total pada main deck dibagi merata ke 4 joint, sehingga masing-masing joint mendapat gaya angin sebesar : 59.683 kips (storm) MEZZANINE DECK Tabel 3.10

Beban Angin pada Mezzanine Deck


zR V(1hr,zR) z

MAIN DECK Operation Storm 33.00 ft 33.00 ft 51.02 ft/s 117.85 ft/s 43 ft 43 ft


⎛ z ⎞ v 43 = v 33 ⎜ ⎟ ⎝ 33 ⎠

⎛ z ⎞ (Storm) v 43 = v 33 ⎜ ⎟ ⎝ 33 ⎠

0.125

0.125

⎛ 48.5 ⎞ = 51.02 ⋅ ⎜ ⎟ ⎝ 33 ⎠

0.125

= 53.54 ft/sec

0.125

⎛ 48.5 ⎞ = 117.85 ⋅ ⎜ ⎟ ⎝ 33 ⎠

= 123.66 ft/sec

Elevasi Main Deck (Z1)

= 54 ft

Elevasi Mezzanine Deck (Z2)

= 43 ft

Elevasi Deck Bawah

= 35 ft

b = 0.5 (Z1 - Z2) = 0.5 (54 – 43)

= 5.5 ft

a = 0.5 (Z2 – Z3)= 0.5 (43 – 35)

= 8 ft

Tinggi Wind Area (H) = b + a = 5.5 + 8

= 13 ft

•


Panjang Y

= 22.5 ft

Luas Proyeksi A = (Y x H)

= 337.50 ft2

3 - 15

= 36.83 kips (operation) Gaya angin total pada main deck dibagi merata ke 2 joint, sehingga masing-masing joint mendapat gaya angin sebesar : 18.415 kips (operation)

⎛ρ⎞ F = ⎜ ⎟ v 2Cs A = 196.508 kips (storm) ⎝2⎠ Gaya angin total pada main deck dibagi merata ke 2 joint, sehingga masing-masing joint mendapat gaya angin sebesar : 98.254 kips (storm) •


Panjang X

= 26.5 ft



Gaya angin total pada main deck dibagi merata ke 2 joint, sehingga masing-masing joint mendapat gaya angin sebesar : 21.689 (operation)

⎛ρ⎞ F = ⎜ ⎟ v 2Cs A = 231.443 kips (storm) ⎝2⎠ Gaya angin total pada main deck dibagi merata ke 2 joint, sehingga masing-masing joint mendapat gaya angin sebesar : 115.722 kips (storm) CELLAR DECK Tabel 3.11

Beban Angin pada Cellar Deck


CELLAR DECK Operation Storm zR 33.00 ft 33.00 ft V(1hr,zR) 51.02 ft/s 117.85 ft/s z 35 ft 35 ft


⎛ z ⎞ v 35 = v 33 ⎜ ⎟ ⎝ 33 ⎠

⎛ z ⎞ (Storm) v 35 = v 33 ⎜ ⎟ ⎝ 33 ⎠

0.125

0.125

⎛ 39 ⎞ = 51.02 ⋅ ⎜ ⎟ ⎝ 33 ⎠

⎛ 39 ⎞ = 117.85 ⋅ ⎜ ⎟ ⎝ 33 ⎠

0.125

= 52.10 ft/sec

0.125

= 120.34 ft/sec

Elevasi Mezzanine Deck (Z1)

= 43 ft

Elevasi Cellar Deck (Z2)

= 35 ft

Elevasi Sub Cellar Deck (Z3)

= 28 ft

b = 0.5 (Z1 - Z2) = 0.5 (43 – 35)

= 4 ft

a = 0.5 (Z2 – Z3)= 0.5 (35– 28)

= 7 ft

Tinggi Wind Area (H) = b + a = 4 + 7

= 11 ft

3 - 16

•


Panjang Y

=

76.46 ft

Luas Proyeksi (Y x H)


Gaya angin total pada cellar deck dibagi merata ke 4 joint, sehingga masing-masing joint mendapat gaya angin sebesar : 14.815 kips (operation)

⎛ρ⎞ F = ⎜ ⎟ v 2Cs A = 316.174 kips (storm) ⎝2⎠ Gaya angin total pada cellar deck dibagi merata ke 4 joint, sehingga masing-masing joint mendapat gaya angin sebesar : 79.044 kips (storm) •


Panjang X

= 43.60 ft



Gaya angin total pada cellar deck dibagi merata ke 4 joint, sehingga masing-masing joint mendapat gaya angin sebesar : 8.449 kips (operation)

⎛ρ⎞ F = ⎜ ⎟ v 2Cs A = 180.312 kips (storm) ⎝2⎠ Gaya angin total pada cellar deck dibagi merata ke 4 joint, sehingga masing-masing joint mendapat gaya angin sebesar : 45.078 kips (storm) SUB CELLAR DECK Tabel 3.12

Beban Angin pada Sub Cellar Deck SUB CELLAR DECK Operation Storm zR 33.00 ft 33.00 ft V(1hr,zR) 51.02 ft/s 117.85 ft/s z 28 ft 28 ft



