Tugas BLP

TUGAS BLP

BANGUNAN LEPAS PANTAI

TUGAS BLPJika diketahui suatu Fixed Offshore Platform (FOP) dengan :

1. Kedalaman laut (Water Depth)=170 m

2. Berat Deck dan Equipment=30.000 ton

3. Jumlah produksi platform=180.000 BOPD

4. Wilayah operasi=Laut Cina Selatan

5. Kondisi cuaca= 8 Beaufort

6. Jarak jangkauan angin (Fetch Length) rata-rata=90 SM

Tentukan :

a. Karakteristik beban lingkungan berupa (angin, gelombang, arus) terhadap Fixed Offshore Platform.

b. Karakteristik beban terhadap Jackets dan Piles maupun jumlahnya Jackets dan Piles, penentuan dimensi konstruksi.

c. Analisa karakteristik soil (properti terhadap rancangan ini dalam menentukan kedalaman Piles Skirt yang akan digunakan).

d. Analisa mekanika terhadap struktur dan Fixed Offshore Platform.Jawaban :Untuk menjawab persoalan tersebut maka kita harus mengetahui beberapa faktor sebagai berikut :

Skala Beaufort :

Beaufort numberWind speedMean wind speed (kt / km/h / mph)DescriptionWave heightSea conditionsLand conditions

ktKm/hmphm/smft

00000-0.20 / 0 / 0Calm00Flat.Calm. Smoke rises vertically.

11-31-61-30.3-1.52 / 4 / 2Light air0.10.33Ripples without crests.Wind motion visible in smoke.

24-67-114-71.6-3.35 / 9 / 6Light breeze 0.20.66Small wavelets. Crests of glassy appearance, not breakingWind felt on exposed skin. Leaves rustle.

37-1012-198-123.4-5.49 / 17 / 11Gentle breeze0.62Large wavelets. Crests begin to break; scattered whitecapsLeaves and smaller twigs in constant motion.

411-1520-2913-185.5-7.913 / 24 / 15Moderate breeze13.3Small waves.Dust and loose paper raised. Small branches begin to move.

516-2130-3919-248.0-10.719 / 35 / 22Fresh breeze26.6Moderate (1.2 m) longer waves. Some foam and spray.Smaller trees sway.

622-2740-5025-3110.8-13.824 / 44 / 27Strong breeze39.9Large waves with foam crests and some spray.Large branches in motion. Whistling heard in overhead wires. Umbrella use becomes difficult.

728-3351-6232-3813.9-17.130 / 56 / 35Near gale413.1Sea heaps up and foam begins to streak.Whole trees in motion. Effort needed to walk against the wind.

834-4063-7539-4617.2-20.737 / 68 / 42Gale5.518Moderately high waves with breaking crests forming spindrift. Streaks of foam.Twigs broken from trees. Cars veer on road.

941-4776-8747-5420.8-24.444 / 81 / 50Severe gale723High waves (6-7 m) with dense foam. Wave crests start to roll over. Considerable spray.Light structure damage.

1048-5588-10255-6324.5-28.452 / 96 / 60Storm929.5Very high waves. The sea surface is white and there is considerable tumbling. Visibility is reduced.Trees uprooted. Considerable structural damage.

1156-63103-11964-7328.5-32.660 / 112 / 70Violent storm11.537.7Exceptionally high waves.Widespread structural damage.

1264-8012074-9532.7-40.873 / 148 / 90Hurricane14+46+Huge waves. Air filled with foam and spray. Sea completely white with driving spray. Visibility greatly reduced.Considerable and widespread damage to structures.

Sumber : Wikipedia, the free encyclopedia Kecepatan angin dalam skala Beaufort 1946 dapat ditentukan dengan formula empiris sebagai berikut :v = 0.836 B3/2 m/sdimana v adalah sama dengan kecepatan angin pada 10 m di atas permukaan, dan B adalah nomor skala Beaufort. Sebagai contoh, B = 9.5 sama degan 24.5 m/s dimana sama dengan nilai batas yang lebih rendah dari 10 Beaufort.

Dari data yang diketahui, kita dapat menentukan jenis anjungan lepas pantai yang sesuai dengan karakterisitik yang ada dalam data. Dalam hal ini, kita mengetahui bahwa daerah yang akan dijadikan untuk tempat exploitasi minyak dan gas adalah :

1) Laut Cina Selatan dengan kondisi kedalaman laut (d) 170 m (sekitar 558 ft), 2) Kondisi cuaca 8 Beaufort (lihat tabel skala Beaufort), 3) Kondisi angin dengan kecepatan (v) 34-40 knots atau 17,2-20,7 m/s (kondisi angin kuat dan kencang), 4) Tinggi gelombang (H) 5,5 m atau 18 ft, serta5) Karakteristik tanah soft clay.Dari data-data tersebut ditentukan jenis anjungan yang digunakan untuk eksploitasi adalah Struktur Steel Jacket Platform. Adapun sebagai referansi ukuran dari bangunan atas struktur anjungan lepas pantai yang akan dihitung, digunakan data struktur bangunan atas dari jenis najungan Jack-up Platform, yakni sebagai berikut :

