Laporan Kp Revisi Terakhir

ANALISIS TEGANGAN NORMAL PADA

LIFTING PLAN BUMI ARMADA PROJECT

DI PT. GLOBAL PROCESS SYSTEM (GPS)

Diajukan untuk memenuhi Tugas Kerja Praktek

Di Jurusan Teknik Mesin Itenas

Disusun oleh :

Deni Suhaya

12-2011-014

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL

BANDUNG

2015

LEMBAR PENGESAHAN

KERJA PRAKTEK

“ANALISIS TEGANGAN NORMAL PADA

LIFTING PLAN BUMI ARMADA PROJECT”

DI PT. GLOBAL PROCESS SYSTEM (GPS)

Diajukan untuk memenuhi Tugas Kerja Praktek

Di Jurusan Teknik Mesin Itenas.

Bandung, Januari 2015

Telah diperiksa dan disetujui oleh :

Dosen Pembimbing

Eka Taufiq ST.,M.T.

LEMBAR PENGESAHAN

PT. GLOBAL PROCESS SYSTEM (GPS)

SEKUPANG, BATAM.

Menyetujui,

Pembimbing Kerja

Praktek

Sigit Purboyo

Mengetahui,

Direkrtur PT. GPS

Rony Rizan

iii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Segala puji dan sanjungan hanya berhak penulis panjatkan kehadirat Allah

SWT,yang telah melimpahkan kasih sayang-Nya yang maha luas tak terbatas oleh

ruang dan waktu sehingga penulis mampu menyelesaikan laporan hasil Kerja

Praktek dengan judul Analisi Tegangan Normal Pada Lifting Plan Bumi Armada

Project yang di laksanakan di PT. Global Process System (GPS) di Batam selama

1 bulan.

Ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Terima kasih kepada Allah SWT yang telah membimbing penulis dan

kedua orang tua serta teman - teman yang telah membantu penulis dalam

menyelasaikan laporan ini.

2. Bapak Eka Taufiq,ST.,M.T Selaku dosen pembimbing di Itenas yang telah

memberikan saran dan bimbingannya selama kerja praktek ini.

3. Ibu Kania Cristyanto selaku HRD PT. Global Process System yang telah

mengizinkan penulis melakukan Kerja Praktek di PT. Global Process

System.

4. Bpk Rony Rizan selaku manager dan bpk Sigit Purboyo sebagai

pembimbing di PT. Global Process System yang telah memberikan ilmu

dan bimbingannya selama kerja praktek ini.

5. Bang Ferdian selaku Drafter Engineer yang telah membagi ilmunya

tentang gambar teknik.

6. Seluruh pegawai staf dan karyawan PT. Global Process System terutama

staf di Engineering Department yang telah bekerja sama dalam

memberikan informasi dan bimbingannya.

7. Seluruh teman-teman jurusan teknik mesin khususnya angkatan 2011 yang

telah memberikan masukan dan dukungan

8. Semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu yang telah

memberikan dukungannya

iv

Penulis menyadari akan kekurangan dari laporan hasil Kerja Praktek ini

yang jauh dari kesempurnaan baik dari materi maupun dari segi penulisan laporan

ini. Segala saran maupun kritikan akan sangat bermanfaat bagi penulis untuk ke

depannya agar lebih baik.

Dengan ucapan “Alhamdulillah Was Syukurillah” semoga laporan kerja

praktek ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Wassalamu’alaikum Wr.Wb.

Bandung, Januari 2015

Penulis

v

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................................... ii

KATA PENGANTAR ............................................................................................... iii

DAFTAR ISI .............................................................................................................. v

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. vii

DAFTAR TABEL ...................................................................................................... ix

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang dan Rumusan Masalah........................................................ 1

1.2 Tujuan .......................................................................................................... 5

1.3 Ruang Lingkup Kajian ................................................................................. 5

1.4 Metodologi Penelitian .................................................................................. 6

1.5 Sistematika Penulisan .................................................................................. 6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Teori Balok Sederhana ................................................................................. 8

2.1.1 Gaya Reaksi Tumpuan .......................................................................... 8

2.1.2 Gaya Dalam .......................................................................................... 11

2.1.3 Tegangan Lentur ................................................................................... 14

2.1.4 Defleksi (Lendutan) .............................................................................. 15

2.2 Module ......................................................................................................... 17

2.2.1 Stuctural (Rangka Dasar) ...................................................................... 17

2.2.2 Piping (Pipa) ......................................................................................... 17

2.2.3 Electrical (Kelistrikan) ......................................................................... 17

2.2.4 Mechanical ............................................................................................ 18

2.3 Lifting (pengangkatan) ................................................................................. 19

2.3.1 Pesawat angkat ...................................................................................... 19

2.3.2 Spreaderbar .......................................................................................... 20

2.3.3 Pad Eye ................................................................................................. 21

2.3.4 Shackle .................................................................................................. 21

vi

2.3.5 Sling ...................................................................................................... 22

2.4 Keselamatan Pesawat angkat ....................................................................... 23

2.5 Weighing ...................................................................................................... 25

BAB III TEGANGAN DAN DEFLEKSI

3.1 Desain Lifting Plan dan Spesifikasi Lifting Equipment ............................... 28

3.2 Tegangan dan Defleksi ................................................................................ 30

3.2.1 Tegangan dan Defleksi Pada Beam 1 ................................................... 31

3.2.2 Tegangan dan Defleksi Pada Beam 4 ................................................... 39

3.2.3 Tegangan Pada Sling 1, 2, 3 dan 4 ........................................................ 45

3.2.4 Gaya Yang Bekerja Pada Shackle 1, 2, 3 dan 4 .................................... 47

3.2.5 Tegangan Pada Spreaderbar dan Sling 5 , 6 ......................................... 48

3.2.6 Gaya Yang Bekerja Pada Shackle 5, 6, 7 dan 8 .................................... 51

BAB IV ANALISA DAN KESIMPULAN

4.1 Analisa ......................................................................................................... 52

4.2 Kesimpulan .................................................................................................. 54

SARAN ...................................................................................................................... 55

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 56

LAMPIRAN ............................................................................................................... 57

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Pad eye.................................................................................................. 2

Gambar 1.2 Shackle .................................................................................................. 2

Gambar 1.3 Spreaderbar .......................................................................................... 2

Gambar 1.4 Sling ...................................................................................................... 2

Gambar 1.5 Lifting point .......................................................................................... 3

Gambar 1.6 Komponen Lifting ................................................................................ 4

Gambar 2.1 Gaya reaksi tumpuan .......................................................................... 8

Gambar 2.2 Diagram benda bebas ............................................................................ 9

Gambar 2.3 Tumpuan engsel ................................................................................... 10

Gambar 2.4 DBB tumpuan engsel ............................................................................ 10

Gambar 2.5 Tumpuan rol ......................................................................................... 10

Gambar 2.6 DBB tumpuan rol .................................................................................. 10

Gambar 2.7 Tumpuan jepit ....................................................................................... 11

Gambar 2.8 DBB tumpuan jepit ............................................................................... 11

Gambar 2.9 Batang yang dipotong sepanjang x ....................................................... 11

Gambar 2.10 DBB potongan 1 ................................................................................. 12

Gambar 2.11 DBB potongan 2 ................................................................................. 12

Gambar 2.12 Diagram gaya normal 13 .................................................................... 13

Gambar 2.13 Diagram gaya lintang .......................................................................... 14

Gambar 2.14 Diagram momen ................................................................................. 14

Gambar 2.15 Ilustrasi lendutan atau defleksi ........................................................... 16

Gambar 2.16 Module BUMI ARMADA PROJECT ................................................ 18

Gambar 2.17 Desain module BUMI ARMADA PROJECT .................................... 18

Gambar 2.18 Crawler crane kapasitas 280 ton ........................................................ 20

Gambar 2.19 Spreaderbar ........................................................................................ 20

Gambar 2.20 (a) desain awal pad eye (yang dalam lingkaran merah), (b) desain

revisi auto cad, (c) pad eye sudah jadi ....................................................................... 21

Gambar 2.21 Crosby G2130 bolt type anchor shackle ............................................. 22

Gambar 2.22 Gofort 6x36 Independent Wire Rope Core (IWRC) ........................... 23

viii

Gambar 2.23 Digital load cell .................................................................................. 25

Gambar 2.24 Titik letak load cell ............................................................................. 26

Gambar 2.25 Desain lifting plan 28 ......................................................................... 28