⎛ z ⎞ v 28 = v 33 ⎜ ⎟ ⎝ 33 ⎠

⎛ z ⎞ (Storm) v 28 = v 33 ⎜ ⎟ ⎝ 33 ⎠

0.125

0.125

⎛ 31.5 ⎞ = 51.02 ⋅ ⎜ ⎟ ⎝ 33 ⎠

⎛ 31.5 ⎞ = 117.85 ⋅ ⎜ ⎟ ⎝ 33 ⎠

0.125

= 50.72 ft/sec

0.125

= 117.17 ft/sec

Gaya angin yang terjadi pada sub cellar deck dapat dilihat pada Gambar 3.13. Elevasi Cellar Deck (Z1)

= 35 ft


= 28 ft

3 - 17

Elevasi Jacket Walkway (Z3)

= 10 ft

b = 0.5 (Z1 - Z2) = 0.5 (35 – 28)

= 3.5 ft

a = 0.5 (Z2 – Z3)= 0.5 (28 – 10)

= 9 ft

Tinggi Wind Area (H) = b + a = 11 + 5.5

= 12.5 ft

•


Panjang Y

= 23.88 ft



Gaya angin total pada sub cellar deck dibagi merata ke 2 joint, sehingga masing-masing joint mendapat gaya angin sebesar : 14.318 kips (operation)

⎛ρ⎞ F = ⎜ ⎟ v 2Cs A = 155.992 kips (storm) ⎝2⎠ Gaya angin total pada sub cellar deck dibagi merata ke 2 joint, sehingga masing-masing joint mendapat gaya angin sebesar : 77.996 kips (storm) •


Panjang X

= 28 ft


= 350 ft2 = 34.288 kips (operation)

Gaya angin total pada sub cellar deck dibagi merata ke 2 joint, sehingga masing-masing joint mendapat gaya angin sebesar : 17.144 kips (operation)

⎛ρ⎞ F = ⎜ ⎟ v 2Cs A = 182.943 kips (storm) ⎝2⎠ Gaya angin total pada sub cellar deck dibagi merata ke 2 joint, sehingga masing-masing joint mendapat gaya angin sebesar : 10.346 kips (storm) JACKET WALKWAY Tabel 3.13

Beban Angin pada Jacket Walkway


JACKET WALKWAY Operation Storm zR 33.00 ft 33.00 ft V(1hr,zR) 51.02 ft/s 117.85 ft/s z 10 ft 10 ft


v10

⎛ z ⎞ = v 33 ⎜ ⎟ ⎝ 33 ⎠

0.125

⎛ 19 ⎞ = 37.84 ⋅ ⎜ ⎟ ⎝ 33 ⎠

0.125

= 47.62 ft/sec

3 - 18

⎛ z ⎞ (Storm) v10 = v 33 ⎜ ⎟ ⎝ 33 ⎠

0.125

⎛ 19 ⎞ = 117.85 ⋅ ⎜ ⎟ ⎝ 33 ⎠

0.125

= 109.99 ft/sec


= 28 ft

Elevasi Jacket Walkway (Z2)

= 10 ft

b = 0.5 (Z1 – Z2)= 0.5 (28 – 10)

= 9 ft

Tinggi Wind Area (H) = b

= 9 ft

•


Panjang Y

= 41.25 ft



Gaya angin total pada jacket walkway dibagi merata ke 4 joint, sehingga masing-masing joint mendapat gaya angin sebesar : 8.013 kips (operation)

⎛ρ⎞ F = ⎜ ⎟ v 2Cs A = 171.012 (storm) ⎝2⎠ Gaya angin total pada jacket walkway dibagi merata ke 4 joint, sehingga masing-masing joint mendapat gaya angin sebesar : 42.753 kips (storm) •


Panjang X

= 25.25 ft



Gaya angin total pada jacket walkway dibagi merata ke 4 joint, sehingga masing-masing joint mendapat gaya angin sebesar : 4.905 kips (operation)

⎛ρ⎞ F = ⎜ ⎟ v 2Cs A = 104.680 kips (storm) ⎝2⎠ Gaya angin total pada jacket walkway dibagi merata ke 4 joint, sehingga masing-masing joint mendapat gaya angin sebesar : 26.17 kips (storm) 6. Marine Growth a) Dasar Perhitungan Struktur 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. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 3.11 dibawah ini:

3 - 19

Dc

Dc + 2t Gambar 3.11

Marine growth.

Maka diameter struktur dimodifikasi menjadi : D = Dc + 2t Pertambahan luas melintang ini mengakibatkan gaya gelombang yang diterima oleh struktur menjadi lebih besar. Analisis marine growth perlu dilakukan karena pertambahan luas melintang akan mengakibatkan beban gelombang yang diterima struktur akan bertambah besar. Profil marine growth dengan kerapatan 81.17 lb/ft3 yang digunakan dapat dilihat pada Tabel 3.14. Tabel 3.14

Profil Marine Growth Radial Growth (inch)

Water Depth MHW to El -50

3

El -50 to El -100

2

El -100 to Mudline

1

7. Koefisien Seret (Cd) dan Koefisien Inersia (Cm) Nilai Koefisien Seret (Cd) dan Koefisien Inersia (Cm) yang digunakan adalah berdasarkan API RP2A, 21st edition (WSD). Untuk memperhitungkan adanya anode pada member maka nilai Cd dan Cm dapat dinaikkan sebesar 5%. Nilai dasar Cd dan Cm disajikan sebagai berikut : Tabel 3.15