KFELS B-Class JACKUP RIG 350 ft Water Deep

KFELS B-Class JACKUP RIG 350 ft Water Deep Principal Dimensions

1. Length234 ft

2. Breadth208 ft

3. Hull Depth25 ft

4. Leg Length491 ft

5. Useable Deck Area30,923 ft 2

6. Cantilever movement70x15 ft

7. Spud Can (Flat to Flat)53 ft

8. Fwd - Aft Leg Spacing129 ft

9. Port - Starboard Leg Spacing142 ft

10. Stern - Aft leg center line54 ft

11. Jacking Speed1.5 ft /min

12. Air gap65

13. Penetration15

14. Variable load2313 t

a. Karateristik beban lingkungan yang memperngaruhi berupa gelombang air laut, arus air laut dan angin pada struktur.Beban lingkungan adalah beban yang disebabkan oleh fenomena lingkungan seperti angin, gelombang air laut, arus air laut, pasang-surut laut, gempa bumi, temperatur, es, pergerakan lempeng tanah pada dasar laut, dan perkembangan laut. Beban Angin (Wind Load)Beban angin terjadi pada bagian platform di atas water level, dimana terjadi pada setiap peralatan dan perlengkapan, akomodasi, derrick, dan bagian yang lainnya yang terdapat di atas platform. Parameter penting yang menjadi bagian dalam data penentuan beban angin adalah interval waktu untuk kecepatan angin rata-rata. Untuk kecepatan angin rata-rata yang kurang dari satu menit, kecepatan angin diklasifikasikan sebagai gusts. Untuk kecepatan rata-rata angin rata-rata yang sama dengan atau lebih dari satu menit, kecepatan angin dikalsifikasikan sebagai kecepatan angin sustained.Profil kecepatan angin dapat dianmbil dari API-RP2A [2]:

Vh/VH = (h/H)1/n(1)Dimana :

Vh adalah kecepatan angin pada tinggi h,

VH adalah kecepatan angin pada tinggi H, biasanya 10m diatas water level rata-rata,

1/n adalah 1/13 hingga 1/7, bergantung pada kondisi laut, jarak dari daratan dan interval waktu rata-rata. Untuk gusts kira-kira sama dengan 1/13 dan untuk sustained 1/8 untuk angin dalam laut terbuka.

Dari kecepatan angin untuk desain V(m/s), Gaya angin statis Fw(N) dan luasan area yang dikenai gaya A(m2) dapat kita temukan hubungan sebagai berikut :Fw=

V2 Cs A(2)Dmana := the wind density ( ~ 1.225 Kg/m3)

Cs= the shape coefficient

Cs= 1,5 for beams and sides of buildings,

=0,5 for cylindrical sections

=1,0 for total projected area of platform.

A=Luasan bidang yang mengalami hambatan terhadap angin

Dari data, diketahui :Kecepatan angin (v)=34 40 knot

=17,2 20,7 m/s

Kecepatan angin rata-rata=37 knot

=19,034428 m/s

Tinggi gelombang (H)=18 feet

=5,5 m

Menentukan besar luasan (A) yang terdapat pada bangunan atas dari Jackets Platform diasumsikan sebagai berikut :

I. Bagian depan Deck=Hull Depth x Hull Length

=

25 ft x 234 ft

=7,62 m x 71,3232 m

=543,4828 m2II. Bagian samping Deck=Hull Depth x Hull Breadth

=25 ft x 208 ft

=7,62 m x 63,3984 m

=483,0958 m2III. Seluruh bagian alas Deck =Hull Breath x Hull Length

=208 ft x 234 ft

=63,3984 m x 71,3232 m

=4521,777 m2Perhitungan karakteristik beban angin pada Platform dengan variasi keceptan angin dalam kondisi cuaca 8 Beaufort (kecepatan angin antara 17,2-20,7 m/s). Perhtungan diakuan dengan variasi kecepatan angin 16 m/s sampai 21 m/s.Dalam NBagian Jack-UpVariasi Kecepatan Angin (m/s)

161718192021

Depan127827,155144304,874161781,242180256,261199729,929220202,247

Samping113624,132128270,993143805,542160227,78177537,707195735,321

Alas354507,317400205,526448673,323448673,323448673,323448673,323

Total595958,604672781,392754260,108789157,364825940,958864610,891

Dalam kNBagian Jack-UpVariasi Kecepatan Angin (m/s)

