IMADUDDIN ABIL FADA JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2010

Transkripsi

1 IMADUDDIN ABIL FADA JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2010

2 ANALISA PUSHOVER DENGAN KONDISI GEMPA 800 TAHUN PADA STRUKTUR JACKET TERPANCANG

3 LATAR BELAKANG Jacket merupakan suatu struktur yang digunakan pada bangunan lepas pantai. Di dalam perhitungannya, analisa pushover merupakan salah satu aspek penting yang harus diperhatikan didalam merencanakan stuktur jacket. Jacket berfungsi untuk melindungi pile agar tetap pada posisinya, menyokong deck dan melindungi konduktor serta menyokong sub-struktur lainnya. Analisa pushover dapat di definisikan suatu metode yang dipakai dalam menganalisa keruntuhan struktur dan merupakan analisa nonlinear dengan pembebanan inkremental untuk menentukan pembebanan yang menyebabkan struktur runtuh dan juga merupkan salah satu cara untuk mengetahui besarnya kapasitas struktur untuk menerima beban maksimal. Metode yang dilakukan adalah dengan melakukan simulasi penambahan beban secara bertahap sampai struktur tersebut runtuh. Dari hasil tersebut akan diketahui Reserve Strength Ratio (RSR) atau rasio kekuatan cadangan struktur untuk mengetahui apakah jacket platform memiliki cukup kekuatan dan stabilitas untuk tetap menahan beban akibat overstress lokal yang melebihi tegangan ijin, namun tanpa keruntuhan.

4 RUMUSAN MASALAH Berapa besar RSR (Reserve Strength Rasio) dari struktur jacket Bekapai-BL akibat beban gempa. Berapa UC (Unity Check) berdasarkan beban statis. Bagaimana melakukan pemodelan struktur rangka baja pipa yang dimodelkan dan dianalisis dengan program SACS 5.2. Bagaimana mengetahui performa struktur jacket pada analisa pushover dengan menggunakan program SACS 5.2.

5 TUJUAN Dapat melakukan design struktur jacket dengan memenuhi kriteria RSR dengan cara non-linier pushover analisis dengan menggunakan program SACS. Mengetahui UC (Unity Check) berdasarkan beban statis. Melakukan pemodelan struktur rangka baja pipa yang dimodelkan dan dianalisis dengan program SACS. Mengetahui titik kritis akibat pushover pada jacket dengan menggunakan program SACS.

6 MANFAAT Penyusunan Tugas Akhir ini diharapkan dapat memberikan manfaat dalam bidang ketekniksipilan, terutama dalam menambah wawasan tentang ilmu bangunan lepas pantai. Output yang dihasilkan dalam Tugas Akhir ini diharapkan dapat memberi kemudahan bagi para mahasiswa Teknik Sipil ITS yang ingin merancang jacket stucture pada bangunan lepas pantai dengan memperhitungkan gaya gempa (seismic analysis) dari suatu struktur dengan menggunakan program bantu SACS. Diharapkan juga dapat menjadi referensi untuk mengembangkan wawasan keilmuan tentang bangunan lepas pantai yang lebih kompleks di Jurusan Teknik Sipil ITS di masa yang akan datang, sehingga dapat menambah wacana baru dalam bidang structural engineering. Dapat membedakan pengaruh beban genpa terhadap bangunan lepas pantai dengan pengaruh beban gempa terhadap bangunan onshore (gedung,dam,jembatan,dermaga) yang telah dipelajari di Jurusan Teknik SipilITS selama ini.

7 MULAI METEDOLOGI STUDI LITRATUR PENGUMPULAN DATA (DATA STRUKTUR, DATA GEMPA, DAN PAYLOAD PEMILIHAN TIPE STRUKTUR JACKET PERHITUNGAN DATA GEMPA 800 TAHUN PEMODELAN STRUKTUR DENGAN SACS 5.2 PEMODELAN BATANG TUBULAR DAN SAMBUNGAN PEMBEBANAN STATIS STRUKTUR JACKET BEKAPAI - BL MENGHITUNG UC (UNITY CHECK) MENGHITUNG RSR KESIMPULAN SELESAI KONTROL DESAIN PUSHOVER BEBAN GEMPA 800 TAHUN

8 DATA GEMPA LOKASI STRUKTUR : Nama Perusahaan : TOTAL E&P, Indonesia Lokasi : Perairan Selat Makasar Indonesia Koordinat : Lintang Utara Bujur Timur Kedalaman laut : 112 feet (34.13 meter) DAERAH ZONA GEMPA Bujur Timur dan Lintang Utara 3 0 Bujur Barat dan Lintang Utara 3 0 Bujur Timur dan Lintang Selatan 6 0 Bujur Barat dan Lintang Selatan 6 0 Zona kedalaman : Minimum = 1 KM Maximum = 740 KM Zona waktu : s/d Zona magnitude : Minimum = 2.0 Skala Richter Maximum = 8.0 Skala Richter

9 STRUKTUR PLATFORM BEKAPAI-BL

10 PETA LOKASI STRUKTUR PLATFORM

11 PERCEPATAN TANAH MAKSIMUM Percepatan Tanah Maksimum Mengingat bahwa umur bangunan struktur jacket Bekapai-BL adalah 20 Tahun maka untuk perencanaan beban gempa dengan kemungkinan terjadi selama umur bangunan dapat direkomendasikan dengan periode ulang 800 tahun. Gempa rancangan ini dapat dipakai sebagai dasar kreteria SSE (Safe Shutdown Earthquake) untuk lokasi struktur jacket Bekapai- BL dengan data : Periode ulang (T) = 800 tahun Umur rencana (t) = 20 tahun Faktor redaman = 5 % Natural periode bangunan = 1.76 PGA = 0.4 g = KN

