7/26/2019 FIX P1

1/61

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada jaman dimana teknologi sudah berkembang ini. Kemajuan teknologi pada berbagai

macam cabang ilmu dan bidang keahlian, khususnya yang mencakup dunia kemaritiman.

Pada awal perkembangan teknologi pembuatan kapal pada jaman dahulu hanya

digunakan untuk tujuan mentransportasikan barang dagang dan orang. Namun di era ini,

kapal dapat memiliki berbagai macam fungsi dan tujuan tergantung pada alasan

pembangunan kapal. Salah satu contohnya digunakan sebagai unit fasilitas pengeboran

dan anjungan penyimpanan minyak lepas pantai, fasilitas eksplorasi sumber minyak

baru, bahkan dapat digunakan untuk mentransportasikan alat-alat yang berukuran besar

dan memiliki berat yang notabene pada jaman dahulu tidak mampu diangkut dan

ditransport menggunakan kapal seperti jacket, topside module, dan craneskala massif

dalam sekali angkut. Salah satu jenis sistem transportasi yang sering dipraktekkan di

lapangan adalah sistem transportasi menggunakan sistem tow out. Sistem tow out

digunakan untuk moda pengangkut yang memiliki buoyancy tanks atau floating

sructures. Struktur ini ditarik menuju tempat instalasi menggunakan towing vessel.

Apabila struktur yang di tarik tidak mempunyai buoyancy, maka struktur diletakan pada

kapal khusus yang berfungsi untuk mengangkut alat alat yang berukuran berat sebagai

contohnya adalahflat top deck cargo barge.

arge adalah kapal yang dibangun untuk transportasi sungai dan kanal dengan membawa

muatan, seperti batu bara, kayu, dll. eberapa tongkang tidak memiliki mesin sehingga

harus ditarik oleh kapal tunda atau didorong oleh tow boats. Sedangkan container crane

adalah alat yang digunakan untuk membongkar atau memuat peti kemas dari dan ke

dermaga ke kapal peti kemas atau memindahkan peti kemas dari satu tempat ketempat

lain di dalam terminal peti kemas. !alam mentransportasikan container crane dari suatu

tempat ke tempat yang lain bisa menggunakan barge, seperti pada gambar berikut "

Gambar 1.1 Pengiriman container cranedengan menggunakan barge.Sumber #www.tribunnews.com)

1

7/26/2019 FIX P1

2/61

Bargebekerja sebagai kapal yang mengangkut container cranetersebut dan ditarik oleh

tug boat atau kapal tunda. $erdapat beberapa permasalahan yang perlu diperhatikan

sebelum proses transportasi dilakukan, seperti proses load out,stabilitas kapal, kekuatan

geladak kapal, serta kekuatan seafastening. !alam tugas akhir ini, fokus pembahasan

adalah pada kekuatan geladak kapal.Analisa kekuatan geladak merupakan salah satu pertimbangan yang wajib untuk

mengetahui apakah kekuatan dari geladak bisa menerima beban-beban dari modul diatas

geladak. Ada dua jenis pembebanan yang perlu diperhatikan, yaitu beban statis dan

dinamis. eban statis adalah beban yang tidak berubah-ubah terhadap waktu. Sebagai

contohadalah beban karena modul diatas geladak dan beban dari kapal itu sendiri diatas

perairan tenang #still water). eban dinamis adalah beban yang berubah-ubah terhadap

waktu dengan frekuensi tertentu, sebagai contoh adalah beban dari gelombang.

$ugas akhir ini mengambil studi kasus dari P$.%ama &nti Samudra. !imana proyek yang

dilakukan adalah transportasi container crane milik P$. '$&dengan menggunakanflat

top deck cargobarge PAS ( )*+ $K yang ditarik dengan tugboat. Proses transportasi

container cranedilakukan dari Pelabuhan Nilam $anjung Perak Surabaya ke Pelabuhan

$enau Kupang Nusa $enggara $imur. !alam proyek ini banyak sekali yang harus

diperhitungkan, mulai dari proses load out, seafastening, dan transportasinya. ntuk

proses transporasi container crane, perlu diperhatikan kekuatan geladak dari barge yang

digunakan apakah mampu menerima beban-beban yang terjadi. 'alur transportasi yang

dilalui oleh barge adalah sepanjang /* mil, seperti yang ditunjukan pada gambar

berikut"

Gambar 1.2 'alur Pelayaran dari Surabaya ke N$$.

2

7/26/2019 FIX P1

3/61

erikut gambar model dari containercrane Pelindo &&& &ndonesia, dengan tinggi /0 m"

Gambar 1.3. %eneral arrangement container crane P$.'$&.

erikut adalah gambar model dari barge PAS ( )*+ $K "

3

7/26/2019 FIX P1

4/61

Gambar 1.4. General arrangement barge PAS 26011 !.

!engan ukuran sebagai berikut "

abel 1.1. D"men#" $k$ran %ar"Barge PAS 26011 !

!escription !ata

12A 0,3/+ m

readth #4 5oulded )6,37 m

8eight #84 5oulded 6,)+ m

Summer !raft 3,+ m

1ightship 9eight 7+) tonnes

1oaded !isplacement /)+3 tonnes

abel 1.2.Stability Booklet Hydrostatics Data

Hydrostatics - Deck Cargo Barge ( GBS . 270' x 80' x14'!ixed "ri# $0.000 #S%eci&c Graity $ 1.02

Dra)t

a#ids*i% (#

Dis%+ace#e,t

(to,,et + "/c "c

1 0.3 431.13.8

241140.2

41.18

7.8

2 0.4 812.3

2782.8

31.1

2.48

3

3 0. 743102.4

4738.00

1.0

7.18

4

4 0. 0488.47

31.37

21.20

1 8.81

0.7 107 74.1.32

81.38

70.08

0.8 1232.74

400.01

81.2

174.14

1

7 0. 13 8.8143.10

11.78

7 7.2

8 1 182.8

3 41.81.4

278.2

1.1 173848.28

387.17.12

80.83

2

10 1.2 11044.0

237.01

117.3

2 84.18

11 1.3 2084

41.20

3

341.0

2

17.43

3

8.24

412 1.4 22 38.37 323.0 17.8 87.4

4

7/26/2019 FIX P1

5/61

2 4 4

13 1. 2433.

30.07

17.7

2 0.17

14 1. 2133.8

27.18

717.4

42.00

2

1 1.7 27432.02

281.74

18.02

44.1

1 1.8 2730.37

271.2

18.1

.4

17 1. 3128.87

722.4

418.32

.01

3

18 2 334227.3

3 218.48

3101.

8

1 2.1 3272.44

7244.87

318.7

103.0

20 2.2 37142.34

1237.81

418.70

810.3

24

21 2.3 30224.42

8232.3

18.8

108.0

8

22 2.4 40123.4

222.32

318.

8110.3

1

23 2. 4282 22.74220.02

21.10

112.1

74

24 2. 447322.00

21.3

1.24

114.

8

2 2.7 421.32

3 210.1.37

111.

47

2 2.8 481

20.

8

20.0

3

1.48

11.0

13

27 2. 020.12

1202.02

31.4

1121.4

18

28 3 231.8

418.32

1.74123.7

8

2 3.1 411.0

13.48

81.81

812.2

4

30 3.2 4 18.3187.88

41.8

12.

31 3.3 84818.04

3182.7

31.8

712.7

32 3.4 047 17. 177.83 1.33 127.4

33 3. 24717.1

172.

11.

1127.

1

34 3. 44 1.718.0

21.7

128.2

0

3 3.7 41.3

8 13.141.7

7128.2

17

3 3.8 84 1.18.48

1.7

7128.2

04

37 3. 7041.4

14.10

41.7

7128.1

4

38 4 7241.32

314.

41.7

7128.1

2

7/26/2019 FIX P1

6/61

3 4.1 7441.02

114.04

1.7

7128.1

81

40 4.2 7414.73

7142.34

11.7

7128.1

7

1.2 Per$m$#an ma#ala&

5asalah yang akan di bahas dalam penilitan ini adalah sebagai berikut "

. eban apa sajakah yang mempengaruhi kekuatan konstruksi geladak barge selama

proses transportasi container crane?

). erapakah besar kekuatan konstruksi geladak barge akibat pengaruh beban yang

terjadi saat proses transportasi container crane?

1.3 $'$an

$ujuan yang hendak di capai adalah sebagai berikut "

. 5enghitung beban-beban yang mempengaruhi kekuatan konstruksi geladak barge

sepanjang proses transportasi container crane?