161718192021

Depan127,827144,305161,781180,256199,730220,202

Samping113,624128,271143,806160,228177,538195,735

Alas354,507400,206448,673448,673448,673448,673

Total595,958604672,781392754,260108789,157364825,940958864,610891

Dari perhitungan, didapat perkiraan total beban angin (wind load) untuk setiap kecepatan angin. Besarnya :

Kecepatan angin (m/s)Gaya total (kN)

16595,959

17672,781

18754,260

19789,157

20825,941

21864,611

Beban Gelombang Air Laut (Wave Load)Beban gelombang air laut pada struktur anjungan lepas pantai merupakan beban yang terpenting dari semua jenis beban lingkungan dan sangat perlu diperhatikan dalam proses pendesainan struktur bangunan lepas pantai. Gaya yang terjadi pada struktur disebabkan oleh gerakan air laut (berupa gelombang) dimana hal tersebut terjadi karena hembusan angin pada permukaan air laut. Penentua gaya ini memerlukan pemecahan dari dua bagian terpisah, mekipun permasalahannya saling berhubungan. Yang pertama adalah perhitungan kondisi laut dengan menggunakan idealisasi dari profil permukaan gelombang dan kinematika gelombang yang diberikan dalan teori gelombang. Yang ke-dua adalah perhitungan dari gaya gelombang pada setiap struktur sendiri dan pada keseluruhan struktur dari geralan fluida.I. Teori Gelombang

Teori gelombang menggambarkan kinematika gelombang air yang berbasis pada teori potensial. Pada khususnya, untuk melakukan perhitungan atas kecepatan partikel dan percepatannya serta tekanan dinamis sebagai fungsi dari perubahan permukaan pada gelombang air laut. Gelombang diasumsikan memiliki panjang-tinggi, sebagai contoh dapat digambarkan sebagai gelombang dua dimensi, dan dikarakteristikan dengan parameter : Tinggi gelombang (H), Periode (T), dan kedalaman laut (d), seperti ditunjukan dalam gambar.

Gambar sketsa definisi gelombangPada umumnya bentuk gelombang di alam adalah sangat kompleks dan sangat sulit digambarkan secara matematis karena ketidak-linearan, tiga demensi dan mempunyai bentuk yang random ( suatu deret gelombang mempunyai tinggi dan peiode berbeda). Beberapa teori yang ada hanya menggambarkan bentuk gelombang yang sederhana dan merupakan pendekatan gelombang alam. Ada beberapa teori dengan berbagai derajat kekompleksan dan ketelitian untuk menggambarkan gelobang di alam, diantaranya adalah teori Airy, Stokes, Gerstner, Mich, Knoidal dan tunggal. Masing-masing teori mempunyai batasan keberlakuan yang berbeda. Teori Airy merupakan teori gelombang amplitudo kecil, sedangkan yang lain adalah teori gelombang amplitudo terbatas (finite amplitudo wave).Teori yang paling sederhana adalah teori gelombang linear atau teori gelombang amplitudo kecil, yang pertama dikemukakan oleh Airy pada tahu 1845.II. Persamaan Gelombang

Teori gelombang amplitudo kecil dapat diturunkan dari persamaan kontinyuitas untuk aliran tak rotasi (persamaan Laplace) yaitu :

...(3)Dengan :

(4)Kondisi batas di dasar lautdari persamaan tersebut adalah kecepatan vertical nol.

(5)Kondisi batas dari permukaan diperoleh dari persamaan Bernoulli untuk aliran tak mantap.

(6)Dengan g adalah percepatan gravitasi, p adalah tekanan dan adalah rapat massa zat cair.Apabila persamaan tersebut dilinearkan, yaitu dengan mengabaikan u2 dan v2, dan pada permukaan y = , serta mengambil tekanan di permukaan adalah nol (tekanan atmosfer), maka persamaan Bernoulli menjadi :

(7)Dengan anggapan bahwa gelombang adalah kecil terhadap kedalaman, maka kondisi batas di y = 0 adalah kira-kira sama dengan di y = . Dengan anggapan tersebut maka kondisi batas pada permukaan adalah :

(8)Jadi persamaan yang diselesaikan adalah :

i).Persamaan Laplace

(3)ii).Kondisi batas persamaan tersebut adalah :

(5)

(8)Persamaan tersebut diselesaikan untuk mendapat nilai . Berdasarkan nilai tersebut, sifat-sifat gelombang seperti fluktuasi muka air, kecepatan rambat gelombang, kecepatan partikel, dan sebagainya dapat diturnkan.penyelesaian persamaan diferensial tersebut memberikan hasil berikut ini :

(9)Dengan :