Koefisien Seret (Cd) dan Koefisien Inersia (Cm) Cd

Cm

Smooth Surface

1.05

1.20

Rough Surface

0.65

1.60

Smooth Surface

0.80

2.00

Rough Surface

0.50

2.00

Smooth Surface

1.05

1.20

Rough Surface

0.65

1.60

Inplace :

Fatigue :

Seismik :

3 - 20

8. Faktor Kinematik Gelombang (Wave Kinematic Factor) Berdasarkan API RP 2A, 21st edition (WSD) mengijinkan penggunaan faktor kinematik pada kisaran 0.85 – 0.95 untuk badai tropis dan diterapkan pada kecepatan dan percepatan dari gelombang 2 dimensi. Pada analisis anjungan ini faktor kinematik yang digunakan sebesar 0.90 untuk kondisi badai 100 tahunan dan 1.00 untuk kondisi operasional 1 tahunan.

3.3.2

Data Tanah

Data tanah yang digunakan pada analisis desain ini dapat dilihat pada Tabel 3.16-Tabel 3-17 : Tabel 3.16

Data Tanah

Lapisan

Penetrasi (ft)

Ketebalan (ft)

Deskripsi

I

0 – 12

12

Soft to firm clay

II

12 – 258

246

Stiff-to-very stiff clay

Gambar 3.12 memperlihatkan hasil boring log untuk kondisi tanah di lokasi platform.

3 - 21

Gambar 3.12

Boring log.

3 - 22

Tabel 3.17 T-Z Data PENETRATION (ft) t(1) z(1) t(2) z(2) t(3) z(3) t(4) z(4) t(5) z(5) t(6) z(6) t(7) z(7) t(8) z(8) 0,00 5,00 8,00 12,00 12,08 62,50 158,67 168,00 175,00 197,17 200,00 210,00 242,58 248,25

0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

0,000 0,000 0,001 0,001 0,002 0,002 0,004 0,004 0,005 0,005 0,005 0,006 0,007 0,007

0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020

0,000 0,000 0,002 0,002 0,003 0,003 0,009 0,008 0,010 0,011 0,010 0,011 0,013 0,014

0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060 0,060

0,000 0,000 0,003 0,003 0,006 0,006 0,014 0,013 0,016 0,018 0,017 0,018 0,022 0,022

0,100 0,100 0,100 0,100 0,100 0,100 0,100 0,100 0,100 0,100 0,100 0,100 0,100 0,100

0,000 0,000 0,004 0,004 0,006 0,006 0,016 0,015 0,018 0,020 0,019 0,020 0,024 0,025

0,120 0,120 0,120 0,120 0,120 0,120 0,120 0,120 0,120 0,120 0,120 0,120 0,120 0,120

0,000 0,000 0,004 0,004 0,007 0,007 0,017 0,016 0,019 0,021 0,020 0,022 0,026 0,027

0,140 0,140 0,140 0,140 0,140 0,140 0,140 0,140 0,140 0,140 0,140 0,140 0,140 0,140

0,000 0,000 0,004 0,004 0,007 0,007 0,018 0,018 0,019 0,022 0,021 0,022 0,027 0,028

0,170 0,170 0,170 0,170 0,170 0,170 0,170 0,170 0,170 0,170 0,170 0,170 0,170 0,170

0,000 0,000 0,004 0,004 0,007 0,007 0,018 0,018 0,019 0,022 0,021 0,022 0,027 0,028

9,000 9,000 9,000 9,000 9,000 9,000 9,000 9,000 9,000 9,000 9,000 9,000 9,000 9,000

Tabel 3.18 Q-Z Data PENETRATION q(1) z(1) q(2) z(2) q(3) z(3) q(4) z(4) q(5) z(5) q(6) z(6) q(7) z(7) q(8) z(8) q(9) z(9) 100 128 168 189 200 210 258

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

9,00 13,00 10,00 16,00 13,00 14,00 18,00

0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03

19,00 26,00 21,00 32,00 26,00 28,00 37,00

0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12

34,00 46,00 37,00 55,00 46,00 49,00 64,00

0,36 0,36 0,36 0,36 0,36 0,36 0,36

48,00 66,00 53,00 80,00 66,00 70,00 92,00

0,75 72,00 0,75 99,00 0,75 79,00 0,75 119,00 0,75 99,00 0,75 106,00 0,75 139,00

1,69 1,69 1,69 1,69 1,69 1,69 1,69

87,00 119,00 95,00 143,00 119,00 127,00 166,00

2,43 2,43 2,43 2,43 2,43 2,43 2,43

97,00 132,00 106,00 159,00 132,00 141,00 185,00

3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00

97,00 132,00 106,00 159,00 132,00 141,00 185,00

3,70 3,70 3,70 3,70 3,70 3,70 3,70

Keterangan : t, q

: Load, dalam kilo pounds per square inches

z

: Displacement, dalam inch

Penetration

: dalam ft

3 - 23

3 - 24

1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 12 12 13 13 14 14 15 15 16 16 17 17