). 5enghitung besar kekuatan konstruksi geladak barge akibat beban pada saat proses

transportasi container crane:

1.4 (an)aat

5anfaat yang diperoleh dalam penelitian ini adalah "

. 5emberikan penjelasan dan informasi tentang bagaimana proses perhitungan

kekuatan konstruksi geladak bargeselama proses transportasi dilakukan.

). 5emberikan informasi mengenai besar tegangan maksimum yang mungkin terjadipada saat proses transportasi container crane.

3. Penelitian ini diharapkan dapat menjadi dasar acuan serta referensi bagi pelaksanaan

proyek maupun penelitian serupa.

1.* Bata#an (a#ala&

. Konfigurasi peletakan container cranetelah ditentukan.

). eban yang diperhitungkan dalam analisis adalah beban akibat pengaruh gelombang

kondisi operasi, pengaruh beban angin, beban berat container crane, dan beban

distribusi berat barge itu sendiri.

7/26/2019 FIX P1

7/61

3. Kondisi perairan yang diperhitungkan adalah perairan yang dilewati pada saat proses

transportasi crane yaitu alur perairan dari dermaga $anjung Perak Surabaya menuju

Pelabuhan $enau, Kupang N$$

6. Container craneyang ditransportasikan dengan posisi pemuatan secara ;ertikal.

/. Parameter hydrostatic yang di;alidasi adalah displacement, K5l, K5t, $P&, 55, konstruksi yang diperhitungkan adalah konstruksi dari geladak

beserta hull.

. 5odel konstruksi =>5 diasumsikan dilas dan tersambung sempurna, tanpa cacat.

0. ?ariasi muatan yang diperhitungkan adalah lightship, half load danfull load.

7. ?ariasi kecepatan barge yang diperhitungkan dalam analisis adalah ,) dan 3 knot.

+. Arah datang gelombang papasan yang diperhitungkan dalam analisis adalah arah

gelombang dari 6/+, 7++, 3/+dan 0++.

1.6 S"#temat"ka Pen$l"#an

ab & Pendahuluan

ab ini menjelaskan tentang latar belakang penelitian yang akan dilakukan,

perumusan masalah, tujuan yang hendak dicapai dalam penelitian, manfaat yang

diperoleh, serta ruang lingkup penelitian untuk membatasi analisis yang dilakukan.

ab && $injauan Pustaka

ab ini berisi referensi dan juga teori-teori pendukung yang digunakan sebagai acuan

atau pedoman dalam menyelesaikan $ugas Akhir. @eferensi tersebut bersumber pada

jurnal lokal maupun internasional, literatur, code dan juga buku yang berkaitan

dengan topik yang dibahas.

ab &&& 5etode Penelitian

ab ini berisi tentang alur pengerjaan $ugas Akhir dengan tujuan untuk memecahkan

masalah yang diangkat dalam bentuk diagram alir atau flow chart yang disusun secara

sistematik yang dilengkapi pula dengan data-data penelitian serta penjelasan detail

untuk setiap langkah pengerjaannya.

ab &? Analisis dan Pembahasan

ab ini menjelaskan tentang pengolahan data yang diperoleh, kemudian hasil

pemodelan struktur dengan menggunakan 5AS@=, dimana output dari

5AS@= digunakan untuk pembebanan analisa tegangan geladak denganmenggunakanfinite element analysispadasoftwareANSBS.

ab ? Penutup

ab ini berisi simpulan yang merupakan uraian singkat dari keseluruhan hasil analisis.

raian singkat ini diharapkan bisa menjawab rumusan masalah yang ada. Pada bab ini

terdapat pula saran yang yang bermanfaat guna keberlanjutan penelitian terkait ke

depannya.

7

7/26/2019 FIX P1

8/61

BAB II

IN+AUAN PUSA!A DAN DASA, E-,I

2.1 "n'a$an P$#taka

$ransportasi merupakan proses pemindahan struktur anjungan lepas pantai dari darat ke

lokasi akhir tempat instalasinya. Salah satu analisis yang perlu dilakukan adalah

mempertimbangkan beban yang menumpu pada kapal dalam beberapa kondisi

pembebanan. Pada saat posisi kapal di atas permukaan air tenang, maka tegangan-

tegangan yang terjadi pada deckdan beam berasal dari struktur itu sendiri #5urman,

)++)4

!i dalam perencanaan struktur bangunan baja, terdapat tiga metode perencanaan yang

berkembang secara bertahap di dalam sejarahnya #owless, 774, salah satunya adalah

allowable stress design. !idalam metode ini, elemen struktur pada bangunan

#pelatCbalokCkolomCpondasi4 harus direncanakan sedemikian rupa sehingga tegangan

yang timbul akibat beban kerja tidak melampaui tegangan ijin yang telah ditetapkan.

maks ijin

Pada rules G!"#$%&C'! ((*+ tegangan ijin yang digunakan adalah sebesar

7+Ck, dimana k adalah faktor dari kekuatan material, sebagai berikut "

8

7/26/2019 FIX P1

9/61

abel 2.1 !aktor koe&sie, #ateria+

@e8 DNCmm)E k

)3/

3/ +.0

3// +.37+ +.**

Abdul #)+/4 telah melakukan penelitian tentang analisis kekuatan modifikasi konstruksi

geladak utama kapal 1

7/26/2019 FIX P1

10/61

< #4 F matriks damping fungsi frekuensi #tonCs4

K #4 F matriks kekakuan fungsi frekuensi #kNCm4

F ;ektor beban kompleks memberikan informasi pada amplitudo

beban dan fase pada semua derajat kebebasan

r F ;ektor displacement #m4

u F ;ektor kecepetan #mCs4

a F ;ektor percepatan #mCs)4

b. /ime +omain #nalysis

/ime domain analysis adalah penyelesaian gerakan dinamis berdasarkan fungsi waktu.

Pendekatan yang dilakukan dalam metode ini akan menggunakan prosedur integrasi

waktu dan menghasilkan time history responseberdasarkan fungsi waktu 01t). 5etode

analisis time domain umumnya seperti program komputer dapat digunakan untuk

menganalisis semua situasi tali tambat dibawah pengaruh dinamika frekuensigelombang. Periode awal harus dimaksimalkan untuk meminimalkan efek transien.

Namun, metode ini dalam membutuhkan proses lebih kompleks dan waktu yang lama.

8al ini membutuhkan simulasi time history. /ime history memberikan hasil tension

maksimum, beban jangkar, dan lain-lain. Keuntungan metode ini dibandingkan

fre-uency domain adalah semua tipe nonlinear #matriks sistem dan beban-beban

eksternal4 dapat dimodelkan dengan lebih tepat. Sedangkan kerugiaannya adalah

membutuhkan waktu perhitungan yang lebih. 5enurut !N? 2S >3+, minimal

simulasi time domain adalah selama 3 jam #+0++ detik4.

2.2.2Teori Gerak Bangunan Apung

angunan apung secara garis besar dibagi menjadi dua kategori, meliputi bangunan

apung berbadan silindris dan bangunan apung berbadan kapal #Soetomo, )++4.

angunan apung berbadan silindris dibagi lagi menjadi dua bagian yaitusingle bodied

dan space framed bodied. angunan apung ramping memiliki kriteria perbandingan

antara diameter struktur dengan panjang gelombang datang kurang dari sama dengan

+.), sedangkan bangunan apung gemuk memiliki kriteria perbandingan antara diameter

struktur dengan panjang gelombang datang lebih dari +.). Struktur bangunan apung

memiliki enam moda gerakan bebas yang terbagi menjadi dua kelompok yakni modagerak translasional dan moda gerak rotasional #hattacaryya, 7)4.

a. 5oda gerak translasional

i. &urge, arah gerak sumbu G

ii. &way, arah gerak sumbu y

iii. 'eave, arah gerak sumbu H

b. 5oda gerak rotasional

i. !oll, arah gerak sumbu G

ii. 2itch, arah gerak sumbu y

iii. *aw, arah gerak sumbu H

10

7/26/2019 FIX P1

11/61

Gambar 2.1%erak bangunan apung

#sumber " Soetomo, )++4

2.2.3 er" Stab"l"ta#

Stabilitas adalah keseimbangan dari kapal, merupakan sifat atau kecenderungan

dari sebuah kapal untuk kembali kepada kedudukan semula setelah mendapatsenget #kemiringan4 yang disebabkan oleh gaya-gaya dari luar #@ubianto, 77*4.

Sama dengan pendapat 9akidjo #7)4, bahwa stabilitas merupakan kemampuan

sebuah kapal untuk menegak kembali sewaktu kapal menyenget oleh karena kapal

mendapatkan pengaruh luar, misalnya angin, ombak dan sebagainya.