=potensial kecepatan

g=pecepatan gravatsi

=frekuensi gelombang

k=angka gelombang

d=kedalaman laut

y=jarak vertical suatu titik yang ditinjau terhadap muka air diamx=jarak horizontal

t=waktuIII. Kecepatan rambat dan panjang gelombang

Komponen vertikal kecepatan partikel pada permukaan air adalah , dimana diberikan oleh persamaan (8), sehingga :

(10)Karena , maka persamaan tersebut dapat dituis menjadi :

(11)Apabila persamaan (9) disubtitusikan kedalam persamaan (11), maka akhirnya didapat :

Untuk gelombang amplitudo kecil, nilai y di permukaan adalah sama dengan di muka air diam, sehingga y = 0, dan persamaan di atas menjadi :

2 = gk Tanh (kd)

(12)oleh karena = kC, maka persamaan (12) menjadi :

(13)Jika nilai disubtitusikan kedalam persamaan (13), didapat :

(14)Persamaan (14) menunjukan laju penjalaran gelombang sebagai fungsi kedalaman air (d) dan panjang gelombang (L).Jika nilai disubtitusikan kedalam persamaan (13),akan didapat nilai C sebagai fungsi T dan d.

(15)Dengan memasukan nilai dan kedalam persamaan (14) akan diperoleh panjang gelombang sebagai fungsi kedalaman.

(16)Dengan menggunakan persamaan (16), jika kedalaman air dan periode gelombang diketahui, maka dengan metode iterasi (cara coba banding) akan didapat panjang gelombang L. Penyelesaian persamaan (16) dapat dibantu dengan pernggunaan tabel L-1 dalam lampiran yang juga dapat digunakan untuk perhitungan cepat rambat gelombang.IV. Kalsifikasi Gelombang Menurut Kedalaman RelatifGelombang dikalsifikasikan berdasarkan kedalaman perairan dan berdasarkan ratio perbandingan kedalaman perairan (d) dengan panjang gelombang (L), d/L, yang diberikan dalam tabel berikut :

d/LBatas nilai kd (2g/L)Jenis Gelombang

>

Gelombang pada perairan dalam (gelombang pendek)

< <

Gelombang pada perairan antara

< 0

Gelombang pada perairan dangkal

Klasifikasi ini dilakukan untuk menyderhanakan rumus-rumus gelombang. Apabila kedalaman reatif d/L adalah lebih besar dari 0,5; nilai Tanh (2d/L) = 1,0 sehingga persamaan (15) dan (16) menjadi :

(17)Dan

(18)Indeks 0 menunjukan bahwa nilai-nilai tersebut adalah untuk kondisi laut dalam. Apabila percepatan gravitasi adalah 9,81 m/s2 maka persamaan (18) menjadi :

L0 = 1,56T2

(19)Apabila kedalaman relative kurang dari 1/20, nilai sehingga persamaan (15) dan (16) menjadi :

(20)

(21)Persamaan (20) dan (21) menunjukan bahwa di laut dangkal, cepat rambat dan panjang gelombang hanya tergantung pada kedalaman air. Untuk kondisi gelombang laut transisi, yaitu jika 1/20 < d/L < 1/2, cepat rambat dan panjang gelombang dihitunga dengan menggunakan persamaan (15) dan (16). Apabila persamaan (15) dibagi dengan persamaan (17) atau (16) dibagi dengan pesamaan (18) akan didapat :

(22)Apabila kedua ruas dari peramaan (22) dikalikan dengan d/L, maka akan didapat :

(23)Persamaan (23) dapat digunakan untuk menghitung panjang gelombang pada setiap kedalaman, apabila panjang gelombang di laut dalam diketahui. Penyelesaian persamaan (23) sangat sulit karena diperlukan literasi yang sangat panjang. Untuk mempermudah hitungan telah dibuat tabel yang disusun berdasarkan persamaan tersebut, seperti disajikan dalam tabel L-1 pada lampiran.

Gambar grafik pemilihan teori gelombang

Gambar orbit partikel dan dinamika dari gelombang dalam teori gelombang linear

Gambar bentuk gelombang berdasarkan kedalamannyaV. Kecepatan dan Percepatan Partikel Zat Cair

Di dalam mempelajari gaya gelombang, perlu diketahui kecepatan dan percepatan pertikel untuk berbagai kedalaman dan waktu (y dan t). Komponen horizontal dan vertical kecepatan partikel air (u dan v) dapt ditentukan berdasarkan persamaan (4) yaitu :

Dengan memasukan nilai dari persamaan (9) ke dalam persamaan diatas akan didapat :

Mengingat :

Maka persamaan tersebut menjadi : Kecepatan horizontal

(24)

Kecepatan Vertical

(25)Dengan mendiferensialkan persamaan (24) dan (25) maka akan diperoleh besarnya percepatan, yaitu :