0,000 0,000 0,092 0,020 0,115 0,050 0,145 0,100 0,183 0,190 0,231 0,390 0,291 0,780 0,313 0,970 0,338 1,220 0,359 1,460 0,378 1,710 0,395 1,950 0,425 2,440 0,452 2,930 0,327 7,800 0,152 14,630 0,152 19,500

8,00

= deflection, in inches

0,000 0,000 0,011 0,030 0,014 0,060 0,017 0,120 0,022 0,240 0,028 0,470 0,035 0,950 0,038 1,190 0,040 1,480 0,043 1,780 0,045 2,070 0,047 2,370 0,051 2,960 0,054 3,550 0,047 9,480 0,038 17,770 0,038 23,700

5,00

Y

0,000 0,000 0,008 0,030 0,010 0,070 0,012 0,130 0,016 0,270 0,020 0,540 0,025 1,070 0,027 1,340 0,029 1,680 0,031 2,010 0,032 2,350 0,034 2,690 0,036 3,360 0,039 4,030 0,028 10,740 0,014 20,140 0,014 26,850

2,50

= soil resistance, in kilo pounds per inch

0,000 0,000 0,005 0,040 0,006 0,070 0,007 0,150 0,009 0,300 0,012 0,600 0,015 1,200 0,016 1,500 0,017 1,880 0,018 2,250 0,019 2,620 0,020 3,000 0,021 3,750 0,023 4,500 0,013 12,000 0,000 22,500 0,000 30,000

0

P

Keterangan :

P Y P Y P Y P Y P Y P Y P Y P Y P Y P Y P Y P Y P Y P Y P Y P Y P Y

COORDINATES OF CURVE POINTS 0,000 0,000 0,189 0,020 0,138 0,040 0,174 0,080 0,219 0,150 0,276 0,300 0,348 0,600 0,374 0,750 0,403 0,940 0,429 1,130 0,451 1,310 0,472 1,500 0,508 1,880 0,540 2,250 0,427 6,000 0,269 11,250 0,269 15,800

12,00 0,000 0,000 0,242 0,010 0,305 0,020 0,384 0,030 0,484 0,070 0,610 0,140 0,769 0,270 0,828 0,340 0,892 0,420 0,948 0,510 0,998 0,590 1,043 0,670 1,124 0,840 1,194 1,010 0,918 2,700 0,532 5,060 0,532 6,750

12,08 0,000 0,000 0,281 0,010 0,354 0,020 0,446 0,030 0,562 0,070 0,708 0,140 0,892 0,270 0,960 0,340 1,035 0,420 1,099 0,510 1,157 0,590 1,210 0,670 1,304 0,840 1,385 1,010 1,130 2,700 0,773 5,060 0,773 6,750

15,00

P-Y Data

0,000 0,000 0,366 0,010 0,461 0,020 0,581 0,030 0,732 0,070 0,922 0,140 1,162 0,270 1,252 0,340 1,348 0,420 1,433 0,510 1,508 0,590 1,577 0,670 1,699 0,840 1,805 1,010 1,643 2,700 1,417 5,060 1,417 6,750

21,00 0,000 0,000 0,411 0,010 0,518 0,020 0,653 0,030 0,823 0,070 1,037 0,140 1,306 0,270 1,407 0,340 1,516 0,420 1,611 0,510 1,695 0,590 1,773 0,670 1,910 0,840 2,029 1,010 1,942 2,700 1,820 5,060 1,820 6,750

24,00

PENETRATION, (ft) 0,000 0,000 0,322 0,010 0,406 0,020 0,512 0,030 0,645 0,070 0,813 0,140 1,024 0,270 1,103 0,340 1,188 0,420 1,263 0,510 1,329 0,590 1,390 0,670 1,497 0,840 1,591 1,010 1,373 2,700 1,069 5,060 1,069 6,750

18,00

P-Y CURVE

Tabel 3.19.

0,000 0,000 0,456 0,010 0,575 0,020 0,724 0,030 0,913 0,070 1,150 0,140 1,449 0,270 1,561 0,340 1,681 0,420 1,787 0,510 1,881 0,590 1,966 0,670 2,118 0,840 2,251 1,010 2,251 2,700 2,251 5,060 2,251 6,750

27,00 0,000 0,000 0,471 0,010 0,593 0,020 0,747 0,030 0,942 0,070 1,186 0,140 1,495 0,270 1,610 0,340 1,735 0,420 1,843 0,510 1,941 0,590 2,029 0,670 2,186 0,840 2,322 1,010 2,322 2,700 2,322 5,060 2,322 6,750

30,00 0,000 0,000 0,495 0,010 0,624 0,020 0,786 0,030 0,990 0,070 1,247 0,140 1,572 0,270 1,693 0,340 1,824 0,420 1,938 0,510 2,040 0,590 2,133 0,670 2,298 0,840 2,442 1,010 2,442 2,700 2,442 5,060 2,442 6,750