Gambar 2.26 Penyederhanaan gambar desain lifting plan ....................................... 30

Gambar 2.27 desain lifting plan ditinjau dari beam 1 .............................................. 31

Gambar 2.28 DBB beam 1 ....................................................................................... 31

Gambar 2.31 Diagram gaya normal pada beam 1 .................................................... 35

Gambar 2.32 Diagram gaya lintang pada beam 1 .................................................... 35

Gambar 2.33 Diagram momen pada beam 1 ............................................................ 36

Gambar 2.34 dimensi penampang beam 1................................................................ 36

Gambar 2.35 Momen inersia penampang ................................................................. 37

Gambar 2.36 Desain lifting ditinjau dari beam 4...................................................... 39

Gambar 2.37 DBB beam 4 ....................................................................................... 39

Gambar 2.38 DBB potongan 1 pada beam ............................................................... 40

Gambar 2.39 DBB potongan 2 pada beam 4 ............................................................ 41

Gambar 2.40 Diagram gaya normal pada beam 4 .................................................... 42

Gambar 2.41 Diagram momen pada beam 4 ............................................................ 43

Gambar 2.42 Desain lifting ditinjau dari sling 1, 2, 3 dan 4 ..................................... 45

Gambar 2.43 DBB spreaderbar 48 .......................................................................... 48

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Keterangan warna pada module ................................................................ 19

Tabel 2.2 Jarak titik load cell pada sumbu x ............................................................. 26

Tabel 2.3 Jarak titik load cell pada sumbu y ............................................................. 27

Tabel 2.4 Hasil weighing ........................................................................................... 27

Tabel 2.5 Hasil perhitungan pada beam 1 ................................................................. 38

Tabel 2.6 Hasil perhitungan pada beam 4 ................................................................. 44

Tabel 2.7 Hasil perhitungan pada sling 1, 2, 3 dan 4 ................................................ 47

Tabel 2.8 Gaya Yang Bekerja Pada Shackle 1, 2, 3 dan 4 ........................................ 47

Tabel 2.9 Hasil perhitungan dari spreaderbar, sling 5 dan sling .............................. 51

Tabel 2.10 Gaya yang bekerja pada shackle 5, 6, 7 dan 8 ......................................... 51

LAPORAN KERJA PRAKTEK

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang dan Rumusan Masalah

Struktur bangunan lepas pantai mempunyai beberapa jenis. Jenis

platform ini bisa diklasifikasikan berdasarkan jumlah kaki dengan tipikal

pembebanan masing-masing, sedangkan module biasanya diklasifikasikan

berdasarkan jumlah skid dan tidak mempunyai kaki penyangga sebagai

pondasi saat diinstal. Skid adalah suatu bangunan yang dapat terdiri dari satu

atau lebih elevasi (tingkat) tetapi dalam satu pondasi, artinya satu skid bisa

terdiri dari 2 tingkat banguan atau lebih. Semua itu begantung kepada fungsi

dan kebutuhan sesuai desain dan target produksi yang ingin didapat. Platform

adalah sebuah bangunan atau konstruksi yang biasanya diinstal di lepas pantai

dan memiliki kaki penyangga. Module hampir sama dengan platform,

bedanya module kebanyakan diinstal di darat, kapal dan jika diinstal di lepas

pantai itu merupakan kontruksi lanjutan dari platform dan tidak memiliki kaki

penyangga. Dalam hal ini yang akan dibahas adalah module. Semua

bangunan lepas pantai memiliki desain dengan standar minimum working

area (daerah kerja) yang telah ditentukan dan juga berat maksimum yang

telah ditentukan pula.

Semua desain tersebut tentu saja disesuaikan dengan kondisi

lingkungan dan juga nilai ekonomisnya. Sebelum module beroperasi, maka

module harus dibawa dari yard (lapangan tempat di rakit) menuju barge

(kapal pengangkut alat berat) atau lebih populernya kapal tongkang yang

akan membawa module menuju site tempatnya diinstal. Proses pemindahan

itu disebut dengan proses loadout. Proses loadout ada beberapa macam, salah

satunya adalah dengan pengangkatan struktur yang disebut dengan proses

lifting.


2

Pada dasarnya, analisa lifting itu sendiri dilakukan untuk menguji

kekuatan struktur terhadap beban statis dan beban dinamis ketika proses

pengangkatan berlangsung (dalam hal ini penulis hanya menganalisis

kekuatan struktur terhadap beban statik).

Penempatan module pada site sesuai posisi dan perakitan struktur

menjadi suatu struktur utuh sesuai dengan desain dan spesifikasinya. Pada

proses lifting sendiri terdapat beberapa hal yang penting untuk diketahui

seperti penentuan posisi lifting point, hook point, padeye, shackle,

spreaderbar dan sling. Beberapa hal tersebut adalah hal utama dilakukannya

proses lifting.

Gambar 1.1 Pad eye Gambar 1.2 Shackle

Gambar 1.3 Spreaderbar Gambar 1.4 Sling

Sumber : Gambar diambil saat kerja praktek


3

Lifting point adalah titik dimana sling ditambatkan dengan padeye

melalui perantara shackle. Sedangkan hook point adalah titik dimana sling

dihubungkan ke crane hook. Pada keadaan tertentu sebelum sling sampai ke

hook point sling harus di hubungkan dulu ke spreaderbar. Sistem lifting yang

menggunakan spreaderbar biasanya untuk barang yang mempunyai dimensi

yang besar. Pada sistem seperti ini jika menggunakan 4 titik lifting point pada

bagian bawah, maka akan ada pembentukan sudut karena efek penggabungan

2 arah sling menjadi 1. Penentuan besarnya sudut akan berpengaruh terhadap

gaya tarik dari sling oleh karenanya penentuan besarnya sudut tidak boleh

sembarangan.

Gambar 1.5 Lifting point

Sumber : Plan design M829 BUMI ARMADA PROJECT

Lifting point


4

Gambar 1.6 Komponen Lifting


Pada proses lifting sendiri terkadang masih menemui beberapa

kendala, seperti kegagalan atau patahnya member frame struktur, kegagalan

pada lifting equipment (sling, shackle dll). Hal ini seringkali ditemui karena

beberapa faktor diantaranya tidak tepat dalam memilih material, tidak tepat

memilih lifting equipment dan pada saat analisa yang dilakukan hanya

sekedar analisa statis tanpa mempertimbangkan motion dari deck struktur itu

sendiri ketika diangkat. Motion ini bisa disebabkan oleh gaya angin dan juga

oleh kecepatan gerak crane saat mengangkat module. Gaya angin yang datang

secara fluktuatif akan menyebabkan ayunan pada module. Ayunan tersebut

akan bertambah kuat jika kecepatan pengangkatan oleh crane tidak diatur

secara sempurna.

Jika crane digerakkan terlalu cepat, maka dikhawatirkan module akan

terlempar. Namun jika terlalu lambat justru akan terlalu lama membebani

boom crane. Ayunan pada module tersebut itulah yang dikhawatirkan akan

berpengaruh pada tingkat kegagalan proses pengangkatan. Berdasarkan

informasi tersebut, maka diperlukan analisa yang lebih detail untuk proses

lifting. Salah satunya adalah dengan cara analisa dengan pendekatan dinamik.


5

Dengan analisa menggunakan pendekatan dinamik, maka akan bisa

diketahui secara lebih mendalam kekuatan member dan sling pada proses

lifting tersebut. Jika mengalami kegagalan, maka diperlukan juga analisa

untuk mengetahui resiko terjadinya kegagalan. Analisa resiko tersebut

dibutuhkan untuk mengetahui bagaimana konsekuensi akibat gagalnya proses

pengangkatan.

1.2 Tujuan

1) Untuk mengetahui distribusi tegangan dan defleksi yang terjadi pada

beam dan lifting equipment (sling, shackle dan spreaderbar)

2) Memeriksa apakah pemilihan material untuk struktur (beam) dan

spesifikasi yang dipilih untuk lifting equipment (shackle, sling dan

spreaderbar) aman untuk digunakan dengan kondisi yang ada.

3) Memeriksa pada daerah mana tegangan dan defleksi tertinggi atau paling

berbahaya itu terjadi, dengan kondisi tersebut apakah masih aman atau

akan terjadi kegagalan.

4) Membandingkan data yang dihasilkan berdasarkan teori dan aktual.

5) Memastikan keseluruhan proses lifting plan berhasil atau tidak.