12 PEMODELAN DAN PEMBEBANAN STRUKTUR JACKET LOAD Minimum Dead Load Maximum Dead Load LOAD QUANTITY 482 tonnes 1567 tonnes Minimum Water Depth Maximum Water Depth meter meter

13 DATA STRUKTUR Dimensi dan jenis profil member struktur jacket Keterangan Profil Member Horizontal Brace I (BC1) Horizontal Brace II (BCII) Diagonal Brace I (DB I) Diagonal Brace II (DB I1) Jacket Leg (JL1) Conductor (RI) Conductor Guide (RS I) Conductor Guide (RS II) Batter / kemiringan OD 16 in; WT 0,5 in OD 20 in; WT 0,5 in OD 16 in; WT 0,5 in OD 12 in; WT 0,5 in OD 35.5 in;wt 1.25 in OD 12 in; WT 0,25 in OD 34 in; WT 0,5 in OD 34 in; WT 1 in 1 : 10

14 DATA DIMENSI STRUKTUR Tinggi chord di atas permukaan laut : 2 meter Tinggi chord di bawah permukaan laut : 30 meter Tinggi jacket leg dari dasar laut : meter Tinggi riser dari lantai atas-bawah : meter

15 PEMODELAN STRUKTUR Maindeck dan Cellardeck Jacket, boat landing dan conductors

16 Bentuk dan dimensi ketinggian struktur jacket (meter)

17 PEMODELAN JOINT STRUKTUR JACKET

18 PEMODELAN MEMBER STRUKTUR JACKET

19 Joint 581L : Joint 519L : OFFSETTING SEBELUM SESUDAH SEBELUM SESUDAH Joint 319L: Joint 1138: SEBELUM SESUDAH SEBELUM SESUDAH

20 PEMODELAN AKHIR STRUKTUR JACKET BEKAPAI BL DENGAN PROGRAM SACS 5.2 Tampak Atas Struktur Jacket Bentang Tengah Struktur Jacket Tampak Isometri Struktur Jacket Tampak Bawah Struktur Jacket

21 PEMODELAN AKHIR STRUKTUR JACKET BEKAPAI BL DENGAN PROGRAM SACS 5.2 Tampak Depan, Belakang, Kiri, Kanan Struktur Jacket

22 PEMODELAN BEBAN STATIS KN KN KN KN

23 PEMODELAN BEBAN PUSHOVER KN KN KN KN KN KN KN KN

24 ANALISA STATIS ANALISA STRUKTUR Total Mass : KN ( ton) Center of Gravity : X = meter Y = meter Z = meter

25 Pusat Daya Apung (Center of Buoyancy) X : meter Y : meter Z : meter

26 Maksimum Unity Check Member Group Summary Dari hasil perhitungan SACS 5.2 untuk member group summary dapat diketahui 3 member paling kritis, antara lain member 001P-1005, member -019P-1042, dan member 009P-1041 dengan detail sebagai berikut : Member 001P-1005 o Group ID : DB2 o Load Condition : 3 o Axial stress : N/mm 2 o Allowable Stresses : N/mm 2 o Load Val ue : KN o Maximum Unity Check : Member 019P-1042 o Group ID : DB2 o Load Condition : 3 o Axial stress : N/mm 2 o Allowable Stresses : N/mm 2 o Load Val ue : KN o Maximum Unity Check : Member 099P-1041 o Group ID : DB2 o Load Condition : 3 o Axial stress : N/mm 2 o Allowable Stresses : N/mm 2 o Load Val ue : KN o Maximum Unity Check : 0.674

27 Full Plastic Collapse Analysis Load

28

29

30

31

32 Hasil Analia RSR RSR = Beban Struktur Collapse Beban kondisi awal = P awal + Total P increment P awal = ( x 2.6) = 3.6 Kriteria pushover Menurut API RP 2A (2002) : L-1: high consequence-manned nonevacuated/ unmanned RSR > 1.6 L-2:Low consequence-unmanned RSR > 0.8

33 HASIL ACCELERATION DISPLACEMENT RESPONSE SPECTRA (ADRS)

34 KESIMPULAN Dengan analisa data gempa 800 tahun didapatkan besarnya nilai beban gempa pada daerah struktur jacket adalah sebesar 0.4 g ( KN) Dengan analisis statis struktur dapat diketahui massa total dari struktur jacket yang dirancang, yaitu sebesar KN ( ton) Dengan analisis statis dapat diketahui bahwa jacket yang didesain cukup kuat untuk bertahan pada kondisi beban mati pada struktur jacket Bekapai - BL. Hal ini dapat dilihat dari besarnya UC (Unity check) pada setiap joint dan member yang menyusun struktur jacket yang tidak lebih besar daripada 1. Reserve Strength Ratio (RSR) struktur adalah 3.6 pada pembebanan top of jacket. RSR tersebut masih aman karena lebih besar daripada RSR minimum yang telah yang telah ditetapkan oleh API RP 2A untuk platform kategori unmanned non evacuated yaitu 1.6

35 TERIMA KASIH