35,00 0,000 0,000 0,519 0,010 0,654 0,020 0,824 0,030 1,038 0,070 1,308 0,140 1,648 0,270 1,776 0,340 1,913 0,420 2,033 0,510 2,140 0,590 2,237 0,670 2,410 0,840 2,561 1,010 2,561 2,700 2,561 5,060 2,561 6,750

40,00 0,000 0,000 0,548 0,010 0,691 0,020 0,870 0,030 1,097 0,070 1,382 0,140 1,741 0,270 1,875 0,340 2,020 0,420 2,146 0,510 2,260 0,590 2,362 0,670 2,545 0,840 2,704 1,010 2,704 2,700 2,704 5,060 2,704 6,750

46,00 0,000 0,000 1,563 0,010 1,969 0,020 2,480 0,030 3,125 0,070 3,937 0,140 4,961 0,270 5,344 0,340 5,756 0,420 6,117 0,510 6,440 0,590 6,733 0,670 7,253 0,840 7,707 1,010 7,707 2,700 7,707 5,060 7,707 6,750

68,00 0,000 0,000 0,740 0,010 0,933 0,020 1,175 0,030 1,480 0,070 1,865 0,140 2,350 0,270 2,531 0,340 2,727 0,420 2,898 0,510 3,050 0,590 3,189 0,670 3,435 0,840 3,651 1,010 3,651 2,700 3,651 5,060 3,651 6,750

89,00

0,000 0,000 0,603 0,010 0,760 0,020 0,957 0,030 1,206 0,070 1,520 0,140 1,915 0,270 2,063 0,340 2,222 0,420 2,361 0,510 2,485 0,590 2,599 0,670 2,799 0,840 2,975 1,010 2,975 2,700 2,975 5,060 2,975 6,750

100,00

3.4

Data Beban

Data beban yang bekerja pada anjungan dapat dilihat pada Tabel 3.20 – Tabel 3.23. Tabel 3.20 No

Data Equipment dari Masing-masing Deck

Deskripsi

Jumlah

Berat

Berat Total

Sub Cellar Deck (+) 28 ft 1

Slop Pump (P-450)

1

6,625

kips

6,625

kips

2

Diesel Transfer Pump (P-470)

1

0,200

kips

0,200

kips

3

Slop Tank (T-430)

1

10,000

kips

10,000

kips

Cellar Deck (+) 35 ft 4

Air Compressor Package (C-400)

1

15,200

kips

15,20

kips

5

Electrical Equipment Building (ELB)

1

40,000

kips

40,00

kips

6

Emergency Separator (EG-1)

1

8,816

kips

8,82

kips

7

Load Breaker Switch (LBS)

1

1,190

kips

1,19

kips

8

Chemical Storage Tank (T-400)

1

4,000

kips

4,00

kips

9

Chemical Storage Tank (T-405)

1

4,000

kips

4,00

kips

10

Transformer (TR)

1

3,050

kips

3,05

kips

11

Three Phase Test Separator (V-1)

1

22,860

kips

22,86

kips

12

Battery Box (BATTBOX)

1

0,500

kips

0,50

kips

13

Isolating Switch (#1, #2)

1

1,000

kips

1,00

kips

14

Manifold

1

19,594

kips

19,59

kips

15

Firewall

1

18,198

kips

18,20

kips

Main Deck (+) 54 ft 16

Transformer A (TR-A)

1

7,010

kips

7,010

kips

17

Transformer B (TR-B)

1

7,010

kips

7,010

kips

18

Transformer C (TR-C)

1

4,125

kips

4,125

kips

19

Transformer D (TR-D)

1

4,125

kips

4,125

kips

20

Transformer E (TR-E)

1

2,555

kips

2,555

kips

21

Diesel Storage Tank (T-420)

1

1,000

kips

1,000

kips

22

Dry Chemical Skid (X-400)

1

3,000

kips

3,000

kips

3 - 25

Tabel 3.21 No.

Data Beban Hidup untuk Masing-masing Deck Lokasi

Storm (psf)

Earhtquake (psf)

1

Main Deck Live Loads

100

75

75

2

Mezzanine Deck Live Loads

75

56,25

-

3

Cellar Deck Live Loads

100

75

100

4

Sub Cellar Deck Live Loads

35

26,25

-

5

Jacket Walkway Live Loads

35

26,25

-

Tabel 3.22 No.

Beban Crane

Deskripsi

Berat

1

Momen crane arah sb-x positif

6.373 in-kips

2

Momen crane arah sb-y positif

6.373 in-kips

3

Hook (crane vertikal) Tabel 3.23

35 kips Beban Work Over Rig

NO

Deskripsi

Storm (kips)

Operation (kips)

1

Dead Load

265

265

2

Operation Load

-

285

265

550

Total

3.5

Operating (psf)

Beban Dasar

Beban-beban dasar yang digunakan dalam tugas akhir ini diperlihatkan pada Tabel 3.22 di bawah ini: Tabel 3.24 LC no

Beban Dasar Definisi

1

Self Weight (Max WD)

2

Equipment and Piping

3

Main Deck Live Loads

4

Mezzanine Deck Live Loads

5

Cellar Deck Live Loads

6

Sub Cellar Deck Live Loads

7

Jacket Walkway Live Loads

8

Moment Crane X direction

3 - 26

Tabel 3.24 LC no

Beban Dasar (Lanjutan) Definisi

9

Moment Crane Y direction

10

Hook (Crane Vertical)