1.3 Ruang Lingkup Kajian

Pada pembahasan ini akan dibatasi dimana keamanan proses

pengangkatan (lifting) hanya dianalisa sebatas pengaruh pembebanan statik,

hasil weighing pada setiap titik dianggap terdistribusi secara merata ke kedua

sisi yang menghubungkan (beam pada sumbu X dan beam pada sumbu Y)

untuk perhitungan tegangan dan defleksi pada beam, dan titik berat yang

digunakan pada perhitungan adalah titik berat hasil weighing. Tegangan

geser yang terjadi diabaikan (tidak dihitung).


6

1.4 Metodologi Penelitian

Metoda penelitian yang digunakan dalam penulisan laporan Kerja

Praktek ini adalah :

1. Observasi Lapangan

Langsung melihat ke lapangan dalam proses weighing, load out dan

lifting.

2. Interview (wawancara)

Melakukan tanya jawab seputar lifting plan yang meliputi dari

pemilihan bahan (untuk yang dirakit seperti pad eye dan spreaderbar),

pemilihan katalog (katalog shackle, sling dan structural), serta crane yang

digunakan yang semua itu disesuaikan dengan berat total dari module dan

foundation layout agar tidak terjadi kegagalan pada saat proses lifting.

3. Studi Pustaka

Selain kedua cara diatas, penulis melakukan studi kepustakaan

dengan mempelajari literatur-literatur yang berhubungan dengan pokok

bahasan yang dihadapi, baik literatur yang didapat dari buku perkuliahan,

maupun literatur yang didapat di internet.

1.5 Sistematika Penulisan

Didalam penulisan laporan ini, terbagi menjadi 5 bab. Dengan

sistematika penyajian sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang latar belakang dan rumusan masalah, tujuan

pengamatan, ruang lingkup kajian, metodologi penelitian, dan

sistematika penulisan laporan.


7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini berisi teori-teori yang berhubungan dengan proses lifting,

komponen module, komponen lifting, keselamatan pesawat angkat

dan teori lainnya yang mendukung proses lifting.

BAB III TEGANGAN DAN DEFLEKSI

Berisi perhitungan tegangan dan defleksi yang terjadi pada beam,

sling, shackle dan spreaderbar.

BAB IV ANALISA

Pada bab ini berisi mengenai analisa dari hasil semua pembahasan

dihubungkan dengan keamanan proses angkat dan analisa pada

aspek-aspek yang menyebabkan penyimpangan terhadap yang

sebenarnya.

BAB V KESIMPULAN

Berisi mengenai kesimpulan yang dihasilkan dari pengamatan atau

analisis.


8

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Teori Balok Sederhana

Sebuah balok atau batang apabila diberi gaya yang tegak lurus terhadap

garis sumbu atau porosnya dan ditempatkan tumpuan di kedua sisi ujungnya

akan mengalami hal-hal sebagai berikut:

2.1.1 Gaya reaksi tumpuan

Adalah gaya reaksi yang diberikan oleh tumpuan terhadap beban

yang di tumpunya. Besarnya gaya reaksi tumpuan adalah tergantung dari

beban dan jarak yang diberikan. Hubungan beban dan jarak dengan

kondisi gaya P berada pada jarak L/2 adalah sebagai berikut:

Gambar 2.1 Gaya reaksi tumpuan

Dari keadaan tersebut kita dapat menggambarkan lebih sederhana

lagi dalam bentuk diagram benda bebas (DBB) sebagai berikut:

L/2 L/2


9

Gambar 2.2 Diagram benda bebas

RA dan RB adalah gaya reaksi tumpuan yang nilainya dapat dicari dengan

persamaan hukum Newton 1.

ΣFx = 0

Rax = 0 (tidak ada gaya yang bekerja dalam arah x)

ΣMA = 0

RB.L – P( 𝐿

2 ) = 0

RB = 𝑃

2

ΣFy= 0

RAy – 𝑃

2 + RB = 0

RAy = 𝑃

2

Setiap tumpuan akan memberikan reaksi yang berbeda-beda

tergantung dari jenis tumpuan yang digunakan. Berikut adalah jenis

tumpuan dan gaya reaksi tumpuannya yang sering digunakan.

a) Tumpuan Pin (Engsel)

Tumpuan yang berpasak mampu melawan gaya yang bekerja

dalam setiap arah pada bidang. Jadi pada umumnya reaksi pada suatu

tumpuan seperti ini mempunyai dua komponen yang satu dalam arah

horizontal dan yang lainnya dalam arah vertikal seperti pada gambar di

bawah ini.

L/2 L/2


10

F

RAX

Gambar 2.3 Tumpuan engsel Gambar 2.4 DBB Tumpuan engsel

b) Tumpuan Rol

Tumpuan Rol merupakan tumpuan yang mampu menahan gaya

dalam arah tegak lurus terhadap bidang atau sumbu batangnya saja.

Tumpuan ini tidak bisa menahan gaya dari yang sejajar terhadap bidang

atau sumbu batang.

F

Gambar 2.5 Tumpuan rol

F

RAy

Gambar 2.6 DBB tumpuan rol

F

RAy


11

c) Tumpuan Jepit

Tumpuan jepit ini mampu melawan gaya dalam setiap arah, baik

arah vertikal dan horizontal dan juga mampu melawan suatu kopel atau

momen.

F

Gambar 2.7 Tumpuan jepit

F

Gambar 2.8 DBB tumpuan jepit

(sumber : bundel T-beam kelompok 4)

2.1.2 Gaya dalam

Pada gambar 2.2 jika kita potong di antara jarak gaya sepanjang x

maka akan kita dapatkan gaya-gaya dalam dari batang tersebut. Gaya

dalam tersebut adalah gaya normal (N), gaya lintang (V) dan momen (M).

Dengan menggunakan persamaan yang sama akan kita peroleh diagram

dari gaya-gaya tersebut.

Gambar 2.9 Batang yang dipotong sepanjang x

Pot 1 Pot 2

L/2 L/2

RAx

M RAy


12

M

M

x

x

P

Setelah dipotong maka diperoleh DBB sebagai berikut:

dbb potongan 1

; 0 < x ≤ L

2

Gambar 2.10 DBB potongan 1

ΣFx = 0

N = 0

ΣFy= 0

𝑃

2 – V = 0

V = 𝑃

2

ΣMx = 0

M – 𝑃

2 (x) = 0

x = 0 maka M = 0

x = 𝐿

2 maka M =

𝑃𝐿

4

Dbb potongan 2

Gambar 2.11 DBB potongan 2

RA

V

N

N

RA

V

; L

2 ≤ x ≤ L


13

N (N)

N (N)

ΣFx = 0

N = 0

ΣFy= 0

𝑃

2 – P – V = 0

V = - 𝑃

2

ΣMx = 0

M + P( x – 𝐿

2 ) –

𝑃

2 (x)= 0

M = P( x – 𝐿

2 ) –

𝑃

2 (x)

M = 𝑃𝐿

2 –

𝑃

2 (x)

x = 𝐿

2 maka M =

𝑃𝐿

2 –

𝑃𝐿

4

M = - 𝑃𝐿

2

x = 0 maka M = 𝑃𝐿

2 –

𝑃𝐿

2

M = 0

Dari hasil tersebut kita dapat menggambarkan diagram dari gaya-gayanya.

Diagram gaya normal (N)

Gambar 2.12 Diagram gaya normal

0


14

V (N)

( + )

) ( - )

)

𝑃

2

Diagram gaya lintang (V)

Gambar 2.13 Diagram gaya lintang

Diagram momen

M(N.m)

Gambar 2.14 Diagram momen

2.1.3 Tegangan lentur (σ )

Tegangan lentur adalah tegangan atau gaya yang disebabkan oleh

adanya gaya dalam akibat momen lentur.

Teganga lentur dapat dihitung dari persamaan :

σ = 𝑀𝐶

𝐼 ……………………………….(2.1)

dimana :

σ = tegangan lentur (N

m2)

M = momen maksimum (Nm)

0

-

𝑃

2

( + )

𝑃𝐿

4


15

C = jarak dari sumbu netral ke serat paling luar (m)

I = momen inersia (m4)

Untuk momen inersia nilainya tergantung dari bentuk penampang

batang, disini yang digunakan adalah penampang bentuk persegi dengan

begitu dapat digunakan persamaan :

Izz = 𝑏.ℎ3

12 …………………….(2.2)

Dimana :

Izz = momen inersia penampang (m4)

b = lebar dari penampang (m)

h = tinggi penampang (m)

2.1.4 Defleksi (Lendutan)

Adalah deformasi balok berupa simpangan titik-titik penampang

sepanjang balok pada arah tegak lurus sumbu longitudinal balok yang

dinyatakan sebagai defleksi y.