Percepatan horizontal

(26) Percepatan vertical

(27)VI. Penentuan panjang geombang (L)Dalam perhitungan beban gelombang pada struktur bangunan lepas pantai ini digunakan asumsi periode gelombang, yakni antara 1 s sampai dengan 15 s pada kondisi tinggi gelombang yang sudah ditentukan pada skala Beaufort 8 (yaitu 5,5 m). Dalam perhitungan, pertama-tama dianggap bahwa kondisi laut adalah laut dalam sehingga dipakai rumus persamaan gelombang (19) untuk menentukan panjang gelombang L0, kemudian setelah besarnya L0 diketahui dicari nilai perbandingan d/L0 untuk mencari nilai perbandingan d/L yang sebenarnya. Setelah itu besar dari panjang gelombang sebenarnya (L) dapat dicari dengan mengunakan tabel L-1. dan cepat rambat gelombang dapat dicari dengan persamaan .Periode T (s)Panjang Gelombang L0 (m)d/L0d/LL (m)Cepat Rambat Gelombang C (m/s)

11.56108.9744---

26.2427.2436---

314.0412.1083---

424.966.8109---

539.004.3590---

656.163.0271---

776.442.2240---

899.841.7027---

9126.361.3454---

10156.001.0897---

11188.760.90060.90062188.7617.16

12224.640.75680.75691224.6018.72

13263.640.64480.68817247.0319.00

14305.760.55600.55701305.2021.80

15351.000.48430.48693349.1223.27

VII. Perhitungan beban gelombang linear Perhitungan beban gelombang sebelumnya diawali dengan penggolongan jenis gelombang, apakah berbentuk gelombang sinusoidal dengan meggunakan teori gelombang linear (Airy), teori cnoidal atau teori strokes dengan orde yang lebih tinggi, bergantung pada ratio d/L , dan Ursell Parameter (U) :U=

(28)Jika nilai :U < 15, maka teori gelombang sinusoidal berlaku

U > 15, h/Lo < 0,1 maka teori gelombang knoidal berlaku

U > 15, h/Lo > 0,1 maka kedua teori tidak dapat digunakan

Periode T (s)Panjang Gelombang L0 (m)L (m)Parameter Ursell (U)

11188.76188.760.039887

12224.64224.600.056472

13263.64247.030.068316

14305.76305.200.104277

15351.00349.120.13645

Karena nilai dari perameter Ursell (U) adalah < 15, maka berlaku teori gelombang linear (Sinusoidal).Kemudian untuk menghitung gaya gelombang terhadap strukrur banguan lepas pantai, perlu diketahui dahulu krakteristik gelombang ketika menumbuk struktur, melalui ratio Diameter bangunan yang dilalui oleh gelombang dengan Panjang gelombang (D/L), sebagai berikut :D/L > 1Gelombang dipantulkan dengan sempurna

D/L > 0,2Terjadi pemecahan gelombang (difraksi)D/L < 0,2Gelombang tidak dipengaruhi oleh ukuran strukturD/W > 0,2Gaya inesria dominant (berlaku pada persamaan Morrison)D/W < 0,2Gaya Drag dominant (berlaku pada persamaan Morrison)

Dimana :

D=Diameter dari struktur atau bagian dari struktur

W=Lebar orbit dari partikel gelombang

W=

(29)Rasio perbandingan antara D/L (Diameter banguan Jackets Platform dan Panjang Gelombang) adalah :DaiameterPanjang Geombang L (m)

188.76224.59263.48305.20349.47

0.500.00260.00220.00190.00160.0014

0.750.00400.00330.00280.00250.0021

1.000.00530.00450.00380.00330.0029

1.250.00660.00560.00470.00410.0036

Rasio perbandingan diatas menunjukan bahwa D/L < 0,2 atau memperlihatkan bahwa gelombang tidak dipengaruhi oleh ukuran struktur.Nilai W (Lebar orbit dari partikel gelombang) dan rasio dari D/W ditunjukan pada tabel perhitungan di bawah :Nilai Panjang Geombang L (m)

188.76224.60247.03305.20349.12

d/L00.90060.75680.64480.55600.4843

1.00000.99990.99940.99820.9956

W5.50005.50075.50335.50995.5243

D/W0.500.09090.09090.09090.09070.0905

0.750.13640.13630.13630.13610.1358

1.000.18180.18180.18170.18150.1810

1.250.22730.22720.22710.22690.2263

Pada gelombang linear (gelombang Sinusoidal), free surface (t) yang bekerja pada sumbu z dapat didefinisikan baik dalam :

(30)