11

Wind on Deck X-dir (1 yr)

12

Wind on Deck Y-dir (1 yr)

13

Wind on Deck X-dir (100 yr)

19

Work Over Rig #5 Dead

20


21


22


23


27

Work Over Rig #1 Live

28


29


30


31


32


33


34


35


39

1 Year Wave + Current 0⁰

40


41


42


43


44


45


46


47


48


49


50


51


52


53


54


3 - 27

3.6

Konfigurasi Umum Jacket

Anjungan yang dimodelkan dalam Tugas Akhir ini merupakan suatu bangunan fixed platform tipe jacket yang memiliki 4 buah kaki yang terpancang ke dalam. Secara umum, deskripsi dari anjungan adalah sebagai berikut:

1.

Substruktur berada sampai kedalaman 108 ft dari LAT (Low Astronomical Tide) dan terpancang ke dalam tanah dengan 4 buah kaki.

2.

Horizontal framing terhadap MSL, yaitu :

a. EL + 10.0 ft b. EL – 30.00 ft c. EL – 70.00 ft d. EL – 108.00 ft 3.

Elevasi Jacket working point terhadap MSL, yaitu :

a. EL + 15.00 ft transition work point b. EL + 12.73 ft top of jacket c. EL -108.00 ft mudline elevation 4.

Lebar jacket (antara baris 1 and 2 ) adalah 40 ft

5.

Panjang jacket (antara baris A and B ) adalah 24 ft

6.

Ukuran Diameter terluar Leg adalah 36 inch dengan ketebalan 1.5 inch.

3.7

Pemodelan SACS

Pemodelan merupakan langkah selanjutnya setelah diperolehnya data yang diperlukan. Pemodelan dalam analisis anjungan lepas pantai pada umumnya dapat dibagi menjadi dua : a.

Pemodelan struktur

b. Pemodelan pembebanan Dalam pemodelan struktur, hal-hal yang dimodelkan terdiri dari elemen-elemen yang bersifat struktural, maksudnya elemen tersebut bersifat mendukung kekuatan bangunan lepas pantai. Sebagai contoh : seluruh elemen tubular seperti legs, dan bracing pada jacket, elemen pada deck, dll. Dalam pemodelan pembebanan, hal-hal yang dimodelkan adalah semua beban yang akan mempengaruhi kekuatan dari bangunan struktur lepas pantai. Sebagai contoh : berat sendiri struktur, beban mati tambahan, beban hidup dan beban lingkungan. Setelah dilakukan pemodelan terhadap kedua bagian diatas, langkah selanjutnya adalah analisis struktur. Maksudnya akan dianalisis perilaku bangunan lepas pantai dalam menerima pengaruh dari beban yang terjadi. Dalam independent review bangunan lepas pantai, analisis struktur terdiri dari : 1.

Analisis in-place

Analisis in-place merupakan analisis terhadap kemampulayanan bangunan lepas pantai dalam menerima beban yang bekerja. Analisis ini dibagi dalam 2 kondisi, yaitu: kondisi operating dan kondisi ekstrim. Untuk mengevaluasi kemampulayanan struktur tersebut dapat dilihat dengan memeriksa tegangan pada elemen, sambungan dan tiang pancang dibandingkan dengan tegangan yang diizinkan.

3 - 28

2.

Analisis seismik

Analisis seismik, merupakan analisis yang penting dilakukan jika bangunan lepas pantai berada pada daerah gempa. Gempa ini berperilaku sebagai beban luar yang bekerja secara dinamik terhadap bangunan lepas pantai. Evaluasi terhadap kemampulayanan bangunan lepas pantai akibat pengaruh beban gempa dapat dilihat dari tegangan pada elemen, sambungan dan tiang pancang dibandingkan dengan tegangan yang diizinkan. Pemodelan dan analisis struktur dilakukan dengan bantuan program SACS (Structural Analysis Computer System). 3.

Analisis fatigue

Analisis fatigue merupakan analisis untuk mendapatkan usia layan dari struktur. Analisis ini diakibatkan oleh pembebanan yang sifatnya terus-menerus sehingga bangunan lepas pantai akan mengalami penurunan kekuatan dalam menahan beban (fatigue).

3.7.1

Sistem Koordinat

Sistem kordinat yang digunakan dalam pemodelan anjungan adalah sebagai berikut:

1.

Arah +X

: berada dari titik tengah anjungan menuju ke arah selatan anjungan

2.

Arah +Y

: berada dari titik tengah anjungan menuju ke arah timur anjungan

3.

Arah +Z

: tegak lurus keatas dengan titik asal (titik nol) berada pada MSL.

3.7.2

Model Deck

Pemodelan bagian deck untuk anjungan terbagi menjadi 4 bagian, yaitu: Main deck (+54 ft), Mezzanine Deck (+43 ft), Cellar deck (+35 ft), dan Sub Cellar deck (+28 ft). Model dari setiap deck dapat dilihat pada Gambar 3.12 – Gambar 3.15.

3 - 29

Gambar 3.13

Gambar 3.14

Model main deck.