16

a b

Gambar 2.15 Ilustrasi lendutan atau defleksi

Besarnya defleksi pada kondisi pembebanan seperti yang

ditunjukan oleh gambar 2.10 dapat diperoleh dengan persamaan :

δ max = 𝑃𝑏 (𝐿2−𝑏2)3/2

9√3 𝐸𝐼𝐿 ………………………...(2.3)

dimana :

δ max = defleksi maksimum (m)

P = gaya (N)

b = jarak pada rentang b (m)

L = jarak total (m)

E = modulus elastisitas bahan (Pa)

I = momen inersia penampang (m4)

(sumber : E.P Popov “Mekanika Teknik Edisi Kedua”)


17

2.2 Module

Module adalah sebuah kontruksi atau bangunan yang digunakan untuk

pengolahan minyak dan gas dan biasanya diinstal di darat dan kapal laut

(kapal khusus). Komponen utama dari module adalah structural (rangka),

piping (pipa), electrical (kelistrikan) dan mechanical.

2.2.1 Structural (Rangka Dasar)

Merupakan bagian utama dari module dimana komponen lain

bertumpu. Dalam perakitan sebuah module, structural adalah komponen

yang paling pertama harus dipersiapkan dan dirakit. Structural itu sendiri

dibagi menjadi 3 bagian yaitu :

Primary : rangka dasar atau main frame dari sebuah module seperti

deck (lantai module), tiang penyangga (column/universal beam),

diagonal dan horizontal bracing (penguat struktural).

Secondary : biasanya berupa komponen yang menyangga atau

melengkapi komponen lain seperti pipe support (penyangga pipa),

electrical support, instrument support, junction box support,

equipment support (penyangga komponen pendukung), drain box

(penampung air).

Tertiary : komponen pendukung seperti handrail (pegangan

tangan), ladder (tangga), grating (lantai berongga).

2.2.2 Piping (Pipa)

Adalah komponen yang dilalui oleh fluida atau komponen yang

berfungsi untuk mengalirkan fluida dari satu tempat ke tempat lain yang

berada pada satu kawasan.

2.2.3 Electrical (Kelistrikan)

Adalah komponen kelistrikan yang digunakan untuk

mengoperasikan komponen yang menggunakan listrik seperti pompa,

penerangan, heater (pemanas) dan komponen lainnya yang berhubungan

dengan listrik.


18

2.2.4 Mechanical

adalah komponen yang didalamnya terdapat proses mechanical

seperti proses perpindahan panas, perubahan fasa zat, perubahan keadaan

suatu zat misalnya dari panas ke dingin atau sebaliknya. Salah satu yang

tergolong mechanical adalah heater, pompa, kompressor dan sebagainya.

Gambar 2.16 Module BUMI ARMADA PROJECT


Gambar 2.17 Desain module BUMI ARMADA PROJECT



19

Keterangan :

Tabel 2.1 Keterangan warna pada module

NO WARNA KETERANGAN

1 STRUCTURAL

2 PIPING

3 PIPE SUPPORT

4 ELECTRICAL

5 MECHANICAL

2.3 Lifting (pengangkatan)

Yaitu proses pemindahan module yang telah selesai dirakit dari

lapangan menuju kapal yang terlebih dahulu diangkut oleh kendaraan alat

berat. Proses pengangkatan itu sendiri dilakukan oleh crane. crane adalah

mesin yang digunakan untuk mengangkat beban, memindahkan secara

horizontal dan menurunkannya ke tempat yang dituju dengan jangkauan

terbatas. Adapun komponen-komponen lifting adalah sebagai berikut :

2.3.1 Pesawat Angkat

Adalah seperangkat alat yang digunakan untuk mengangkat,

memindahkan serta menurunkan suatu benda ke tempat lain dengan

jangkauan operasi terbatas. Mesin pemindah bahan dalam

pengoperasiannya dapat bekerja dengan atau tanpa beban sehingga pada

mesin ini selalu terdapat bagian yang berfungsi untuk memegang beban

dimana beban ini dapat dipasang dan dilepaskan kembali. Dalam hal ini

pesawat angkat yang digunakan adalah crawler crane kapasitas 280 ton.


20

Gambar 2.18 Crawler crane kapasitas 280 ton


2.3.2 Spreaderbar

Yaitu alat yang berfungsi untuk meminimalisir/menghilangkan

horizontal force akibat sudut sling. Tetapi ada kondisi dimana spreaderbar

diperlukan karena konfigurasi struktur yang diangkat tidak memungkinkan

untuk memakai cara yg konvensional, bukan masalah rusak ke struktur

tapi biasanya karena sling yang terhalang aksesnya. Spreaderbar yang

digunakan memiliki SWL (safe working load) 50 MT yang artinya batas

angkat maksimum baik pada arah vertikal maupun dengan adanya

pengaruh dari sudut lifting point dan panjang dari spreaderbar yang

digunakan adalah 5,345 m.

Gambar 2.19 Spreaderbar



21

2.3.3 Pad Eye

Adalah komponen yang berfungsi sebagai titik angkat pada module

(lifting point). Pad eye didesain sesuai beban total dari module itu sendiri.

Pada pad eye terjadi perubahan desain dari desain awal.

(b)

(c)

(a)

Gambar 2.20 (a) desain awal pad eye (yang dalam lingkaran merah), (b) desain revisi auto cad,

(c) pad eye sudah jadi.

Sumber : a & b : design drawing M829 BUMI ARMADA PROJECT, c : Gambar diambil saat

kerja praktek.

2.3.4 Shackle

Alat yang berfungsi untuk menghubungkan sling ke lifting point.

Shackle yang digunakan adalah shackle jenis Crosby G2130 bolt type

anchor shackle dengan mampu angkat 8,5 ton (4 buah) dan 17 ton (4

buah)


22

Dalam pemilihan shackle ada istilah WLL (working load limit) dan

SWL (safe working load). WLL adalah batas angkat maksimum dalam

arah vertikal saja sedangkan SWL adalah batas angkat maksimum pada

kondisi tertentu misalnya pada kondisi sling yang tidak tegak lurus

terhadap sumbu horizontal . Pada saat arah vertikal WLL dan SWL adalah

sama.

Gambar 2.21 Crosby G2130 bolt type anchor shackle

Sumber : http://www.certex.co.uk/products/liftinghardware/shackles/

crosby-schackle-g-2130__13051

2.3.5 Sling

Sling merupakan komponen yang menghubungkan antara lifting

point yang satu dengan lifting point yang lainnya kemudian dihubungkan

ke crane hook. Sling yang digunakan adalah sling dengan spesifikasi

Gofort 6x36 Independent Wire Rope Core (IWRC) diameter 26mm

dengan panjang 9,39m dimana MBL (Minimum Breaking Load) 40,7 MT

(metric ton) sebanyak 4 item, diameter 35mm dengan panjang 4,795 m

dengan MBL 75,7 MT sebanyak 1 item, dan diameter 35mm dengan

panjang 5,01m dengan MBL 75,7 MT sebanyak 1 item.

http://www.certex.co.uk/products/liftinghardware/shackles/


23

Gambar 2.22 Gofort 6x36 Independent Wire Rope Core (IWRC)

Sumber : www.goforth.com.my/pop.php? page=wirerope_

performance_tech.

2.4 Keselamatan Pesawat Angkat

Agar proses lifting dapat berjalan dengan lancar maka perlu disusun

keselamatan pesawat angkatnya. Langkah untuk keselamatan pesawat angkat

adalah sebagai berikut:

1) Susun team

Kita menyusun team yang akan bekerja di lokasi. Perencaanaan

yang baik dapat menghindarkan dari bencana. Satu yang diperlukan untuk

melakukan suatu pengangkatan adalah komunikasi dan kordinasi antara

personil satu dengan yang lainnya agar tidak terjadi kesalahan saat proses

pengangkatan berlangsung dan ini membutuhkan orang yang kompeten di

bidang lifting.

2) Cari informasi yang dibutuhkan

Cek ke lapangan untuk kondisi aktual agar memahami apa yang

akan dibutuhkan nantinya. Salah satu informasi yang dibutuhkan adalah

melihat akses point untuk posisi crane dan barang yang akan diangkat

nantinya (beban total dan kontruksinya). Kondisi akses atau jalan crane

nantinya digunakan untuk pemilihan jenis crane yang tepat. Hal yang

perlu untuk diketahui antara lain:

http://www.goforth.com.my/pop.php?page=wirerope_performance_tech


24

Deskripsi pengangkatan, barang yang diangkat berupa apa tipenya,

apakah vessel, framing atau mesin?