(31)Dimana :H=tinggi gelombang=2 x amplitude (a)

k=angka gelombang

L=panjang gelombang

=frekuensi sirkulasi gelombang=

T=periode gelombangGaya Hambat dan Koefisien Drag

Gaya hambat adalah gaya yang ditimbulkan karena adanya aliran steady fluida yang melalui sebuah benda. Besarnya gaya hambat sepanjang nilai z dapat diperoleh melalui sebuah persamaan :

(32)Besarnya gaya hambat pada benda tergantung dari kpefisien drag (CD) benda yang nilainya sangat bergantung dengan nilai Reynold number. Namun untuk geometri benda benda dengan perbandingan lebar (dalam hal ini Diameter atau D) dan Tinggi benda (dalam hai ini kedalaman d) nilai CD = 0.7.Gaya Inersia dan Koefisien MassaGaya inersia adalah gaya dalam aliran fluida yang disebabkan kerena adanya percepatan partikel air yang melewati sebuah benda. Besarnya gaya ini dipengaruhi oleh bentuk atau geometri dari benda yang dilewati fluida, sehingga untuk bentuk geometri tertentu memiliki koefisien massa atau keofisien inersia (CM) tertentu. Besarnya gaya inersia yang berlaku sepanjang nilai z untuk bentuk lingkaran CM = 2.0.Bila gelombang tidak dipengaruhi oleh keberadaan struktur, maka berlaku persamaan Morrsson, dimana besar gaya gelombang sepanjang tinggi amplitude sesaat () hingga Mean Water Level (MWL) yaitu :

(33)

(34)Dengan menggunakan persamaan :kecepatan

Percepatan

Sehingga besarnya kecepatan partikel :Periode T (s)L (m)Kecepatan Partikel Gelombang u

11188.760.278

12224.600.303

13247.030.307

14305.200.353

15349.120.377

Sehingga besarnya percepatan partikel :Periode T (s)L (m)Percepatan Partikel Gelombang a

11188.760.158

12224.600.158

13247.030.148

14305.200.158

15349.120.158

Dengan menggunakan persamaan (33) dapat dicari besarnya gaya gelombang, yaitu :

Untuk diameter leg (D) = 0.50 mPeriode T (s)L (m)Gaya Drag (FD)Gaya Inersia (FI)