Secara umum hal-hal yang mempengaruhi keseimbangan kapal dapat

dikelompokkan kedalam dua kelompok besar yaitu "

a. =aktor internal yaitu tata letak barangCcargo, bentuk ukuran kapal, kebocoran

karena kandas atau tubrukan

b. =aktor eksternal yaitu berupa angin, ombak, arus dan badai

2leh karena itu maka stabilitas erat hubungannya dengan bentuk kapal, muatan,

draft, dan ukuran dari nilai %5. Posisi 5 1"etasentrum4 hampir tetap sesuai

dengan style kapal, pusat buoyancy #Bouyancy4 digerakkan oleh draft

sedangkan pusat gra;itasi ber;ariasi posisinya tergantung pada muatan.

Sedangkan titik 5 #"etasentrum4 adalah tergantung dari bentuk kapal,

hubungannya dengan bentuk kapal yaitu lebar dan tinggi kapal, bila lebar kapal

melebar maka posisi 5 #"etasentrum4 bertambah tinggi dan akan menambah

pengaruh terhadap stabilitas.

Kaitannya dengan bentuk dan ukuran, maka dalam menghitung stabilitas kapal

sangat tergantung dari beberapa ukuran pokok yang berkaitan dengan dimensi

pokok kapal.

kuran-ukuran pokok yang menjadi dasar dari pengukuran kapal adalah panjang

#length4, lebar #breadth), tinggi #depth4 serta sarat #draft4.

Sedangkan untuk panjang di dalam pengukuran kapal dikenal beberapa istilah

seperti 12A #1ength 2;er All4, 1P #1ength etween Perpendicular4 dan 191

#1ength 9ater 1ine4.

eberapa hal yang perlu diketahui sebelum melakukan perhitungan stabilitas

kapal yaitu "

11

7/26/2019 FIX P1

12/61

. erat benaman #isi kotor4 atau displasemen adalah jumlah ton air yang

dipindahkan oleh bagian kapal yang tenggelam dalam air.

). erat kapal kosong #1ight !isplacement4 yaitu berat kapal kosong termasuk

mesin dan alat-alat yang melekat pada kapal.

3. 2perating 1oad #214 yaitu berat dari sarana dan alat-alat untuk

mengoperasikan kapal dimana tanpa alat ini kapal tidak dapat berlayar.

!ispl F 1! I 21 I 5uatan

!9$ F 21 I 5uatan

!ilihat dari sifatnya, stabilitas atau keseimbangan kapal dapat dibedakan menjadi

dua jenis yaitu satbilitas statis dan stabilitas dinamis. Stabilitas statis

diperuntukkan bagi kapal dalam keadaan diam dan terdiri dari stabilitas melintang

dan membujur.

Stabilitas melintang adalah kemampuan kapal untuk tegak sewaktu mengalami

oleng dalam arah melintang yang disebabkan oleh adanya pengaruh luar yang

bekerja padanya, sedangkan stabilitas membujur adalah kemampuan kapal untuk

kembali ke kedudukan semula setelah mengalami oleng dalam arah yang

membujur oleh adanya pengaruh luar yang bekerja padanya.

Stabilitas melintang kapal dapat dibagi menjadi sudut senget kecil #++-/+4 dan

sudut senget besar #J/+4. Akan tetapi untuk stabilitas awal pada umumnya

diperhitungkan hanya hingga /+ dan pada pembahasan stabilitas melintang saja.

Sedangkan stabilitas dinamis diperuntukkan bagi kapal-kapal yang sedang oleng.

Pada umumnya kapal hanya menyenget kecil saja. 'adi senget yang besar,

misalnya melebihi )++ bukanlah hal yang biasa dialami. Sudut oleng yang besar

ini disebabkan oleh beberapa keadaan seperti badai ataupun gaya dari dalam

antara lain %5 yang negati;e.

!alam teori stabilitas dikenal juga istilah stabilitas awal yaitu stabilitas kapal pada

senget kecil #antara ++(/+4. Stabilitas awal ditentukan oleh 3 buah titik yaitu titikberat #Center of gravity4 atau biasa disebut titik %, titik apung #Center of

buoyance4 atau titik dan titik meta sentris #5eta centris4 atau titik 5.

). 5Aulibrium4

12

7/26/2019 FIX P1

13/61

Suatu keadaan dimana titik %-nya berada di atas titik 5, sehingga sebuah kapal

yang memiliki stabilitas mantap sewaktu menyenget mesti memiliki kemampuan

untuk menegak kembali.

#b4. Stabilitas Netral #Neutral >uilibrium4

Suatu keadaan stabilitas dimana titik %-nya berhimpit dengan titik 5. 5aka

momen penegak kapal yang memiliki stabilitas netral sama dengan nol, atau

bahkan tidak memiliki kemampuan untuk menegak kembali sewaktu menyenget.

!engan kata lain bila kapal senget tidak ada momen pengembali maupun momen

penerus sehingga kapal tetap miring pada sudut senget yang sama, penyebabnya

adalah titik % terlalu tinggi dan berimpit dengan titik 5 karena terlalu banyak

muatan di bagian atas kapal.

#c4. Stabilitas Negatif #nstable >uilibrium4

Suatu keadaan stabilitas dimana titik %-nya berada di atas titik 5, sehinggasebuah kapal yang memiliki stabilitas negatif sewaktu menyenget tidak memiliki

kemampuan untuk menegak kembali, bahkan sudut sengetnya akan bertambah

besar, yang menyebabkan kapal akan bertambah miring lagi bahkan bisa menjadi

terbalik. Atau suatu kondisi bila kapal miring karena gaya dari luar , maka

timbullah sebuah momen yang dinamakan momen penerusCheiling moment

sehingga kapal akan bertambah miring.

2.2.4 er" Gelmbang ,eg$ler

De,ga, #e,gas#sika, ko,disi dasar +at ada+a* rata da, atasa,

*oriso,ta+ %ada %er#kaa, er,i+ai tak *i,gga #aka teori ge+o#a,g

+i,ear ata ya,g +ei* dike,a+ de,ga, teori ge+o#a,g iry da%at

ditera%ka,. da%, %ersa#aa,-%ersa#aa, ya,g dari teori

ge+o#a,g iry ada+a* seagai erikt

a. ece%ata, %ote,sia+ (

=gA

cosh k(z+d )coshkd

cos(tkx ) (2.2

. ece%ata, 5ida ( z

z=Asinh (kzkd )

sinh ( kd ) cos(tk . x) (2.3

c. /erce%ata, 5ida ( az

az=A 2k

k

sinh (kz+kd )sinh ( kd )

sin (tk . x ) (2.4

de,ga,6 a#%+itdo ge+o#a,g (#

13

7/26/2019 FIX P1

14/61

)reke,si a+a#i ge+o#a,g (rads2

k a,gka ge+o#a,g

d keda+a#a, +at (#

2.2.5Spektrum Gelombang

Sea* ge+o#a,g reg+er #e#at e,ergi ya,g diide,ti&kasika,

%ada setia% ,it ata sata, +as %er#kaa,,ya ekia+e, de,ga,

*arga kadrat a#%+itdo,ya (D9at#iko6 2012.

d ET

dA =

d Ep+d EKdA

=1

2g 0

2

(2.

de,ga,d:" e,ergi tota+d +as %er#kaa,d:/ e,ergi %ote,sia+d: e,ergi ki,etik

0 a#%+itdo ge+o#a,g

/e,9#+a*a, e,ergi dari se+r* ko#%o,e, ge+o#a,g reg+er %er

sata, +as %er#kaa, da%at dieks%resika, seagai ke%adata,

s%ektr# ge+o#a,g ata +ei* dike,a+ de,ga, isti+a* s%ektr#

ge+o#a,g.

Bersa#aa, de,ga, se#aki, #e,i,gkat,ya i,te,sitas stdi ya,g

di+akka, #e,ge,ai res%o, gerak %ada ge+o#a,g acak te+a* a,yak

di*asi+ka, s%ektr# ge+o#a,g ya,g eraga# sesai de,ga, ko,disi

+i,gk,ga, ya,g dia,a+isis. ;e,is-9e,is s%ektr# ge+o#a,g ya,g

iasa dig,aka, da+a# %er*it,ga, ada+a* #ode+ /ierso,-oskoSSC (146 Scott (16 Bretsc*,eider (16 ;?@SA/

(1736 >""C (17 da, Aa,g (11. S%ektr# ge+o#a,g ya,g

dig,aka, da+a# a,a+isis i,i #e,gac %ada s%ektr# ge+o#a,g

;?@SA/ kare,a karakteristik %eraira, >,do,esia ya,g tertt% ata

ke%+aa, se*i,gga cocok de,ga, karakter s%ektr# ;?@SA/

(D9at#iko6 2012.