Berat, apakah berat bersih dan berat kotornya sudah diketahui, dan

pastikan sudah ada safety factor. Safety factor untuk crane adalah

25% artinya mampu angkat maksimum dari crane adalah 75% dari

mampu angkat total maksimum (berdasarkan spesifikasi crane).

misalnya crane dengan kapasitas 100 ton maka beban maksimum

yang diperbolehkan untuk diangkat adalah 75 ton.

Jumlah crane yang dibutuhkan, ada kondisi dimana barang tesebut

sebenarnya dapat diangkat dengan satu crane, tapi karna kontruksinya

yang besar sehigga membutuhkan 2 crane atau lebih.

Dimensi, Apakah sudah diketahu letak titik berat dari barang yang

akan diangkat. Titik berat digunakan sebagai acuan penempatan lifting

point, pemilihan lifting equipment seperti sling dan shackle.

Lifting points, apakah sudah sesuai maksudnya disini adalah apakah

nanti barang yang akan diangkat tidak dalam kondisi miring sewaktu

diangkat.

3) Pemilihan Crane

Dari informasi yang telah diperoleh selanjutnya akan dilakukan

proses pemilihan crane. Yang harus diperhatikan dalam pemilihan crane

ini adalah :

Sertifikat yang masih berlaku (untuk melihat crane masih layak

digunakan atau tidak)

Kemampuan dan batas kapasitas angkat dari setiap jenis crane

4) Pemilihan Lifting Equipment

Lifting Equipment disini adalah wire rope sling, shackle, chain sling,

webbing sling, dan lain-lain (sesuai kebutuhan).

Hal yang diperhatikan :

Safe working load (SWL) dan working load limit (WLL) dari

aksesoris yang akan digunakan.

sudut penempatan aksesoris perlu dihitung.


25

Yang terakhir, dalam setiap pengangkatan yang berat (heavy lifting)

agar selalu diadakan tool box meeting untuk menggambarkan kondisi pada

saat itu, sehingga informasi ini akan sampai ke semua orang yang terlibat.

2.5 Weighing

Adalah proses penimbangan berat. Jenis timbangan yang digunakan

adalah digital load cell yang terdiri dari 4 load cell yang dihubungkan dengan

perangkat elektronik yang dilengkapi dengan monitor untuk membaca hasil

penimbangan berat pada setiap load cell.

Gambar 2.23 Digital load cell

Sumber : http://www.gecscales.com/products/aircraft-

scales/load-cell-kit-brainweigh-2000


26

Adapun posisi atau letak dan hasil dari setiap load cell adalah sebagai berikut:

Gambar 2.24 Titik letak load cell


Tabel 2.2 Jarak titik load cell pada sumbu x

cell x (from reference point ) COG

1 925mm

3612 mm

2 6863 mm

3 6863 mm

4 925 mm

LC 1

LC 2 LC 4

LC 4 LC 1

0

X Y

LC 3

Z


27

Tabel 2.3 Jarak titik load cell pada sumbu y

cell y (from reference point ) COG

1 130 mm

2610 mm

2 130 mm

3 4870 mm

4 4870 mm

Tabel 2.4 Hasil weighing

cell weight

1 8,70 ton

2 7,18 ton

3 7,21 ton

4 9,49 ton

total 32,58 ton


28

BAB III

TEGANGAN DAN DEFLEKSI

3.1 Desain Lifting Plan dan Spesifikasi Lifting Equipment

Gambar 2.25 Desain lifting plan

Sumber : Design drawing M829 BUMI ARMADA PROJECT


29

*nilai dari berat total, jarak titik berat (COG) dan spesifikasi lifting equipment

didasarkan atas perhitungan berat perkomponen secara teoritis bukan aktual

(menggunakan software dari perusahaan)


30

3.2 Tegangan dan Defleksi

beam 1

beam 4

beam 2beam 3

crane hook

sling 1sling 2

sling 4sling 3

sling 5 sling 6

spreader bar

8,7 ton

7,18 ton

7,21ton

9,49 ton

32,58 ton

2,687m

3,251 m2,39 m

2,61 mA

B

C

D

E

F

G

71º

71º

71º

Gambar 2.26 Penyederhanaan gambar desain lifting plan

Pada gambar di atas, beban pada titik A terdistribusi ke batang AB dan

batang DA, begitu juga beban pada titik B terdistribusi ke batang AB dan

batang BC, beban pada titik C terdistribusi ke batang BC dan batang CD,

beban pada titik D terdistribusi ke batang CD dan batang DA. Sehingga beban

pada beam 1 = 7,94 ton, beam 2 = 7,195 ton, beam 3 = 8,35 ton, beam 4 =

9,095 ton (dengan asumsi beban terdistribusi secara merata).


31

Tegangan dan defleksi yang dihitung adalah beam 1 dan beam 4

sebagai sample karena beam 4 mengalami beban yang paling besar di antara

beam yang lainnya dan juga tegangan pada seluruh sling dan shackle untuk

memastikan aman atau tidak dengan spesifikasi yang dipilih.

3.2.1 Tegangan dan Defleksi Pada Beam 1

AB

E

G

71° 71°

sling 1

sling 2

sling 5

crane hook

3,251m 2,687 m

7,94 ton

Gambar 2.27 desain lifting plan ditinjau dari beam 1

Di tijau dari batang AB maka bisa digambarkan DBBnya sebagai berikut :

71º 71º

7,94 ton

AB

2,687 m3,251 m

TEB TEA TEAyTEBy

T xEB T xEA

potongan 1 potongan 2

Gambar 2.28 DBB beam 1


32

+ ΣMB = 0

TEAy x 5,938 m = (7940 kg x 9,81 m/s2)x 3,251 m

TEAy = 42644,82 N

(hasil weighing TEAy = 8,7 ton/2 = 4,35 ton = 42673,5 N)

+ ΣFy = 0

(7940 kg x 9,81 m/s2) - 42644,82 N – TEBy = 0

TEBy = 77891,4 N - 42644,82 N

TEBy = 35246,58 N

(hasil weighing TEBy = 7,18 ton/2 = 3,59 ton = 35271,9 N)

TEB = 𝑇𝐸𝐵𝑦

𝑠𝑖𝑛 71

TEB = 35246,58 N

sin 71 = 37277,51 N

Fx (ditinjau dari sisi B)

TEBx = TEB cos 71

TEBx = 37277,51 N cos 71 = 12136,37 N

TEA = 𝑇𝐸𝐴𝑦

𝑠𝑖𝑛 71

TEA = 42644,82 N

sin 71 = 45102,04 N

Fx (ditinjau dari sisi A)

TEAx = TEA cos 71

TEAx = 45102,04 N cos 71 = 14683,78 N

* Dari hasil perhitungan di atas menunjukan adanya perbedaan antara gaya secara

perhitungan dengan aktualnya. Hal tersebut dikarenakan jarak COG (centre of

gravity) secara teori dan weighing berbeda. Perhitungan di atas mengikuti jarak

dari hasil weighing. Secara teori untuk jarak 3,251 m seharusnya adalah 3,2531 m

dan untuk jarak 2,687 m seharusnya adalah 2,6849 m.