11188.7613.822

63.757

12224.6016.443

63.746

13247.0316.949

59.741

14305.2022.30763.641

15349.1225.42863.417


11188.7620.732

143.454

12224.6024.664143.428

13247.0325.424

134.418

14305.2033.461

143.192

15349.1238.141

142.687


11188.7627.643255.029

12224.6032.886254.983

13247.0333.898

238.965

14305.2044.614

254.564

15349.1250.855

253.667


11188.7634.554

398.482

12224.6041.107

398.411

13247.0342.373

373.382

14305.2055.768397.756

15349.1263.569

396.354

Untuk Diameter (D) = 0.50 mSudutFW = FD + FI

T = 11T = 12T = 13T = 14T = 15

013.82216.44316.94922.30725.428

3042.24544.20542.58248.55150.779

4551.99453.29750.71856.15557.556

6058.67159.31655.97560.69261.277

9063.75763.74659.74163.64163.417

12058.67159.31655.97560.69261.277

13551.99453.29750.71856.15557.556

15042.24544.20542.58248.55150.779

18013.82216.44316.94922.30725.428

210-21.512-19.541-17.159-15.090-12.638

225-38.172-36.854-33.769-33.847-32.129

240-51.760-51.095-47.500-49.538-48.564

270-63.757-63.746-59.741-63.641-63.417

300-51.760-51.095-47.500-49.538-48.564

315-38.172-36.854-33.769-33.847-32.129

330-21.512-19.541-17.159-15.090-12.638

36013.82216.44316.94922.30725.428


T = 11T = 12T = 13T = 14T = 15

020.73224.66425.42433.46138.141

3087.27690.21286.27796.69299.950

45111.803113.751107.759117.983119.966

60129.418130.378122.765132.373133.106

90143.454143.428134.418143.192142.687

120129.418130.378122.765132.373133.106

135111.803113.751107.759117.983119.966

15087.27690.21286.27796.69299.950

18020.73224.66425.42433.46138.141

210-56.177-53.216-48.141-46.500-42.738

225-91.071-89.087-82.336-84.522-81.825

240-119.051-118.046-110.053-115.643-114.036

270-143.454-143.428-134.418-143.192-142.687

300-119.051-118.046-110.053-115.643-114.036

315-91.071-89.087-82.336-84.522-81.825

330-56.177-53.216-48.141-46.500-42.738

36020.73224.66425.42433.46138.141


T = 11T = 12T = 13T = 14T = 15

027.64332.88633.89844.61450.855

30148.247152.156144.906160.743164.975

45194.154196.743185.923202.311204.797

60227.772229.043215.424231.612232.395

90255.029254.983238.965254.564253.667

120227.772229.043215.424231.612232.395

135194.154196.743185.923202.311204.797

150148.247152.156144.906160.743164.975

18027.64332.88633.89844.61450.855

210-106.782-102.827-94.058-93.821-88.692

225-166.511-163.857-152.024-157.697-153.942

240-213.950-212.600-198.475-209.305-206.968

270-255.029-254.983-238.965-254.564-253.667

300-213.950-212.600-198.475-209.305-206.968

315-166.511-163.857-152.024-157.697-153.942

330-106.782-102.827-94.058-93.821-88.692

36027.64332.88633.89844.61450.855


T = 11T = 12T = 13T = 14T = 15

034.55441.10742.37355.76863.569

30225.157230.036218.471240.704245.854

45299.046302.273285.207309.140312.049

60353.734355.311333.952358.409359.145

90398.482398.411373.382397.756396.354

120353.734355.311333.952358.409359.145

135299.046302.273285.207309.140312.049

150225.157230.036218.471240.704245.854

18034.55441.10742.37355.76863.569

210-173.326-168.375-154.911-157.052-150.500

225-264.492-261.165-242.834-253.372-248.480

240-336.457-334.757-312.765-330.525-327.360

270-398.482-398.411-373.382-397.756-396.354

300-336.457-334.757-312.765-330.525-327.360

315-264.492-261.165-242.834-253.372-248.480

330-173.326-168.375-154.911-157.052-150.500

36034.55441.10742.37355.76863.569

Garafik perbandingan besarnya Gaya Gelombang (FW) untuk setiap periode dengan variasi diameter :Periode (T = 11 s)

Periode (T = 12 s)

Periode (T = 13 s)

Periode (T = 14 s)

Periode (T = 15 s)

Beban Arus Air Laut (Current Load)

Perhitungan beban arus dilakukan untuk menentukan besarnya gaya yang dihasilkan oleh arus air laut yang mengalir pada bagian bawah Jackets Platform.

Perhitungan gaya yang ditimbulkan oleh arus dapat dilakukan dengan rumus :

FC=

Dimana :CD=Koefisien Drag (untuk lingkaran dengan permukaan kasar CD = 0.7)SW=Density of sea water (1025 kg/m3)

A=Luasan yang mengalami gaya arus

VC2=Kecepatan arus

Perhitungan gaya arus ini dilakukan dengan asumsi kecepatan arus 0,1 m/s sampai dengan 1 m/s serta variasi diameter dari setiap kaki jackets yang bervariatif yaitu 0,5 m, 0,75 m, 1,00 m, dan 1,25 m.Beban dalam N

Kecepatan Arus VC (m/s)Luasan A (m2)

85.0127.5170.0212.5

0.1304.9457.4609.9762.3

0.21219.81829.62439.53049.4

0.32744.44116.75488.96861.1

0.44879.07318.59758.012197.5

0.57623.411435.215246.919058.6

0.610977.816466.621955.527444.4

0.714941.922412.929883.937354.8

0.819516.029274.039032.048790.0

0.924699.937049.949399.961749.8

1.030493.845740.660987.576234.4

Beban dalam kNKecepatan Arus VC (m/s)Luasan A (m2)

85.0127.5170.0212.5

0.12.43.74.96.1

0.29.814.619.524.4

0.322.032.943.954.9

0.439.058.578.197.6

0.561.091.5122.0152.5

0.687.8131.7175.6219.6

0.7119.5179.3239.1298.8

0.8156.1234.2312.3390.3

0.9197.6296.4395.2494.0

1.0244.0365.9487.9609.9

Gambar Jackets PlatformKarena pembebanan pada daerah yang terkena arus dihitung untuk tiap tiangnya (untuk tiap Jackets Leg) total terdapat 8 tiang untuk konstruksi Jackets Pletform rancangan :

Kecepatan Arus VC (m/s)Luasan A (m2)

1.00.00.00.0

0.12.74.15.56.9

0.211.016.522.027.4

0.324.737.049.461.7

0.443.965.987.8109.8

0.568.6102.9137.2171.5

0.698.8148.2197.6247.0

0.7134.5201.7269.0336.2

0.8175.6263.5351.3439.1

0.9222.3333.4444.6555.7

1.0274.4411.7548.9686.1

b. Karakteristik beban terhadap Jackets dan Piles maupun jumlahnya Jackets dan Piles (penentuan dimensi konstruksi).Piles adalah dasar dari struktur anjungan lepas pantai, ditanamkan kedalam tanah (soil) seperti pada gambar. Piles berfungsi untuk meneruskan beban yang bekerja pada jacket sampai ke sea bad. Pada bagian ini aspek teoritis dari desain piles sangat diperhitungkan. Pada gambar dapat dilihat karakteristik dari beban yang memperngaruhi Jackets dan piles.