Model Mezzanine Deck.

3 - 30

Gambar 3.15

Gambar 3.16

Model cellar deck.

Model sub cellar deck.

3 - 31

3.7.3

Model Struktur Jacket

Model komputer untuk struktur jacket ini dibuat dengan menggunakan struktur rangka batang dengan koordinat asal (0,0,0) berada pada garis tengah struktur di MSL. Untuk jacket leg, pile dan konduktor dimodelkan berada pada kondisi flooded, sementara untuk bagian-bagian lain struktur dianggap tidak mangalami flooded. Pemodelan dari struktur jacket dapat dilihat pada Gambar 3.16 – Gambar 3.23.

Gambar 3.17

Jacket Row A.

Gambar 3.18

Jacket Row B.

3 - 32

Gambar 3.19

Jacket Row 1.

Gambar 3.20

Jacket Row 2.

3 - 33

Gambar 3.21

Plane at view +10.00 ft.

Gambar 3.22

Plane at view -30.00 ft.

3 - 34

3.7.4

Gambar 3.23


Gambar 3.24


Sistem Penamaan Grup

Untuk memudahkan pada saat memasukkan beban pada member, digunakan sistem grup untuk mengumpulkan member-member yang sejenis. Sistem penamaan dari grup yang ada pada model anjungan ini disajikan pada Tabel 3.25.

3 - 35

Tabel 3.25 Sistem Penamaan Grup Member pada Model Anjungan

No.

3.7.5

Deskripsi

Grup

A

Jacket

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 B 1

Leg Pile Wishbone Conductor Mudmat Diagonal Bracing Bracing at +10.00 ft Bracing at -30.00 ft Bracing at -70.00 ft Bracing at -108.00 ft Deck Main Deck

MD*

2

Mezzanine Deck

MZ*

3 4

Cellar Deck Sub Cellar Deck

CD* SC*

LG* PL* W.B CN* MM X 401-407 301-305 201-205 101-106

Dimensi Member

Dimensi member yang digunakan dalam anjungan ini dapat dilihat pada Tabel 3.26. Tabel 3.26 Dimensi Member Grup No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Member Group

Diameter (inch)

Wall Thickness (inch)

LG1 LG2

34,00 34,00 34,00 34,00 34,00 34,00 34,00 34,00 34,00

1,00 1,00 0,50 1,00 1,00 0,50 1,00 1,00 1,50

30,00 30,00 30,00 30,00 36,00 34,00 36,00 34,00

1,25 0,875 0,875 1,00 1,50 1,00 1,50 1,00

LG3

LG4 LG5 LG6 LG7 LG8 LA LA1 LA2

No.

Member Group

55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71

401 402 403 404 405 406 407 MD1 MD2 MD3 MD4 MD5 MD6 MD7 MD8 MD9 M10

Diameter (inch)


14,00 0,375 12,75 0,375 10,75 0,365 8,625 0,322 8,625 0,322 8,625 0,322 8,75 0,203 W 36 X 260 W 33 X 118 W 12 X 30 W 24 X 68 C 6 X 82 W 12 X 26 C 9 X 15 W 18 X 35 L 202004 L 303006

3 - 36

Tabel 3.26 Dimensi Member Grup (Lanjutan) No. 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55

Member Group LA3 LA4 LB W.B PL1 PL2 PL3 PL4 PL5 T1 T2 T3 T4 CN X01 X02 X03 X04 101 102 103 104 105 106 SG2 SG3 SG4 201 202 203 204 205 301 302 303 304 305

Diameter (inch)


36,00

1,50

36,00 36,00 36,00 34,00 30,00 30,00 30,00 30,00 30,00 6,625 8,625 10,750 3,500 20,00 24,00 22,00 24,00 10,750 18,00 16,00 12,75 10,75 8,625 8,375 18,00 18,00 18,00 18,00 14,00 12,75 10,75 8,625 16,00 12,75 10,75 8,625 8,625

1,50 1,50 1,50 1,00 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 0,719 0,500 0,365 0,300 0,50 0,375 0,500 0,375 0,365 0,375 0,375 0,375 0,365 0,322 0,322 0,500 0,500 0,500 0,375 0,375 0,375 0,365 0,322 0,375 0,375 0,365 0,322 0,322

No.

Member Group

72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108

CD1 CD2 CD3 CD4 CD5 CD6 CD7 CD8 CD9 C10 SC1 SC2 SC3 SC4 SC5 SC6 MZ1 MZ2 RS1 RS2 RS3 RS4 RC1 MM1 MM2 BA1 BA2 BA3 BA4 BA5 BA6 BB1 BB2 BB3 BB4 BB5 L4'

Diameter (inch)


W 33 X 221 W 33 X 118 W 12 X 30 W 18 X 35 W 12 X 26 W 24 X 68 W 12 X 14 L 202004 W 8 X 18 W 6 X 20 W12 X 53 W 12 X 40 W 12 X 30 C 4 X 53 C 9 X 15 C 12 X 207 W 10 X 45 W 10 X 26 12,75 0,5 12,75 0,5 12,75 0,5 8,625 0,5 12,75 0,375 L 604006 L 604006 8,625 0,322 10,75 0,365 6,625 0,432 14 0,5 14 0,5 16 0,5 8,625 0,322 10,75 0,365 6,625 0,432 14 0,5 14 0,5 34 1

3 - 37

3.7.6

Model Anjungan

Model lengkap SACS untuk anjungan dapat dilihat pada Gambar 3.25 dibawah ini.

