Oleh : Fadhila Sahari Dosen Pembimbing : Budianto, ST. MT.

Transkripsi

1 Oleh : Fadhila Sahari Dosen Pembimbing : Budianto, ST. MT. PROGRAM STUDI TEKNIK PERENCANAAN DAN KONSTRUKSI KAPAL JURUSAN TEKNIK BANGUNAN KAPAL POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA SURABAYA 2011

2 1. PT. Berau Coal adalah satu dari lima tambang batubara utama di Indonesia. 2. Target shipment mengalami penambahan pada tiap tahunnya.

3 1. Bagaimana mendapatkan perhitungan modulus yang tepat pada geladak? 2. Berapa tegangan maksimum yang terjadi pada geladak berdasarkan beban dari alat berat grab, wheel loader, dan dozer?

4 1. Analisa kekuatan struktur geladak memakai software MSC. Patran. 2. Analisa kekuatan geladak terletak pada daerah haluan kapal tepatnya pada main deck antara frame 69 sampai dengan frame Analisa dilakukan dengan pembebanan pada bengkel geladak secara bergantian. Alat berat berupa grab dengan berat 4,5 ton terletak pada tepi/ pinggir bengkel, wheel loader dengan berat 18 ton terletak di bagian tengah bengkel, dan dozer dengan berat 7 ton terletak pada bagian tepi/ pinggir bengkel geladak.

5 1. Di dapatkan sebuah komposisi struktur geladak accommodation barge yang layak untuk di jadikan dasar pembangunan. 2. Mendapatkan perhitungan modulus yang tepat padabagian konstruksi geladak.

6 1. Mengetahui tegangan maksimum yang terjadi pada struktur geladak agar dapat mengangkut jumlah muatan berat yang telah di analisa. 2. Mendapatkan letak pembebanan komponen pada struktur geladak yang tepat.

7 Mulai Perumusan masalah Studi literartur Perhitungan dan pemilihan material Mendeskripsikan komponen struktur Mengumpulkan data Lihat Diagram Alir a FEM Analisa model Tidak YA Kesimpulan dan saran Selesai

8 Mulai Import gambar dari auto cad Material Properties Element Boundary condition Load (force) Load case Analisa Hasil

9 Tipe kapal : self-propelled accommodation barge Sistem konstruksi : campuran Ukuran utama Lpp : 53 meter Lwl : 54,26 meter Loa : 55 meter B : 15 meter H : 3,2 meter T : 2,3 meter Cb : 0,89 Cm : 0,97 Cp : 0,94 Displacement : 1616,072 ton Vs : 6 Knots

10 Spesifikasi Material Jenis material : mild steel Yield stress : 235 N/mm 2 Tensile strength : 400 N/mm 2 Material factor : 1 Safety factor load : 1,5 Kapal self-propelled accommodation barge memakai profil L dan profil T. a. Profil T b. Profil L a b

11 Perhitungan profil T secara melintang Input Web Frame Al = 1000 mm At = 10 mm Bl = 10 mm Bt = 400 mm Cl = 100 mm Ct = 10 mm Dimana: Y 1 = At / 2 (cm) A 1 = Al x At (cm 2 ) Y 2 = At + (Bt / 2) (cm) A 2 = Bl x Bt (cm 2 ) Y 3 = At + Bt + (Ct /2) (cm) A 3 = Cl x Ct (cm 2 ) Ay 1 = A 1 x Y 1 (cm 3 ) lo 1= Al x At 3 /12 (cm 4 ) Ay 2 = A 2 x Y 2 (cm 3 ) lo 2= Bl x Bt 3 /12 (cm 4 ) Ay 3 = A 3 x Y 3 (cm 3 ) lo 3= Cl x Ct 3 /12 (cm 4 ) Dimana : Al : Panjang plat ikut (mm) At : Tebal plat ikut (mm) Bl : Tebal web (mm) Bt : Panjang web (mm) Cl : Panjang flange (mm) Ct : Tebal flange (mm) No Item Dimension y A Ay Ay 2 lo (cm) (cm) (cm) (cm 2 ) (cm 3 ) (cm 4 ) (cm 4 ) 1 A x B 1.00 x C x Total

12 Result of T profile Neutral axis, from bottom (yg) = total Ay/ total A = 8,70 cm Inertia = total Ay 2 + total lo = 40230,00 cm 4 Inertia Total = Inertia A x (yg 2 ) = 28876,50 cm 4 Wbot = Inertia total/ yg = 3319,14 cm 3 Wbot Total = Wbot x 3 (profil T) = 9957,4138 cm 3 Wtop = Inertia total/ (At + Bt + Ct yg) = 867,16 cm 3 Wtop Total = Wtop x 3 (profil T) = 2601,4865 cm 3

13 Perhitungan profil L secara melintang Input Main Frame Al = 1000 mm At = 10 mm Bl = 8 mm Bt = 75 mm Cl = 75 mm Ct = 8 mm Dimana: Y 1 = At / 2 (cm) A 1 = Al x At (cm 2 ) Y 2 = At + (Bt / 2) (cm) A 2 = Bl x Bt (cm 2 ) Y 3 = At + Bt + (Ct /2) (cm) A 3 = Cl x Ct (cm 2 ) Ay 1 = A 1 x Y 1 (cm 3 ) lo 1= Al x At 3 /12 (cm 4 ) Ay 2 = A 2 x Y 2 (cm 3 ) lo 2= Bl x Bt 3 /12 (cm 4 ) Ay 3 = A 3 x Y 3 (cm 3 ) lo 3= Cl x Ct 3 /12 (cm 4 ) Dimana : Al : Panjang plat ikut (mm) At : Tebal plat ikut (mm) Bl : Tebal web (mm) Bt : Panjang web (mm) Cl : Panjang flange (mm) Ct : Tebal flange (mm) No Item Dimension y A Ay Ay 2 lo (cm) (cm) (cm) (cm 2 ) (cm 3 ) (cm 4 ) (cm 4 ) 1 A x B 0.80 x C 7.50 x Total