S%ektr# ;?@SA/ didasarka, %ada %ercoaa, ya,g di+akka, di

North Sea. /ersa#aa, s%ektr# ;?@SA/ da%at dit+iska, de,ga,

#e#odi&kasi %ersa#aa, s%ektr# /ierso,-osko

7/26/2019 FIX P1

15/61

p p

0.5 (2 )exp

j( )=A!pm ( ) !

(2.

de,ga,

S%#( S%ektra /ierso,-osko

7/26/2019 FIX P1

16/61

!esponse #mplitude perator #@A24 atau disebut juga dengan /ransfer unction

merupakan fungsi respon yang terjadi akibat gelombang dalam rentang frekuensi yang

mengenai sruktur. @A2 merupakan alat untuk mentransfer gaya gelombang menjadi

respon gerakan dinamis struktur #Prasiwi, )+64.

@espon gerakan @A2 untuk gerakan translasi #surge, sway, heave4 merupakan

perbandingan langsung antara amplitudo gerakan dibanding dengan amplitudo

gelombang insiden #keduanya dalam satuan panjang4 #!jatmiko, )+)4. Persamaan

@A2 untuk gerakan translasi sama dengan persamaan #).)+4.

Sedangkan untuk respon gerakan @A2 untuk gerakan rotasi #roll, pitch, yaw4

merupakan perbandingan antara amplitudo gerakan rotasi #dalam radian4 dengan

kemiringan gelombang, yakni yang merupakan perkalian antara gelombang #kw4567g4

dengan amplitudo gelombang insiden #!jtamiko, )+)4

$A% ()=k0 ( )0 ( )

= k0

(

2

g)

0

#radCrad4 #).74

Gambar 2.2entuk umum grafik respons gerakan bangunan apung

#sumber " !jatmiko, )+)4

erdasarkan gambar ).3, kur;a respon gerakan bangunan apung pada dasarnya dapat

dibagi menjadi tiga bagian meliputi

a. Pertama adalah bagian frekuensi rendah, atau gelombang #dengan periode4

panjang, yang disebut daerah sub-kritis. Pada daerah ini bangunan laut akan

bergerak mengikuti pola atau kontur ele;asi gelombang yang panjang

sehingga amplitudo gerakan kurang lebih akan ekui;alen dengan amplitudo

gelombang, atau disebut sebagai contouring. !alam korelasi persamaan

hidrodinamis, di daerah frekuensi rendah, atau )k71m8a), gerakan akan

didominasi oleh faktor kekakuan.

1

7/26/2019 FIX P1

17/61

b. Kedua adalah daerah kritis, meliputi pertengahan lengan kur;a di sisi

frekuensi rendah sampai dengan puncak kur;a dan diteruskan ke pertengahan

lengan kur;a di sisi frekuensi tinggi. Puncak kur;a berada pada frekuensi

alami, yang merupakan daerah resonansi, sehingga respons gerakan

mengalami magnifikasi, atau amplitudo gerakan akan beberapa kali lebihbesar daripada amplitudo gelombang. Secara hidrodinamis di daerah frekuensi

alami, yakni k71 m8a))k7a, gerakan akan didominasi oleh faktor redaman.

c. Ketiga adalah daerah super kritis, yaitu daerah frekuensi tinggi, atau

gelombang-gelombag #dengan periode4 pendek. Pada daerah ini respons

gerakan akan mengecil. Semakin tinggi frekuensi, atau semakin rapat antara

puncak-puncak gelombang yang berurutan, maka akan memberikan efek

seperti bangunan laut bergerak di atas air yang relatif datar. 2leh karena itu

gerakan bangunan laut diistilahkan sebagai platforming. !alam hal korelasi

hidrodinamis, gerakan di daerah frekuensi tinggi ini, dimana )k7a, gerakan

akan didominasi oleh faktor massa #!jatmiko, )+)4.

2.2. ,e#/n Str$kt$r /a%a Gelmbang Aak

Da+a# a,a+isis res%o, a,g,a, a%,g %ada ge+o#a,g reg+er

da%at diketa*i %e,gar* i,teraksi *idrodi,a#ik %ada #assa ta#a*6

potential damping6 da, gaya ekster,a+. ,a+isis terset

#e,g*asi+ka, res%o, strktr %ada ge+o#a,g reg+er. Seda,gka,

ge+o#a,g ya,g ter9adi di +a%a,ga, #er%aka, ge+o#a,g acakse*i,gga dit,tt ,tk #e+akka, a,a+isis res%o, strktr %ada

ge+o#a,g acak. Ge+o#a,g acak #er%aka, s%er%osisi dari

ko#%o,e,-ko#%o,e, %e#e,tk,ya er%a ge+o#a,g si,soida+

da+a# 9#+a* ya,g tak ter*i,gga. "ia%-tia% ko#%o,e, ge+o#a,g

#e#i+iki ti,gkat e,ergi terte,t ya,g diko,trisika, da, secara

kese+r*a, da%at diak#+asika, da+a# e,tk s%ektr# e,ergi

ge+o#a,g (D9at#iko6 2012.

es%o, strktr %ada ge+o#a,g acak da%at di+akka, de,ga,#e,tra,s)or#asika, s%ektr# ge+o#a,g #e,9adi s%ektr# res%o,.

S%ektr# res%o, dide&,isika, seagai res%o, kera%ata, e,ergi %ada

strktr akiat ge+o#a,g. Ha+ i,i da%at di+akka, de,ga,

#e,ga+ika, *arga kadrat dari Response Amplitude Operator (?

de,ga, s%ektr# ge+o#a,g %ada daera* strktr a,g,a, a%,g

terset ero%erasi. /ersa#aa, s%ektr# res%o, secara #ate#atis

da%at dit+iska, seagai

$=[$A% ( )]2 () (2.10

de,ga,S s%ektr# res%o,s (#2s

17

7/26/2019 FIX P1

18/61

S( s%ektr# ge+o#a,g (#2s

?( transfer function

)reke,si ge+o#a,g (rads

Sete+a* s%ektr# res%o, di%ero+e* #aka i,te,sitas geraka, da%atdi*it,g seagai ),gsi +asa, di a

7/26/2019 FIX P1

19/61

, F ele;asi yang akan dihitung kecepatan anginnya #m4

ntuk perhitungan gaya angin yang mengenai struktur, dapat dicari dengan persamaan (

persamaan berikut "

erdasarkan AS, )++ "

-=1

2Cs CA *

2

OOOOOOOOOOOOOO..OOO...O. #).*4

dengan "

= F gaya angin #N4

F massa jenis udara #kgCm34 F .))* kgCm3

Cs F koefisien dari bentuk benda yang terkena angin

C F koefisien dari ketinggian benda

A F areaCluasan yang terkena angin #m)4

? F kecepatan angin #mCs4

erdasarkan !N?, )++ "

-=C/ sin0 OOOOOOOOOOOOOOOOOO...OOO #).4

dengan "

7/26/2019 FIX P1

20/61

1(T 2 z )=1+ {1+C 3 lnTT+ }{10.41 3 41(z) 3 lnT

T+}

OOOO........ #).74

dengan "

h F + m,

T+F jam, dan $

T+OOOOOOOOOOOO......... #).)+4

dan

C=5.73 310 3 21+0.151+ OOOOOOOOOOOOO...... #).)4

41=0.06 3(1+0.0431%)(z )0.22

OOOOOOOOOO...... #).))4

!imana akan memiliki return periodeyang sama dengan o.

erdasarkan uraian diatas maka persamaan yang lebih ;alid untuk menghitung beban

angin pada saat kondisi ekstrim adala dengan menggunakan persamaan berdasarkan !N?.