33

DBB potongan 1 :

71º

B

TEBTEBy

TEBx

x

N

M

V

Gambar 2.29 DBB potongan 1 pada beam 1

ΣFy = 0

V = TEBy

V = 35246,58 N

Fx (di tinjau dari sisi B)

N = TEBx

N = 12136,37 N

+ ΣMx = 0

-TEBy. x + Mx = 0

Mx = TEBy . x

Momen pada x = 0

Mx = 0

Momen pada x = 3,251 m

Mx = 35246,58 N x 3,251 m

Mx = 114586,63 Nm

0< x ≤ 3,251 m


34

DBB potongan 2

71º

7,94 ton

B

TEBTEBy

TEBx

x v

N

M

3,251m x 5,938m≤ ≤


ΣFy = 0

TEBy - 77891,4 N – V = 0

V = 35246,58 N - 77891,4 N

V = - 42644,82 N

Fx (ditinjau dari sisi B)

N = TEBx

N = 12136,37 N

+ ΣMx = 0

-TEBy. x + 77891,4 N(x - 3,251) + Mx = 0

Mx = TEBy. x - 77891,4 N(x- 3,251)


Mx = 35246,58 N x 3,251 m - 77891,4 N x(3,251m- 3,251m)

Mx = 114586,63 Nm

Momen pada x = 5,938m

Mx = (35246,58 N x5,938 m) - 77891,4 N x(5,938m- 3,251m)

Mx = 209294,19 Nm – 209294,19 Nm

Mx = 0


35

Diagram gaya

1) Diagram gaya normal (N)

12136,37 N

(+)

3,251 m 2,687 m

Gambar 2.31 Diagram gaya normal pada beam 1

2) Diagram gaya lintang (V)

35246,58 N

3,251 m 2,687 m

- 42644,82 N

(+)

(-)

Gambar 2.32 Diagram gaya lintang pada beam 1


36

3) Diagram momen (M)

3,251 m 2,687 m

114586,63 Nm

(+)

Gambar 2.33 Diagram momen pada beam 1

Dimensi Penampang

47

2,2

mm

283,1 mm

13,6 mm

22,1 mm

22,1 mm

42

8 m

m

Gambar 2.34 dimensi penampang beam 1

Data dimensi penampang diperoleh dari buku katalog material Continantal Steel

Universal Beam W18 x 97 (lampiran halaman 60)


37

Momen Inersia Penampang

1

2

3

d1

d3

d2 = 0

Z

Y

Z

Ῡ

Gambar 2.35 Momen inersia penampang

Karena benda simetris maka titik beratnya ada pada titik tengah benda 2 yaitu

pada Ῡ = 236,1 mm dan Z = 141,55 mm.

Momen inersia (Izz) = Izz1 + Izz 2 + Izz3

Izz = ( 𝑏1ℎ1

3

12 + d1

2.A1) + ( 𝑏2ℎ2

3

12 + d2

2.A2) + ( 𝑏3ℎ3

3

12 + d3

2.A3)

=[ 0,2831 m x (0,0221 m)3

12 + (0,225m)2.(0,2831m x 0,0221m)]

+[( 0,0136m x (0,428m)3

12 + 02 (0,0136m x 0,428m)] +[

0,2831 m x (0,0221 m)3

12

+ (0,225m)2.(0,2831m x 0,0221m)]

= 3,169x10-4 m4 + 8,88x10-5 m4 + 3,169x10-4 m4

Izz = 7,226 x 10-4m4


38

Tegangan lentur

σ max= 𝑀𝐶

𝐼 ; C1 = C2 = Cmax= 0,2361 m

σ max = 114586,63 Nm x 0,2361 m

7,226 x 10−4 𝑚4

σ max = 37439666,96 Pa = 37,44 MPa (tegangan lentur yang diizinkan 355

MPa)

Defleksi

δmax = 𝐹𝑏(𝐿2−𝑏2)3/2

9√3𝐸𝐼𝐿

δmax = 77891,4 N x 2,687 m ((5,938 𝑚)2−(2,687 𝑚)2)3/2

9√3 𝑥 200𝑥109 𝑁

𝑚2 𝑥 7,266𝑥10−4 𝑚4 𝑥 5,938𝑚

δmax = 8,6048x 10-4m = 0,86 mm (defleksi yang diizinkan = 9,91 mm)

Tabel 2.5 Hasil perhitungan pada beam 1

Ftotal 77891,4 N

TEAy 42644,82 N

TEA 45102,04 N

TEBy 35246,58 N

TEB 37277,51 N

TEBx 12136,37 N

TEAx 14683,78 N

σmax 37439666,96 Pa = 37,44 MPa

δmax 8,6048x 10-4m = 0,86 mm

Dari hasil perhitungan diatas jumlah gaya pada sumbu x tidak sama

dengan nol, artinya benda tidak statik yang menyebabkan module akan miring

ke sebelah kiri saat di angkat.


39

3.2.2 Tegangan dan Defleksi Pada Beam 4

DA

sling 4

sling 1

sling 5

crane hook

2,61m 2,39 m

9,095 ton

sling 6

E F

G

60°64°

Gambar 2.36 Desain lifting ditinjau dari beam 4

Ditinjau dari batang AD maka DBBnya adalah sebagai berikut:

DA

2,61m 2,39 m

9,095 ton

TEA TDF

potongan 1 potongan 2

Gambar 2.37 DBB beam 4


40

F = 9095 kg x 9,81 m/s2 = 89221,95 N

TEA = TEAy = 42644,82 N (sudah dihitung pada beam 1)

+ ΣFy = 0

TDF = F – TEA

TDF = 89221,95 N - 42644,82 N

TDF = 46577,13 N

(Hasil weighing = 9,49 ton/2 = 4,745 ton = 46548,45 N)

DBB potongan 1

A

TEA

x

N

M

V

0< x 2,61 m≤


ΣFx = 0

N = 0 (tidak ada gaya yang bekerja pada sumbu x)

+ ΣFy = 0

TEA – V = 0

V = TEA

V = 42644,82 N

+ ΣMx = 0

TEA(x) – Mx = 0

Mx = TEA(x)


41

Momen pada x = 0

Mx = 42644,82 N (0)

Mx = 0


Mx = 42644,82 N ( 2,61m)

Mx = 111302,98 Nm

DBB potongan 2

A

TEA

x

N

M

V

2,61 x 5 m≤ ≤

9,095 ton


F = 9095 kg x 9,81 m/s2 = 89221,95 N

ΣFx = 0

N = 0 (tidak ada gaya yang bekerja pada sumbu x)

+ ΣFy = 0

TEA – F – V = 0

V = TEA – F

V = 42644,82 N - 89221,95 N

V = - 46577,13 N

+ ΣMx = 0

TEA(x) – F(x – 2,61) – Mx = 0

Mx = TEA(x) - F(x – 2,61)


42

Momen pada x = 2,61m

Mx = 42644,82 N (2,61m) - 89221,95 N (2,61m – 2,61m)

Mx = 111302,98 Nm

Momen pada x = 5 m

Mx = 42644,82 N ( 5m) - 89221,95 N (5m – 2,61m)

Mx = 213224,1 Nm - 213224,1 Nm

Mx = 0

Diagram gaya

1) Diagram gaya lintang (V)

42644,82 N

2,61 m 2,39 m

- 46577,13 N

(+)

(-)

Gambar 2.40 Diagram gaya normal pada beam 4


43

4) Diagram momen (M)

2,61 m 2,39 m

111302,98 Nm

(+)

Gambar 2.41 Diagram momen pada beam 4

Dimensi Penampang

Dimensi penampang beam 4 sama dengan dimensi penampang beam 1

dengan begitu maka momen inersia penampang beam 4 sama dengan momen

inersia penampang beam 1

Tegangan lentur

σ max= 𝑀𝐶

𝐼 ; C1 = C2 = Cmax= 0,2361 m

σ max = 111302,98 Nm x 0,2361 m

7,226 x 10−4 𝑚4

σ max = 36366777,72 Pa = 36,36 MPa (tegangan lentur yang diizinkan 355

MPa)


44

Defleksi

δmax = 𝐹𝑏(𝐿2−𝑏2)3/2

9√3𝐸𝐼𝐿

δmax = 89221,95 N x 2,39 m ((5 m)2−(2,39 m)2)3/2

9√3 x 200x109 N

m2 x 7,266x10−4 m4 x 5m

δmax = 1,596x 10-3m = 1,596 mm (defleksi yang diizinkan = 7,48 mm)

Tabel 2.6 Hasil perhitungan pada beam 4

F 89221,95 N

TEA 42644,82 N

TFD 46577,13 N

σmax 36366777,72 Pa = 36,36 MPa

δmax 1,596x 10-3m = 1,596 mm


45

3.2.3 Tegangan Pada Sling 1, 2, 3 dan 4

Ditinjau dari sling 1, 2, 3 dan 4 maka DBBnya adalah sebagai berikut:

Gambar 2.42 Desain lifting ditinjau dari sling 1, 2, 3 dan 4

TAE = 𝐹

𝑠𝑖𝑛 71˚

TAE =

8700kg x 9,81 m/s2

sin 71˚

TAE = 90264,75 N

𝜎𝑇𝐴𝐸= 𝑇𝐴𝐸

𝐴 ; Dsling = 26mm = 0,026m

𝜎𝑇𝐴𝐸=

𝑇𝐴𝐸

𝜋𝐷2

4

𝜎𝑇𝐴𝐸= 90264,75 N

3,14 x (0,026m)2

4

𝜎𝑇𝐴𝐸= 170099027,6 Pa = 170,09 MPa

beam 1

beam 4

beam 2beam 3

8,7 ton

7,18 ton

7,21ton

9,49 ton2,687m

3,251 m2,39 m

2,61 mA

B

C

D

71º

71º

71º71º

TBC

TCF TDF

TAE


46

TBC = 𝐹

𝑠𝑖𝑛 71˚

TBC = 7180kg x 9,81 m/s2

sin 71˚

TBC = 74494,35 N

𝜎𝑇𝐵𝐶= 𝑇𝐵𝐶

𝐴 ; Dsling = 26mm = 0,026m

𝜎𝑇𝐵𝐶=

𝑇𝐵𝐶

𝜋𝐷2

4

𝜎𝑇𝐵𝐶=

74494,35 N

3,14 x (0,026m)2

4

𝜎𝑇𝐵𝐶= 140380563 Pa = 140,38 MPa

TCF = 𝐹

𝑠𝑖𝑛 71˚

TCF = 7210kg x 9,81 m/s2

sin 71˚

TCF = 74805,61 N

𝜎𝑇𝐶𝐹=

𝑇𝐶𝐹

𝐴 ; Dsling = 26mm = 0,026m

𝜎𝑇𝐶𝐹=

𝑇𝐶𝐹

𝜋𝐷2

4

𝜎𝑇𝐶𝐹=

74805,61 N

3,14 x (0,026m)2

4

𝜎𝑇𝐶𝐹= 140967116,4 Pa = 140,96 MPa

TDF = 𝐹

𝑠𝑖𝑛 71˚

TDF = 9490kg x 9,81 m/s2

sin 71˚

TDF = 98461,2 N

𝜎𝑇𝐷𝐹=

TDF

A ; Dsling = 26mm = 0,026m

𝜎𝑇𝐷𝐹=

TDF

πD2

4

𝜎𝑇𝐷𝐹 =

98461,2 N

3,14 x (0,026m)2

4

𝜎𝑇𝐷𝐹 = 185544793,3 Pa = 185,54 MPa


47

Tabel 2.7 Hasil perhitungan pada sling 1, 2, 3 dan 4.

Simbol Keterangan Dalam Newton (N) Dalam ton

TAE Gaya pada sling 1 90264,75 N 9,2 ton

𝜎𝑇𝐴𝐸 Tegangan sling 1 170,09 MPa -

TBC Gaya pada sling 2 74494,35 N 7,59 ton

𝜎𝑇𝐵𝐶 Tegangan sling 2 140,38 MPa -

TCF Gaya pada sling 3 74805,61 N 7,62 ton

𝜎𝑇𝐶𝐹 Tegangan sling 3 140,96 MPa -

TDF Gaya pada sling 4 98461,2 N 10,03 ton

𝜎𝑇𝐷𝐹 Tegangan sling 4 185,54 Mpa -

*Sling yang digunakan pada sling 1, 2, 3 dan 4 adalah sling dengan kapasitas

angkat 40,7 ton sedangkan pembebanan terbesar yang terjadi hanya 10,03 ton

sehingga sling tersebut sangat aman digunakan pada proses lifting.

3.2.4 Gaya Yang Bekerja Pada Shackle 1, 2, 3 dan 4.

Tabel 2.8 Gaya Yang Bekerja Pada Shackle 1, 2, 3 dan 4.

Simbol Keterangan Dalam Newton (N) Dalam ton

TAE Shackle 1 90264,75 N 9,2 ton

TBC Shackle 2 74494,35 N 7,59 ton

TCF Shackle 3 74805,61 N 7,62 ton

TDF Shackle 4 98461,2 N 10,03 ton

*Shackle yang digunakan pada shackle 1, 2, 3 dan 4 adalah shackle dengan

mampu angkat 8,5 ton sehingga shackle 1 dan 4 tidak aman karena beban yang

terjadi di atas kapasitas angkatnya.


48

3.2.5 Tegangan Pada Spreaderbar dan Sling 5 dan 6

DBB spreaderbar :

64° 60°

TEGTFG

15,88 ton 16,7 ton

TEGy

TEGx

TFGy

TFGx

E F

Gambar 2.43 DBB spreaderbar

Dimensi spreaderbar :

Outside diameter (OD) = 273,1mm = 0,273 m

Inside diameter (ID) = 254,5 = 0,254 m

Panjang (L) = 5,345m

Gaya-gaya pada titik E

F = 15880kg x 9,81m/s2

F = 155782,8 N

TEGy = F = 155782,8 N

TEG = 𝐹

𝑠𝑖𝑛 64

TEG = 155782,8N

𝑠𝑖𝑛 64

TEG = 173324,24 N = 17,66 ton


49

Tegangan sling 5

𝜎𝑇𝐸𝐺 = 𝑇𝐸𝐺

𝐴 ; Dsling = 35mm = 0,035

𝜎𝑇𝐸𝐺 = 𝑇𝐸𝐺

𝜋𝐷2

4

𝜎𝑇𝐸𝐺=

173324,24 N

3,14(0,035m)2

4

𝜎𝑇𝐸𝐺= 180240987,9 Pa = 180,24 Mpa

TEGx = TEG cos 64

TEGx = 173324,24N cos 64

TEGx = 75980,34 N

Gaya yang bekerja pada titik F

F = 16700kg x 9,81m/s2

F = 163827 N

TFGy = F = 163827 N

TFG = 𝐹

𝑠𝑖𝑛 64

TFG = 163827𝑁

𝑠𝑖𝑛 60

TFG = 189171,12 N = 19,28 ton

Tegangan sling 6

𝜎𝑇𝐹𝐺= 𝑇𝐹𝐺

𝐴 ; Dsling = 35mm = 0,035

𝜎𝑇𝐹𝐺= 𝑇𝐹𝐺

𝜋𝐷2

4

𝜎𝑇𝐹𝐺=

189171,12 N

3,14(0,035m)2

4

𝜎𝑇𝐹𝐺= 196720260 Pa = 197,72 Mpa

TFGx = TFG cos 60

TFGx = 189171,12 N cos 60

TFGx = 94585,56 N


50

Defleksi aksial pada spreaderbar

Pada sisi E spreaderbar menerima gaya tekan sebesar 75980,34 N

dan disisi F spreaderbar menerima gaya tekan sebesar 94585,56 N.

Dari hasil tersebut sudah jelas bahwa spreaderbar tidak statik

tetapi dinamik, sehingga gaya yang akan menyebabkan defleksi

aksial adalah sebesar gaya pada sisi E, sisa gaya pada sisi F yang

akan menyebabkan spreaderbar bergerak (dinamik). Jadi defleksi

aksial yang terjadi adalah :

∆ = 𝐹𝐿

𝐴𝐸

∆ = 𝐹𝐿

( 𝜋𝑂𝐷2

4 −

𝜋𝐼𝐷2

4 ) 𝐸

∆ = 75980,34 N x 5,345m

( 3,14 (0,271𝑚)2

4 −

3,14(0,254𝑚)2

4 )200𝑥109 𝑁

𝑚2

∆ = 406114,91Nm

7529720000𝑁

∆ = 5,3934 x 10-5 m = 0,053mm

Tegangan spreaderbar

σ = F

A

σ = F

( 𝜋𝑂𝐷2

4 −

𝜋𝐼𝐷2

4 )

σ = 75980,34 N

( 3,14 (0,273𝑚)

2

4 −

3,14(0,263𝑚)2

4 )

σ = 18057880,98 Pa = 18,1 Mpa


51

Tabel 2.9 Hasil perhitungan dari spreaderbar, sling 5 dan sling 6

Simbol Keterangan

TEG Gaya pada sling 5 173324,24 N 17,66 ton

𝜎𝑇𝐸𝐺 Tegangan sling 5 180,24 Mpa -

TEGx Gaya spreaderbar pada sisi E 75980,34 N 7,74 ton

TFG Gaya pada sling 6 189171,12 N 19,28 ton

𝜎𝑇𝐹𝐺 Tegangan sling 6 197,72 Mpa -

TFGx Gaya spreaderbar pada sisi F 94585,56 N 9,64 ton

∆ Defleksi aksial spreaderbar 0,053mm -

σ Tegangan spreaderbar 18,1 Mpa -

3.2.6 Gaya yang bekerja pada shackle 5, 6, 7 dan 8

Tabel 2.10 Gaya yang bekerja pada shackle 5, 6, 7 dan 8.