Gambar interaksi antara Piles dengan Soil dan gaya-gaya yang memperngaruhinyaBeban yang memperngaruhi Jackets dan piles adalah beban dead + live pada platform serta beban lingkungan.c. Analisa karakteristik soil (properti terhadap rancangan ini dalam menentukan kedalaman Piles Skirt yang akan digunakan).

Klasifikasi dari tanah pada dasar lautTekstur dari tanah (soil) tersusun atas mineral kecil atau partikel organic yang karakteristik dasarnya adalahukuran dan mutu interfaksinya (gesekan, kohesi). Properti dari jenis tanah tertentu (specific soil) pada umumnya bergantung pada beberapa foktor berikut : Masa kenis (density).

Kandungan air (water content).

Rasio kepadatan (over consolidation ratio).

Untuk tujuan desain, pengaruh dari beberapa faktor pada soil ini ditunjukan dalam bentuk dua parameter dasar :

Sudut gesek (friction angle).

undrained shear strength Cu.

Tanah (soil) dapat diklasifikasikan kedalam kategori ideal : granular soils.

cohesive soils.i. Granular Soils

Tanah granular (granular soil) adalah jenis tanah non-plastic dimana gaya kohesi antara partikelnya dapat diabaikan. Jenis tanah ini termasuk :

Pasir (sands) :memiliki karakteristik dengan ukuran partikel besar sampai sedang (large to medium) yaitu 1mm sampai 0,05mm dan memiliki daya serap yang tinggi,

Lumpur (silts) :memiliki karakteristik dengan ukuran partikel antara 0,05 dan 0,02mm; pada umumnya tanah jenis ini sangat padat (solid); tanah jenis ini juga menunjukan adanya kohesi.

ii. Cohesive Soils

Tanah liat adalah jenis tanah dengan ukuran partikel kurang dari 0,002mm (plastic soils); tanah jenis ini memiliki daya serap yang rendah dan sangat lengket.iii. Multi-Layered Strata

Karakteristik dan tanah alami yang terdapat pada sekeliling konstruksi Piles pada umumnya bervariasi tergantung kedalamannya. Untuk tujuan analisis, tanah dibedakan kedalam beberapa lapisan, dimana setiap lapisannya memiliki property yang tetap. Jumlah dari lapisan tersebut tergantung pada kebutuhan dalam hal keakuratan dari tujuan analisis tersebut.Analisis terhadap interaksi tanah-struktur (soil-structure interaction)

Analisis terhadap prilaku anjunga lepas pantai harus juga memperhatikan dan memperhitungkan interaksi antara jacket-foundation-soil dibawah bekerjanya berbagai gaya atau kombinasi dari gaya-gaya. Pendekatan nyata dari system interaksi tersebut harus diperhitungkan, khususnya, prilaku non-linear dari tanah (soil) dan bentuk interaksinya dengan piles yang memberikan pengaruh kepada pondasi struktur.

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN PROGRAM STUDI TEKNIK PERKAPALAN 46

_1254342993.unknown

_1254348937.unknown

_1254351055.unknown

_1254485483.unknown

_1254488634.unknown

_1254488662.unknown

_1254489087.unknown

_1254489094.unknown

_1254490094.unknown

_1254490105.unknown

_1254489257.unknown

_1254489091.unknown

_1254489084.unknown

_1254488763.unknown

_1254489080.unknown

_1254488656.unknown

_1254488659.unknown

_1254488653.unknown

_1254485854.unknown

_1254485866.unknown

_1254485501.unknown

_1254352920.unknown

_1254484309.unknown

_1254484856.unknown

_1254485226.unknown

_1254484672.unknown

_1254484438.unknown

_1254424586.unknown

_1254481672.unknown

_1254420425.unknown

_1254362570.unknown

_1254352488.unknown

_1254352674.unknown

_1254352405.unknown

_1254350165.unknown

_1254350358.unknown

_1254350742.unknown

_1254350280.unknown

_1254349762.unknown

_1254349835.unknown

_1254349739.unknown

_1254346625.unknown

_1254347900.unknown

_1254348130.unknown

_1254348774.unknown

_1254348086.unknown

_1254347155.unknown

_1254347820.unknown

_1254346841.unknown

_1254345264.unknown

_1254346219.unknown

_1254346403.unknown

_1254345910.unknown

_1254343990.unknown

_1254344674.unknown

_1254343568.unknown

_1254146919.unknown

_1254342846.unknown

_1254342475.unknown

_1254342580.unknown

_1254340691.unknown

_1254145351.unknown

_1254146865.unknown

_1254146885.unknown

_1254146907.unknown

_1254146833.unknown

_1254144879.unknown

_1254145075.unknown

_1254144950.unknown

_1254144791.unknown

Documents

Tugas BLP