Nilai koefisien bentuk berdasarkan AS dan !N? berbeda ( beda tergantung padabentuk benda yang terkena angin. Nilai dari koefisien #Cs4 menurut AS dapat dilihat dari

$abel ).

abel 2.2 &hape Coefficients for 9ind orce Calculations

Shape of Structure Cs&pherical +.6+

Cylindrical shapes 1all si:es) used for crane pedestals, booms,

helidecks, etc

+./+

'ull, based on block projected area .++

+eck houses .++

Closters of deck houses and other structures, based on blockprojected area

.++

%solated structural shaped 1ie.g., cranes, angle channel beams, etc) ./+

3nder deck areas 1smooth) .++

3nder deck surface 1e0posed beams and griders) .3+

!ig derrick, cace face, assuming fabricated from angle .)/

#Sumber" AS 52! Part 3, )++4

Sedangkan nilai dari Chdapat dilihat pada $abel ).)

abel 2.39ind 2ressure 'eight Coefficient #bove the +esign 9ater &urface

He"g&t m He"g&t )t 5b

+-/.3 +-/+ .++

/.3-3+./ /+-++ .+

3+./-6.* ++-/+ .)+

6*-* /+-)++ .3+

20

7/26/2019 FIX P1

21/61

*-* )++-)/+ .3

*-7./ )/+-3++ .63

7./-+*./ 3++-3/+ .60

#Sumber" AS 52! Part 3, )++4

Nilai dari koefisien #

7/26/2019 FIX P1

22/61

2.2. !ek$atan (eman'ang !a/al

!ua kondisi yang perlu diperhatikan pada kekuatan memanjang kapal adalah suatu

kondisi dimana puncak gelombang pada amidship dan kondisi puncak gelombang

terdapat pada ujung-ujung kapal. 5aka kapal akan mengalami hoggingdansagging. Padakondisi tertentu hogging dan sagging mengalami nilai yang besar karena kondisi

distribusi massa kapal seperti ilustrasisaggingdan hoggingpada %ambar ). di bawah

ini"

Gambar 2.3 &agging danhogging

#Sumber" >ric $upper, &ntroduction to Na;al Architecture, )++)4

Pada dasarnya kekuatan memanjang kapal diakibatkan oleh gaya ;ertical yang dialami

oleh grider badan kapal yakni gaya berat dan gaya buoyancy. ntuk suatu floating body

harus sebanding dengan total buoyancy dan kedua gaya tersebut harus beraksi

sepanjang garis yang sama. 5eskipun berat pada tiap lokasi sepanjang kapal tidak akan

sebanding dengan buoyancy. %aya berat dipengaruhi oleh kombinasi berat kapal dan

berat muatan yang memiliki lokasi berat yang tetap, sedangkan gaya buoyancy

dipengaruhi oleh bentuk badan kapal dan lokasi kapal pada air #draftdan trim4 seperti

ilustrasi pada %ambar ).) dan %ambar ).3 yang menjelaskan pengaruh gaya berat

dan buoyancyterhadap kekuatan memanjang di bawah ini.

22

7/26/2019 FIX P1

23/61

Gambar 2.4 Pengaruh berat bangunan apung dan buoyancy terhadap kekuatan

memanjang

#Sumber" google.com4

Gambar 2.*%aya ;ertikal 1weight dan buoyancy4 yang mempengaruhi

kekuatan memanjang kapal

#Sumber "

7/26/2019 FIX P1

24/61

Gambar 2.6 &hearing forcedan bending moment

#Sumber" >ric $upper, &ntroduction to Na;al Architecture, )++)4

2.2.11 Longitudinal Bending MoentPa%a Cal !ater

Pada air yang bergelombang bending momen dirumuskan sebagai berikut "M=Ms+M7 OOOOOOOOOOOOOOOOO...... #).)/4

M7=M+Mz+M8 OOOOOOOOOOOOOOOOO #).)*4

keterangan "

5 F $otal"omen bending

Ms F"omen bendingpadastillwater

M7 F"omen bendingpada kondisi bergelombang

M F"omen bending yang dihasilkan oleh profil gelombang

Mz F"omen bending yang dihasilkan oleh gerak heaving

M8 F"omen bending yang dihasilkan oleh gerakpitching

Sedangkan untuk besarnya bending momen dapat diilustrasikan seperti pada %ambar

)./ di bawah ini"

Gambar 2.&till waterdan wave bending moment

#Sumber" >ric $upper, &ntroduction to Na;al Architecture, )++)4

ending momen akibat heavingpadacalm waterdirumuskan sebagai berikut"

(79

g e

2:a)dx+ (2g, (x ) :a)dx

M=

OOOOOO #).)4

24

7/26/2019 FIX P1

25/61

7/26/2019 FIX P1

26/61

Gambar 2. &lustrasi tegangan normal akibat gaya aksial, #I4 tarik dan #-4 tekan

#Sumber" Popo; 77*4

2.2.1" Bending Stress

5omen luar diimbangi oleh momen dalam yang merupakan resultan tegangan lentur #bending4.

; .dA . ,=A

(

,

@

;max

)dA. ,=

;max

@

A

,2dA

M=A

;;; .#).364

&ntegralA

,2dA=4

adalah besaran penampang yang disebut momen inersia terhadap

titik berat penampang. 'adi persamaan tegangan lentur menjadi"

M=;max

@ 4 atau ;max=

M@4 ;;;;;;.;;;;;;.;; #).36.4

$egangan lentur pada sembarang titik yang berjarak y dari garis netral "

;max=M,4 ;;;;;;.;;;;;;. ;;;;;;;;.. #).36.)4

%ambar ).)+ di bawah ini menjelaskan tegangan lentur pada suatu penampang

Gambar 2.10 $egangan lentur #bending4 pada suatu penampang

#Sumber" Popo; 77*4

2.2.14 egangan Ge#er

$egangan geser #shearstress4 adalah intensitas gaya pada suatu titik yang sejajar terhadap

penampang, yang didefinisikan sebagai"

=6= lim< A= 0< *

< A ;;;;;;.;;;;;;.;;;;;;;; #).3/.4

2

7/26/2019 FIX P1

27/61

!engan ? adalah gaya yang bekerja dalam arah sejajar terhadap penampang dan A adalah luas

penampang.

Gambar 2.11 %aya yang bekerja dalam arah sejajar terhadap penampang

#Sumber" Popo;, 77*4

$idak sama dengan kasus tegangan aksial, kenyataannya tegangan geser yang bekerja sejajar

terhadap penampang, diperoleh hubungan tegangan geser "

6=*

Aatau

ga,ageser

>uas [ ?m2 ] ;;;;;;.;;;;;;.;;;. #).3/.)4

2.2.1* egangan 8n ("##e#

Struktur harus mampu menahan beban-beban operasional tambahan yang terjadi dengan aman,

yaitu tegangan yang terjadi tidak boleh melebihi tegangan yang diijinkan, serta pelat struktur,

pelat bilah, agar tidak kehilangan stabilitasnya #tidak mengalami buckling4.

ntuk menghitung tegangan kita memakai persamaan"

(x 2 , )=Mx .B

4

dengan"

Mx " 5omen bending#ton.m4

B " 'arak normal bidang #m4

4 " 5omen inersia bidang #m)4

'adi harus ditentukan y yang merupakan jarak titik berat bagian yang dihitung tegangannyaQ

terhadap sumbu netral #garis mendatar yang melalui titik berat penampang4 dan menghitung

momen inersia penampang G4. Karena penampang melintang kapal mempunyai banyak bagian,

maka menghitung momen inersianya tak dapat dihitung dengan memakai rumus dasar #&FC)

b.h34 dan sebaiknya dilakukan dalam bentuk tabulasi. Seperti telah dijelaskan di depan, akibat

beban momen lengkung yang bekerja pada badan kapal, maka bagian penampang kapal yang

mengalami tekanan dan posisinya mendatar #hori:ontal4 dimasukkan kedalam perhitungan

momen inersia harus sudah diperhitungkan lebar efektifnya, dengan cara seperti pada uraian di

depan. Pada element tiga dimensi, bekerja tegangan-tegangan searah sumbu G, y dan H. Pada

tiap-tiap sumbu dapat diketahui tegangan utama #R, R), R34 yang dihitung dari komponen

27

(3.2.1

7/26/2019 FIX P1

28/61

tegangan dengan persamaan sebagai berikut #Ansys 3.+4"

[x0 x, xz

x, ,0 ,zxz ,z z0

]=0dengan"

R+ " $egangan utama yang bekerja pada sumbu #Pa4

RG " $egangan arah sumbu G #Pa4

Ry " $egangan arah sumbu y #Pa4

RH " $egangan arah sumbu H #Pa4

RGy " $egangan arah sumbu Gy #Pa4

RGH " $egangan arah sumbu GH #Pa4

RyH " $egangan arah sumbu yH #Pa4

Penggabungan tegangan-tegangan utama pada suatu element merupakan suatu cara untuk

mengetahui nilai tegangan maksimum yang terjadi pada nodetersebut. Salah satu cara

mendapatkan tegangan gabungan adalah dengan menggunakan formula tegangan y: " $egangan geser bidang:0 #Pa4

>:0 " $egangan geser bidang0y #Pa4

Gambar 2.12 &lustrasi tegangan ;on mises.