Shackle Dalam Newton (N) Dalam ton

Shackle 5 155782,8 N 15,88 ton

Shackle 6 163827 N 16,7 ton

Shackle 7 173324,24 N 17,66 ton

Shackle 8 189171,12 N 19,28 ton

* Shackle yang digunakan pada shackle 5, 6, 7 dan 8 adalah shackle dengan

mampu angkat 17 ton sehingga shackle 7 dan 8 tidak aman karena beban yang

terjadi di atas kapasitas angkatnya.


52

BAB IV

ANALISA DAN KESIMPULAN

4.1 Analisa

1) Shackle yang digunakan pada lifting point 1, 2, 3 dan 4 saat lifting plan

adalah shackle dengan spesifikasi SWL (safe working load) 8,5 ton. Dari

hasil perhitungan beban tarik maksimum terjadi pada shackle di lifting

point 4 sebesar 10,03 ton. Jadi jika spesifikasi pada lifting plan diterapkan

pada saat berlangsungnya proses pengangkatan pasti akan mengalami

kegagalan.

2) Shackle yang digunakan pada lifting point 5, 6, 7 dan 8 saat lifting plan

adalah shackle dengan spesifikasi SWL (safe working load) 17 ton. Dari

hasil perhitungan beban tarik maksimum terjadi pada shackle di lifting

point 8 sebesar 19,28 ton. Jadi jika spesifikasi pada lifting plan diterapkan

pada saat berlangsungnya proses pengangkatan pasti akan mengalami

kegagalan

3) Kemungkinan terjadi korupsi atau kesalahan perhitungan dalam

menentukan spesifikasi sling yang digunakan. Hal itu akan menjadi

pemborosan jika spesifikasi yang digunakan pada lifting plan diterapkan

pada proses pengangkatan. Pada saat lifting plan, sling yang dipilih adalah

sling dengan mampu angkat 40,7 ton (untuk sling 1, 2, 3 dan 4).

Sementara beban maksimum yang terjadi hanya 10,03 ton. Jadi dengan

sling diameter 13mm kapasitas angkat 10,4 ton saja sudah cukup, begitu

juga dengan sling 5 dan 6 spesifikasi sling yang digunakan adalah sling

dengan mampu angkat 75,7 ton sementara beban maksimum yang terjadi

hanya 19,28 ton, artinya dengan sling diameter 19mm kapasitas angkat

23,2 ton saja sudah cukup


53

4) Dari perhitungan pada beam 1 dan beam 4 yang diambil sebagai sample

seharusnya gaya pada sumbu x yang ada pada kedua ujung beam sama

agar pada saat diangkat module tidak miring dan aman. Gaya yang tidak

sama di kedua ujung beam pada sumbu x dikarenan pemberian sudut sling

terhadap garis horizontal yang tidak tepat dan begitu juga sudut sling pada

spreaderbar.

5) Perbedaan berat total secara perhitungan dengan menggunakan software

dari perusahaan adalah 35,4 ton dan hasil penimbangan 32,58 ton hal

tersebut berbeda mungkin dikarenakan oleh kesalahan input data pada

software karena komponen module yang banyak, perubahan desain saat

perakitan (material kepanjangan sehingga dipotong).


54

4.2 Kesimpulan

1) Spesifikasi shackle yang dipilih saat desain lifting tidak memenuhi standar

keamanan.

2) Terdapat berbedaan letak titik COG (Centre Of Gravity) dan berat total

module antara hasil perhitungan software dengan kondisi aktual

3) Terjadi perubahan desain pad eye dari desain awal karena jika pada desain

awal diterapkan pada proses lifting akan rawan patah akibat adanya jarak

dari lifting point ke frame atau beam.

4) Tegangan terbesar terjadi pada beam 1 yaitu sebesar 37,44 MPa (aman

karena masih berada di bawah tegangan lentur yang diizinkan yaitu sebesar

355 MPa)

5) Hasil perhitungan menunjukan defleksi terbesar terjadi pada beam 4 yaitu

sebesar 1,596mm (aman karena masih berada di bawah defleksi yang

diizinkan yaitu sebesar 7,48 mm)

6) Tegangan pada sling yang terbesar terjadi pada sling 6 yaitu 197,72 Mpa

7) Lifting plan berhasil tanpa terjadi kegagalan (melihat ke lapangan) otomatis

shackle yang digunakan pasti diganti spesifikasinya tetapi saya tidak melihat

saat digantinya.

8) Spreaderbar mengalami perpendekan sebesar 0,053mm

9) Spreaderbar yang digunakan aman karena beban maksimum yang terjadi

pada spreaderbar adalah 19,28 ton dan spesifikasi spreaderbar adalah

kapasitas beban 50 ton.

10) Spreaderbar mengalami tegangan sebesar 18,1 Mpa.


55

SARAN

1. Dari hasil perhitungan saat module diangkat akan miring karena gaya pada

sumbu x frame tidak memenuhi persamaan ΣFx = 0 (TEAx ≠ TEBx ; TEAx =

14683,78 N dan TEBx =12136,37 N) sehingga module akan miring ke

sebelah kiri. Agar module tidak miring maka disarankan sudut pada sisi A

harus diganti dengan sudut 74,39˚, angka ini diperoleh dari :

TEA cos(x) = 12136,37 N

45102,04 cos(x) = 12136,37 N

cos(x) = 12136,37 N

45102,04 N

x = cos-1(0,269)

x = 74,39

2. Spreaderbar akan bergerak ke kiri karena gaya pada sumbu x di sisi F

lebih besar dari sisi E (FE = 75980,34 N dan FF = 94585,56 N). Agar

spreaderbar tidak miring maka sudut pada sisi F harus diganti dengan

sudut 66,31 ˚. Angka ini diperoleh dari :

TFG cos(x) = 75980,34 N

cos(x) = 75980,34 N

189171,12 N

x = cos-1(0,401)

x = 66,31

3. Dari hasil perhitungan gaya pada sling 1, 2, 3 dan 4 disarankan

menggunakan sling dengan spesifikasi IWRC 6x36 diameter 13mm dan

untuk sling 5, 6 disarankan menggunakan sling dengan spesifikasi IWRC

6x36 diameter 19mm. Hal tersebut ditujukan untuk meminimalisir

pengeluaran biaya.

4. Dari hasil perhitungan shackle pada lifting point 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 dan 8

tidak memenuhi standar keamanan. Untuk itu shackle pada lifting point 1,

2, 3, dan 4 hrus diganti shackle dengan SWL 12 ton dan untuk shackle

pada lifting point 5, 6, 7, dan 8 diganti shackle dengan SWL 25 ton.


56

DAFTAR PUSTAKA

1. Kelompok 4. 2013. Bundel T-Beam. Bandung

2. Popov, E.P. 1996. Mekanika Teknik Edisi kedua. Jakarta: Erlangga.

3. GPS. 2013. Design Drawing M829 BUMI ARMADA PROJECT. Batam

4. GPS. 2013. Plan Design Drawing M829 BUMI ARMADA PROJECT. Batam

5. GEC. Load cell kit brainweigh 2000. Dipetik Oktober 26, 2014 dari

http://www.gecscales.com/products/aircraft-scales/load-cell-kit-

brainweigh-2000.

6. Continental Steel Pte Ltd. 2006. Product Handbook Structural Steel 2006

Edition. Singapore.

7. Gofort Corporation SDN BHD. Performance wire rope. Dipetik Okteber 20,

2014 dari http://www.goforth.com.my/pop.php? page=wirerope_

performance_tech.

8. Certex. 2014. Produck Shackle G-2130. Dipetik Oktober 20, 2014 dari

http://www.certex.co.uk/products/liftinghardware/shackles/crosby-

schackle-g-2130__13051.

http://www.goforth.com.my/pop.php?page=wirerope_performance_tech

57

Y

ang d

igun

akan

Y

ang d

isar

ank

an

LAMPIRAN

Katalog Crosby G2130 Bolt Type Anchor Shackle

58

Y

ang d

igun

akan

Y

ang d

isar

ank

an

KATALOG SLING GOFORT 6X36 IWRC

59

Y

ang d

igun

akan

Material Beam

60

Y

ang d

igun

akan

Katalog Beam

61

Y

ang d

igun

akan

Material Spreaderbar

62

Y

ang d

igun

akan

Katalog Spreaderbar

63

Desain Lifting

Laporan Kp Revisi Terakhir

Documents

Transcript of Laporan Kp Revisi Terakhir