ISOMETRIC

ROW B >

Z

ROW A >

Y ROW 1 ^

X

Gambar 3.25

3.8

ROW 2 ^

Model SACS untuk anjungan.

Pemodelan Pembebanan

Pemodelan pembebanan dilakukan setelah model struktur selesai dibuat. SACS 5.1 dapat meminta input beban dari modul Precede ataupun modul Data Generator. Input beban dapat dimasukkan sebagai beban dasar (Basic Load Condition) untuk kemudian dikombinasikan dengan aturan tertentu (Load Combination) agar menghasilkan kondisi pembebanan yang paling ekstrim.

3 - 38

3.8.1

Beban Mati

Beban mati keberadaannya permanen pada platform dan akan selalu dihitung pada semua kombinasi pembebanan. Yang termasuk kedalam beban mati adalah berat sendiri struktur, beban peralatan, WOR dead load, dan Hook crane.

Berat Sendiri Struktur Berat sendiri struktur yang digunakan adalah Nominal Self Weight dengan input water density 64.2 lb/ft3. Berat ini dihitung otomatis oleh SACS 5.1 berdasarkan member yang dimodelkan saja. Properties penampang dan model struktur merupakan faktor yang menentukan berat sendiri struktur ini.

Beban Peralatan (Deck Equipment) Beban deck adalah beban peralatan diatas deck yang diterapkan sesuai dengan data peralatan yang terdapat pada masing-masing deck. Pembebanan dari setiap deck untuk beban peralatan lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 3.25 – Gambar 3.27.

3 - 39

3 - 40

Y

X

ROW A >

TR-B

ROW B >

TR-C

TR‐B

TR‐C

TR‐D

TR‐E

TR‐A

TR-E

TR-A

TR-D

X-400X‐400

PLAN VIEW AT 54.00

Gambar 3.26

T‐420

T-420

Main deck equipment.

3 - 41

Y

ROW A >

X

Battery Box

BATTBOX

ROW B >

V-1

PLAN VIEW AT 35.00

EG-1

EG‐1

400

C‐TR C-400

V‐1

LBS

#2

LBS

#2

#1

ELB

Gambar 3.27

TR

#1

T-405T‐405

T-400T‐400

Cellar deck equipment.

F I R E ELB FIREWALL W A L L

MANIFOLD MANIFOLD

3 - 42

Y

X

XY PLANE VIEW AT 28.00

Gambar 3.28

Sub cellar deck equipment.

T-430T‐430

P-450P‐450

P-470P‐470

3.8.2

Beban Hidup

Beban hidup lain yang diterapkan adalah beban peralatan pada deck yang dapat dipindahkan, beban personil, beban dari tempat tinggal dan lain-lain. Beban hidup yang diterapkan pada tiap deck sesuai dengan yang tertera pada Tabel 3.13. Kondisi pembebanan untuk live load pada tiap deck dapat dilihat pada Gambar 3.28 – Gambar 3.32. PLAN VIEW AT 54.00 LIVELD LIVELD

LIVELD

LIVELD

LIVELD LIVELD LIVELD LIVELD

ROW B > LIVELD

LIVELD LIVELD

LIVELD LIVELD

LIVELD

LIVELD

LIVELD LIVELD LIVELD LIVELD

LIVELD LIVELD LIVELD LIVELD ROW A >

LIVELD

Y X

Gambar 3.29

Beban hidup untuk main deck (LC3).

3 - 43


LLMZ-OPR

LLMZ-OPR

LLMZ-OPR Y X

Gambar 3.30

Beban hidup untuk mezzanine deck (LC4).

PLAN VIEW AT 35.00

LLCL-OPR

LLCL-OPR

LLCL-OPR

ROW B > LLCL-OPR

LLCL-OPR

LLCL-OPR LLCL-OPR

LLCL-OPR LLCL-OPR

LLCL-OPR

LLCL-OPR LLCL-OPR ROW A >

LLCL-OPR

LLCL-OPR LLCL-OPR

Y

X

Gambar 3.31

Beban hidup untuk Cellar Deck (LC5).

3 - 44


LLSC-OPR

LLSC-OPR

LLSC-OPR

LLSC-OPR

LLSC-OPR

LLSC-OPR LLSC-OPR

LLSC-OPR

LLSC-OPR

LLSC-OPR LLSC-OPR LLSC-OPR LLSC-OPR

LLSC-OPR LLSC-OPR

LLSC-OPR Y X

Gambar 3.32

Beban hidup untuk Sub cellar deck (LC6).

PLAN VIEW AT 10.00

ROW B > LLJW-OPR

LLJW-OPR

LLJW-OPR

LLJW-OPR

LLJW-OPR

ROW A > Y

X

Gambar 3.33

Beban hidup untuk jacket walkway (LC7).

3 - 45

3 Pembebanan dan Pemodelan Struktur

Recommend Documents