28

(3.2.2

(3.2.3

7/26/2019 FIX P1

29/61

2.2.16 Beban9beban :ang ter'a%" /a%a /lat.

erdasarkan rules #B& &hip Building and uality standartdeformasi maksimal dari

plat berpenegar adalah sebesar 6mm. eban-beban yang terjadi pada geladak antara

lain"

3niform inplane compression #RaG, Ray4

%nplane bending, #RbG, Rby4

dge shear #4

(ateral loads #-)

Combinations of the above

Sebagai gambaran beban-beban yang terjadi menurut AS pada plat adalah sebagai

berikut "

2

7/26/2019 FIX P1

30/61

2.2.1 (et%e Elemen H"ngga

5etode elemen hingga adalah salah satu pendekatan yang paling berharga untuk

menganalisa perilaku struktur yang nonlinear. Ada beberapa metode yang digunakan

untuk menyelesaikan persamaan kekakuan elemen hingga nonlinear.

!alam mekanika struktur, permasalahan linear terjadi ketika matrik kekakuan dihitungaberdasarkan geometrid an properties material. Pada kasus nonlinear adalah ketika

matrik kekakuan ber;ariasi terhadap kenaikan beban yang bekerja dan dimana ;ector

beban bergantung pada displacement. ntuk analisa elemen hingga dari permasalahan

yang berlangsung pada waktu, diekspresikan dengan

[$ ]=[ k]{1]

!imana,

D@E F ;ector beban

DKE F matrik kekakuan

TU F ;ector displacement

aik DKE dan T@U, keduanya independen dari TU pada analisis linear, sedang DKE dan

T@U adalah fungsi nonlinear pada TU pada analisa nonlinear.

Kenonlinearan pada mekanika struktur biasanya dibagi menjadi dua, yaitu

kenonlinearan geometrid an kenonlinearan material, yang keduanya akan

mempengaruhi deformasi struktur. Kenonlinearan geometri dilihat dari perubahan

30

7/26/2019 FIX P1

31/61

konfigurasi geometri. #seperti defleksi atau buckling yang besar4 dan kenonlinearan

material dilihar dari perubahan properties material #seperti plastisitas4. Pada transfer

panas, kenonlinearan dapat meningkat terhadap suhu, tergantung dari kondukti;itas atau

radiasi, dimana kekakuan matriks adalah fungsi nonlinear terhadap suhu.

Ada beberapa metode yang digunakan dalam analisa nonlinear "

a. 5etode 1angsung

b. 5etode Newton-@amphson

c. 5etode Newton-@amphson modifikasi

d. 5etode Panjang usur

dalam dunia engineering ada 3 macam bentuk elemen yang digunakan dalam

perhitungan pada elemen hingga, elemen tersebut adalah adalah membran, shell,

maupun elemen solid. >lemen membran adalah elemen datar yang memiliki ) dimensi,

pada umumnya element ini berbentuk segitiga maupun segiempat, pada elemen yang

berbentuk segitiga, biasanya dimodelkan dengan 3 hingga * node, sedangkan pada segi

empat dimodelkan dari 6 hingga 7 node, element ini memiliki ) arah perpindahan

derajat kebebasan pada tiap node yang terdapat didalam element. element ini biasa

digunakan untuk memodelkan permasalahan elastisitas dengan ) dimensi, arah

tegangan dan arah regangan. itu bisa menghasilkan ) normal force dan shear stress

pada element. elemen membran tidak memiliki rotational stifness maupun stiffness

normal yang menuju arah dari elemen.

2.2.1# Boundary Condition%anMeshing

Boundary condition atau kondisi batas sangatlah penting dalam proses analisis suatu

struktur. Boundary condition sendiri dapat terbagi menjadi 3 bagian utama, yaitu

inertial, loads, dan supports. Boundary condition tipe inertial diantaranya yaitu

percepatan, standard earth gravity, dan kecepatan rotasi. Kemudian Boundary

condition tipe loadsdiantaranya yaitu tekanan #pressure4, gaya, momen, dan lain-lain.

Sedangkan boundary condition tipe support diantaranya adalah fi0ed supports,

displacement, dan lain-lain. Boundary conditionsendiri dapat kita aplikasikan sesuai

dengan analisis yang akan kita lakukan. Seperti contohnya pada sebuah geometri

struktur, boundary conditiondapat diterapkan pada struktur sebagai body, face, edge,

maupun titik sesuai dengan kondisi analisis yang ingin kita lakukan.

Pembuatan mesh sangat diperhatikan ukuran mesh dan jenis mesh yang digunakan,

semakin kecil ukuran meshyang digunakan pada model, maka hasil yang didapatkan

akan semakin teliti, tetapi membutuhkan daya komputasi dan waktu yang lebih lama

dibandingkan dengan meshyang memiliki ukuran yang lebih besar. 2leh karena itu,

besar ukuran meshharus diatur sedemikian rupa sehingga diperoleh hasil yang teliti.

31

7/26/2019 FIX P1

32/61

!alam K& Guidelines for loating 2roduction %nstallations, )+3Q ukuran mesh telah

diatur sesuai dengan elemen-elemen yang akan ditinjau, seperti plate element, beam

elements for stiffeners, truss elements for stiffeners. ntuk elemen stiffener, ukuran

mesh minimum yang dianjurkan sebesar +,/ dari tebal stiffener.

7/26/2019 FIX P1

33/61

$idak

Ba

33

Pem%elan Barge

5emodelkan arge sesuai dengan data yang diperoleh menggunakansoftware 5aGsurf

8al"%a#"

5em;alidasi data hidrostatis dari hasil software 5aGsurf dengan data

yang ada

Valid

Anal"#a -la& Gerak Barge

!ilakukan analisis gerak pada model barge yang ter;alidasi untuk

mendapatkan @A2free floatingdan @A2 pada ;ariasi kecepatan

dengan kondisi lightship,halfload danfullload.

(eng&"t$ngSingle $plitude $celaration

5enghitung percepatan dari gerakan kapal yang paling dominan

untuk mendapatkan gaya gerak translatsi dan momen torsi akibat

gerakan kapal.

(eng&"t$ng beban ak"bat gerakan ka/al

5enghitung gaya gerak akibat gerak translasi kapal dan momen torsiakibat gerak rotasional kapal yang paling dominan pada tiap arah

datang gelombang..

7/26/2019 FIX P1

34/61

$idak

34

(eng&"t$ng !ek$atan (eman'ang !a/al

Kalkulasi kekuatan memanjang kapal untuk mendapatkan nilai shearforcedan total bending momentpada kondisistill water,saggingdan

hogging.

(eng&"t$ng Beban Ang"n

5enghitung beban angin yang terjadi pada container craneuntuk

mendapatkan momen yang diakibatkan oleh angin.

B

B

Pem%elan !n#tr$k#" Gela%ak%an Lamb$ngBarge

e#ode+ka, Deck Barge%ada compartmentya,g#e#i+iki ending moment maksimal %ada so)t

7/26/2019 FIX P1

35/61

Ba

3.2 Pr#e%$r Penel"t"an

Sesuai %ambar 6., Penelitian ini dilakukan dengan mengikuti tahapan ( tahapan sebagai

berikut"

. Studi 1iteraturPada tugas akhir ini mengambil bahan-bahan yang dibutuhkan sebagai studi literatur dari

buku, materi perkuliahan, jurnal, dan juga mengacu dari penelitian yang telah dilakukan

sebelumnya yang mempunyai keterkaitan pembahasan sebagai acuan dasar teori yang

digunakan, selain itu juga pada penelitian ini mengacu pada standart maupun code yang

rele;an.

). Pengumpulan !ataPengumpulan !ata arge PAS ( )*+ $K, data hidrostatis arge PAS ( )*+ $K, data

container crane dan data lingkungan yang didapatkan dari P$. %ama &nti Samudera.

3. Pemodelan arge

5emodelkan ukuran dan model arge PAS ( )*+ $K sesuai data yang diperoleh dengan

menggunakan 5aGsurf 5odeller.

6. ?alidasi 5odel arge PAS ( )*+ $K

5em;alidasi data hidrosatis arge PAS ( )*+ $K pada hasil output5AS@= dengan

data hidrosatis yang sudah didapatkan dari pengumpulan data, untuk mengetahui apakah

model barge yang kita modelkan pada 5AS@= sesuai dengan model kapal yangsebenarnya dengan standart eror di bawah )V.

3

5ek !ek$atan Str$kt$r

Pengecekan kekuatan struktur dengan menganalisa berdasarkan codes

%1, RactualRallowable

Aman

Kesimpulan dan

Saran

Sele#a"

7/26/2019 FIX P1

36/61

/. Analisis %erak arge5enganalisis respon gerak barge dengan ;ariasi muatan lightship ,halfload, danfullload.

Pada kondisifree floating dan ;ariasi kecepatan ,),3 knots. ntuk mendapatkan gerakan

yang dominan pada masing masing heading.

*. 5enghitung Single #mplitude #celaration5enghitung percepatan dari gerakan kapal yang dominan pada masing masing heading,

dimana nilai percepatan akan digunakan untuk mencari beban akibat gerakan kapal.

. 5enghitung beban akibat gerakan kapal.5enghitung gaya inersia yang terjadi karena gerakan translasi dan momen torsi akibat

gerakan rotasional berdasarkan gerakan yang paling dominan pada masing masing

heading.

0. 5enghitung kekuatan memanjang kapal.!ilakukan analisis kekuatan memanjang kapal pada kondisi perairan still water, sagging

dan hogging. Kemudian dilakukan perhitungan shear force dan total bending momendengan ;ariasi muatan lightship, halfload, danfullload.

7. 5enghitung beban angin5enghitung beban yang diakibatkan oleh angin , dimana dari beban yang di timbulkan

oleh angin akan dapat menghitung momen akibat gaya angin.

+. Pemodelan konstruksi geladak dan lambung bargePemodelan konstruksi geladak dan lambung barge dimana konstruksi pada lambung

mencakup seafastening dan skidway diatas konstruksi geladak. dengan menggunakan

Autocad 3d, untuk analisa tegangan yang akan dilakukan padasoftware #$&*&.

. Analisis $egangan Pada deck barge dan hull.

5enganalisis $egangan yang terjadi pada deck barge sesuai banyak load case berbasis

data inputan beban menggunakan #$&*&, yang sebelumnya telah terlebih dahulu

dilakukan analisis meshing sensivityuntuk mendapatkan inputan ukuran meshing struktur

yang cukup sensitif dalam mendefinisikan hasil luaran tegangan terhadap inputan beban

yang dihitung. Setelah itu, dilakukan analisis tegangan terhadap masing ( masing load

caseyang telah dihitung terlebih dahulu beban apa saja yang berpengaruh dan ditentukan

kombinasi pembebanan dari beban ( beban tersebut.

).

7/26/2019 FIX P1

37/61

BAB I8

ANALISIS DAN PE(BAHASAN

4.1 Pem%elan Barge PAS926011 !

Permodelan dilakukan menggunakan software 5AS@= berdasarkan principal

dimensiondan koordinat-koordinat pada barge diambil dari hydrostatic model dari

booklet. erikutprincipaldimensiondan hydrostaticmodelbargePAS ( )*+ $K"

37

7/26/2019 FIX P1

38/61

Gambar 4.1'ydrostatic"odelBargePAS ( )*+ $K

#sumber@ &tability Booklet 2#& A 6DD /E 2/. $adwell4

!ari hasil permodelan struktur bargedengan menggunakansoftwaredidapatkan hasil

hidrostatik dari bargeyang kemudian di ;alidasi dengan data hidrostatik pada booklet.

?alidasi barge dilakukan dengan 3 kondisi pembebanan, full load, half load, dan

lightship. erikut model yang didapat dan juga hasil hidrostatik padasoftware"

Gambar 4.2Permodelan &oftware

38

7/26/2019 FIX P1

39/61

abel 4.1(oadcase (ightship

ite#,a#e

Ia,tity

J,itass

"ota+ass

J,ito+#e

"ota+o+#e

Ko,gr#(#

"ra,sr#(#

ert.r#

"ota+!S

to,,e

Kig*ts*i% 1 00 003.4

10 2.13 0

"a,k001 0L18.1

020

14.24

0 .724 0 0 0

"a,k002 0L230.

4

022.02

8

01.2

0 0 0

"a,k003 0L230.

40

22.028

024.40

0 0 0

"a,k004 0L230.

40

22.028

033.

0 0 0

"a,k00 0L230.

40

22.028

042.70

0 0 0

"a,k00 0L230.

40

22.028

01.8

0 0 0

"a,k007 0L231.4

10

22.7

0 1.02 0 0 0

"a,k008 0L201.3

4 01.43

0.12

1 0 0 0

3

7/26/2019 FIX P1

40/61

"a,k00 0L4.08

0 47.88 0

74.77

0 1.147 0

"a,k010 0L1.7

10

12.7

0 .724 7.82 0 0

"a,k011 0L228.

0

0223.32

01.2

7.82 0 0

"a,k012 0L228.

00

223.32

024.40

7.82 0 0

"a,k013 0L228.

00

223.32

033.

7.82 0 0

"a,k014 0L228.

00

223.32

042.70

7.82 0 0

"a,k01 0L228.

00

223.32

01.8

7.82 0 0

"a,k01 0L22.

440

224.043

0 1.02 7.82 0 0

"a,k017 0L

183.7

7 0

17.2

3 0 .12 7.802 0 0

"a,k018 0L2.8

0 2.03 0

74.77

.41 1.147 0

"a,k01 0L1.7

10

12.7

0 .724 -7.82 0 0

"a,k020 0L228.

00

223.32

01.2

-7.82 0 0

"a,k021 0L228.

00

223.32

024.40

-7.82 0 0

"a,k022 0L228.

00

223.32

033.

-7.82 0 0

"a,k023 0L 228.0

0 223.32

0 42.70

-7.82 0 0

"a,k024 0L228.

00

223.32

01.8

-7.82 0 0

"a,k02 0L22.

440

224.043

0 1.02 -7.82 0 0

"a,k02 0L183.7

70

17.23

0 .12 -7.802 0 0

"a,k027 0L2.8

0 2.03 0

74.77

-.41 1.147 0

"ota+Koadcase

0014.4

70

3.41

0 2.13 0

!Scorrectio,

0

CG 5id 2.13

40

7/26/2019 FIX P1

41/61

abel 4.2(oadcase 'alfload

>te#,a#e

Ma,tity

J,itass

"ota+ass

J,ito+#

e

"ota+o+#

e

Ko,gr#(#

"ra,sr#(#

ert.r#

"ota+!S

to,,e

Kig*ts*i% 1 04 04

3.4

1 0 2.13 0

CC 177.

377.3

3.4

1 0 18.07 0

"a,k001 100L18.1

0218.10

214.24

14.2

4 7.01 0 1.84 0

"a,k00224.71

L230.

4 .22.02

8.0

41.2

0 0.37441.8

7

"a,k003 .47L230.

4 21.84322.02

8 21.3124.40

0 0.14341.8

7

"a,k00414.02

L230.

4 32.33822.02

831.4

33.

0 0.21241.8

7

"a,k004.4

L230.

412.02

22.02

8122.

42.70

0 0.8241.8

7

"a,k007.30

L230.

4132.1

22.02

8128.

411.8

0 0.8741.8

7

"a,k0070.7

L231.4

1210.00

22.7

204.8

83 1.02 0 1.373421.3

4

"a,k008 4.L201.3

4 .4431.43

.2137.4

3 0 0.1841.8

"a,k00 .28L4.08

3.083 47.88 3.0077.31

8 0 1.42822.1

8

"a,k010 L1.7

1 7.8412.

7 7.48 .378 7.17 0.24147.78

"a,k011 L228.

0 11.44223.32

11.1

1.2

7.8 0.08141.8

"a,k012 L228.

0 11.44223.32

11.1

24.40

7.8 0.08141.8

"a,k013 L228.

0 11.44223.32

11.1

33.

7.8 0.08141.8

"a,k014 L228.

0 11.44223.32

11.1

42.70

7.8 0.08141.8

"a,k01 L228.

0 11.44223.32

11.1

1.8

7.8 0.08141.8

"a,k01 L

22.

44 11.482

224.04

3

11.20

2

1.01

7.8 0.081

421.32

"a,k017 L183.7

7 .1817.2

3 8.7.4

8 7.788 0.203.8

4

"a,k018 L2.8

1.284 2.03 1.237.2

7 .34 1.387 2.847

"a,k01 L1.7

1 7.8412.

7 7.48 .378 -7.17 0.24147.78

"a,k020 L228.

0 11.44223.32

11.1

1.2

-7.8 0.08141.8

"a,k021 L228.

0 11.44223.32

11.1

24.40

-7.8 0.08141.8

"a,k022 L 228.0 11.44 223.32 11.1 33. -7.8 0.081 41.8

41

7/26/2019 FIX P1

42/61

"a,k023 L228.

0 11.44223.32

11.1

42.70

-7.8 0.08141.8

"a,k024 L228.

0 11.44223.32

11.1

1.8

-7.8 0.08141.8

"a,k02 L

22.

44 11.482

224.04

3

11.20

2

1.01

-7.8 0.081

421.32

"a,k02 L183.7

7 .1817.2

3 8.7.4

8 -7.788 0.203.8

4

"a,k027 L2.8

1.284 2.03 1.237.2

7 -.34 1.387 2.847"ota+Koadcase

207.81

14.47

01.0

3.433 0 .473

10012.8

!Scorrectio, 3.84

CG 5id10.31

3

abel 4.3(oadcase ullload

ite#,a#e

Ia,tity

J,itass

"ota+ass

J,ito+#e

"ota+o+#e

Ko,gr#(#

"ra,sr#(#

ert.r#

"ota+!S

to,,e

Kig*ts*i% 1 04 04 3.41 0 2.13 0

CC 177.3

77.3

3.41 0 18.07 0

"a,k0011.1

L18.10

2.7

14.24

4.321 7.72 0 1.34 480.3

"a,k00213.10

L230.

430.21

22.028

2.47 1.2 0 0.1841.8

7

"a,k003 100L230.

4230.

422.02

822.02

824.40 0 1.12 0

"a,k004 0L 230.4

0 22.028

0 33. 0 0 0

"a,k00 0L230.

40

22.028

0 42.70 0 0 0

"a,k00 100L230.

4230.

422.02

822.02

81.8 0 1.12 0

"a,k007 .L 231.41 22.3422.7

21.80 1.02 0 0.14

421.34

"a,k0082.30

L201.34

10.30

41.43

102.73

.4 0 1.031

41.8

"a,k00 80L 4.08 3.2 47.88 38.311 7. 0 2.2322.1

8"a,k010 80L 1.7 12.43 12. 122.37 7.31 8.0 1.3 47.78

42

7/26/2019 FIX P1

43/61

1 2 7 3

"a,k011 80L228.0

183.12

8223.32

178.

11.2 8.03 1.222

41.8

"a,k012 80L228.0

183.12

8223.32

178.

124.40 8.03 1.222

41.8

"a,k013 80L 228.0

183.128

223.32

178.1

33. 8.03 1.222 41.8

"a,k014 80L228.0

183.12

8223.32

178.

142.70 8.03 1.222

41.8

"a,k01 80L228.0

183.12

8223.32

178.

11.8 8.03 1.222

41.8

"a,k01 80L22.4

4183.71

224.04

317.23

41.02 8.03 1.222

421.32

"a,k017 80L183.77

147.02

117.2

3143.43

.4 7.7 1.421

3.84

"a,k018 80L 2.8 20.1 2.03 20.0 7.243 .42 2.20 2.847

"a,k01 80L 1.71 12.432 12.7 122.373 7.31 -8.0 1.3 47.78

"a,k020 80L228.0

183.12

8223.32

178.

11.2 -8.03 1.222

41.8

"a,k021 80L228.0

183.12

8223.32

178.

124.40 -8.03 1.222

41.8

"a,k022 80L228.0

183.12

8223.32

178.

133. -8.03 1.222

41.8

"a,k023 80L228.0

183.12

8223.32

178.

142.70 -8.03 1.222

41.8

"a,k024 80L228.0

183.12

8223.32

178.

11.8 -8.03 1.222

41.8

"a,k02 80L 22.44

183.71

224.043

17.234

1.02 -8.03 1.222 421.32

"a,k02 80L183.77

147.02

117.2

3143.43

.4 -7.7 1.421

3.84

"a,k027 80L 2.8 20.1 2.03 20.0 7.243 -.42 2.20 2.847

"ota+Koadcase

223.4

714.4

7343.

03.41 0 3.

8813.

!Scorrectio,

1.87

CG 5id .42

abel 4.18asil ?alidasi kondisiull loadpada &oftwaredanBooklet

K>DS> BG: ?@D>S> !"## #OAD

Data Hasi+ /e#ode+a, Hidrostatik L

Dis%+ace#e,t 223 to, 23 to,0.7110

2

43

7/26/2019 FIX P1

44/61

" 1.448 #eter 1.84 #eter 0.3

K 12.083 #eter 12.32 #eter0.1234

8

"/> 1.47 to,,ec# 1.74 to,,ec# 1.22188

C" 123.2 to,,e 123.78 to,,e0.472

4

abel 4.2 8asil ?alidasi kondisi'alf load pada &oftware danBooklet.

K>DS> BG: ?@D>S> HK!K?D

Data Hasi+ /e#ode+a, Hidrostatik L

Dis%+ace#e,t 208 to, 21 to,0.278

" 33.07 #eter 33.8 #eter0.033

1

K 20.832 #eter 21.187 #eter0.1211

"/> 17.80 to,,ec# 17.44 to,,ec#0.7743

2

C" 8.2 to,,e 2.002 to,,e 2.27

abel 4.3 8asil ?alidasi kondisi(ight &hippada &oftware danBooklet.

K>DS> BG: ?@D>S> K>GH"SH>/

Data Hasi+ /e#ode+a, Hidrostatik L

Dis%+ace#e,t 00 to, 04 to, 0.44248

" 88.04 #eter 88.47 #eter0.472

8

K 30.2 #eter 31.372 #eter 0.1178

"/> 1.13 to,,ec# 1.201 to,,ec# 0.0438

C" .878 to,,e 8.81 to,,e 1.21

4.2 Anal"#a Stab"l"ta#

Analisa stabilitas dilakukan dengan menggunakansoftware "a0surf stability.Analisa

ini dilakukan dengan 3 macam kondisi pembebanan,fullload, halfload, dan lightship.

Pada standard &52 A#674 pada section 6, untuk kapal pontoon dengan panjang

kurang dari ++m sudut yang harus diperhatikan adalah sudut di bawah )++

. ntukluasan di bawah kur;a %W #righting arm) lebih dari +.+0 m.rad. erikut hasil analisa

stabilitas menggunakansoftware "a0surf &tability "

44

7/26/2019 FIX P1

45/61

0 10 1 20 2 300

2

4

8

10

Kurva Gz

KS HK !K

Heel to starboar deg.

G

Gambar 4.3 Kur;a %W kondisi(ightship, 'alfload,danullload.

0 10 1 20 2 300

1

2

3

4

!uas Area di Ba"a# Kurva Gz

KS HK !K

Heel to starboar deg.

G

Gambar 4.4 1uasan daerah di bawah kur;a %W kondisi(ightship, 'alfload danullload.

Padastandard %" #1FH)sudah dijelaskan bahwa, untuk kapal pontoonluasan daerah dibawah kur;a %W #righting arm) maksimum harus lebih dari +.+0 m.rad. Pada kondisi

lightship bisa di lihat pada grafik, %W maksimum berada pada degree of heel )*+ dengan

luasan area di bawah kur;a sebesar 3.)/ m.rad. Pada kondisi halfload, %W maksimum

berada pada degree of heel /.+ dengan luasan area di bawah kur;a sebesar +.* m.rad.

Kemudian pada kondisi fullload %W maksimum berada pada degree of heel /.)+ dengan

luasan area di bawah kur;a sebesar +.3037 m.rad. !ari 3 macam kondisi pembebanan yang

telah dilakukan luasan area di bawah kur;a %W lebih dari +.+0 m.rad, sehingga untuk

stabilitas sudah sesuai dengan standard.

4

7/26/2019 FIX P1

46/61

0 1 20

0.

1

1.

C? S

7/26/2019 FIX P1

47/61

7/26/2019 FIX P1

48/61

0 0. 1 1. 20

0.

1

C? S

7/26/2019 FIX P1

49/61

0 0. 1 1. 20

0.

1

1.

C? /itc* Ha+5oad

0deg

4deg

0deg

13deg

180deg

Aa'e !reIe,cy (rads

C? /itc*

0 1 20

0.

1

1.

C? Hea'e Ha+5oad

0deg

4deg0deg

13deg

180deg

Aa'e !reIe,cy

C? Hea'e

a

b

%

0 0. 1 1. 20

0.

1

1.

C? Co++ Ha+5oad

0deg

4deg

0deg

13deg

180deg

Aa'e !reIe,cy (rads

C? Co++

0 0. 1 1. 20

0.

1

C? Na< Ha+5oad

0deg

4deg

0deg

13deg

180deg

Aa'e !reIe,cy (rads

C? Na