14 Result of L profile Neutral axis, from bottom (yg) = total Ay/ total A = 1,18 cm Inertia = total Ay 2 + total lo = 672,41 cm 4 Inertia Total = Inertia A x (yg 2 ) = 517,08 cm 4 Wbot = Inertia total/ yg = 439,07 cm 3 Wbot Total = Wbot x 24 (profil L) = 10537,562 cm 3 Wtop = Inertia total/ (At + Bt + Ct yg) = 63,66 cm 3 Wtop Total = Wtop x 24 (profil L) = 1527,8712 cm 3 Total hasil profil 1). Total Wbot= Wbot (profil T) + Wbot (profil L) = 9957,4138 cm ,562 cm 3 = 20494,9758 cm 3 2). Total Wtop = Wtop (profil T) + Wtop (profil L) = 2601,4865 cm ,8712 cm 3 = 4129,3577 cm 3

15 Perhitungan profil L Input Web Frame Al = 1500 mm At = 10 mm Bl = 10 mm Bt = 300 mm Cl = 100 mm Ct = 10 mm Dimana: Y 1 = At / 2 (cm) A 1 = Al x At (cm 2 ) Y 2 = At + (Bt / 2) (cm) A 2 = Bl x Bt (cm 2 ) Y 3 = At + Bt + (Ct /2) (cm) A 3 = Cl x Ct (cm 2 ) Ay 1 = A 1 x Y 1 (cm 3 ) lo 1= Al x At 3 /12 (cm 4 ) Ay 2 = A 2 x Y 2 (cm 3 ) lo 2= Bl x Bt 3 /12 (cm 4 ) Ay 3 = A 3 x Y 3 (cm 3 ) lo 3= Cl x Ct 3 /12 (cm 4 ) Dimana : Al : Panjang plat ikut (mm) At : Tebal plat ikut (mm) Bl : Tebal web (mm) Bt : Panjang web (mm) Cl : Panjang flange (mm) Ct : Tebal flange (mm) No Item Dimension y A Ay Ay2 lo (cm) (cm) (cm) (cm 2 ) (cm 3 ) (cm 4 ) (cm 4 ) 1 A x B 1.00 x C x Total

16 Result of L profile Neutral axis, from bottom (yg) = total Ay/ total A = 4,58 cm Inertia = total Ay 2 + total lo = 19903,33 cm 4 Inertia Total = Inertia A x (yg 2 ) = 15919,65 cm 4 Wbot = Inertia total/ yg = 3476,70 cm 3 Wbot Total = Wbot x 6 (profil L) = 20860,23 cm 3 Wtop = Inertia total/ (At + Bt + Ct yg) = 580,56 cm 3 Wtop Total = Wtop x 6 (profil L) = 3483,3781 cm 3

17 Perhitungan deck long Input Deck Long Al = 1000 mm At = 10 mm Bl = 8 mm Bt = 75 mm Cl = 75 mm Ct = 8 mm Dimana: Y 1 = At / 2 (cm) A 1 = Al x At (cm 2 ) Y 2 = At + (Bt / 2) (cm) A 2 = Bl x Bt (cm 2 ) Y 3 = At + Bt + (Ct /2) (cm) A 3 = Cl x Ct (cm 2 ) Ay 1 = A 1 x Y 1 (cm 3 ) lo 1= Al x At 3 /12 (cm 4 ) Ay 2 = A 2 x Y 2 (cm 3 ) lo 2= Bl x Bt 3 /12 (cm 4 ) Ay 3 = A 3 x Y 3 (cm 3 ) lo 3= Cl x Ct 3 /12 (cm 4 ) Dimana : Al : Panjang plat ikut (mm) At : Tebal plat ikut (mm) Bl : Tebal web (mm) Bt : Panjang web (mm) Cl : Panjang flange (mm) Ct : Tebal flange (mm) No Item Dimension y A Ay Ay 2 lo (cm) (cm) (cm) (cm 2 ) (cm 3 ) (cm 4 ) (cm 4 ) 1 A x B 0.80 x C 7.50 x Total

18 Result of deck long Neutral axis, from bottom (yg) = total Ay/ total A = 1,18 cm Inertia = total Ay 2 + total lo = 672,41 cm 4 Inertia Total = Inertia A x (yg 2 ) = 517,08 cm 4 Wbot = Inertia total/ yg = 439,07 cm 3 Wbot Total = Wbot x 24 (profil L) = 10537,562 cm 3 Wtop = Inertia total/ (At + Bt + Ct yg) = 63,66 cm 3 Wtop Total = Wtop x 24 (profil L) = 1527,8712 cm 3

19 Web Frame L = 2500 mm L 2 = mm 2 L 2 = 6,25 m 2 q = 73,575 kn/m 2 q = N/m 2 M = 1/12 q L 2 M = 38320,31 N/m σ yield = 235 N/mm 2 σ izin = σ yield/ (Sf x k) σ izin = 235/ (1,5 x 1) N/mm 2 σ izin = 156,67 N/mm 2 σu = 400 N/mm 2 σ = M/ W W = M/ σ W = ,74 mm 3 W = 244,60 cm 3 W = 300x100x10 web frame Untuk beban 73,575 kn/m 2 dengan actual modulus yang diminta adalah 244,60 cm 3, sedangkan pada actual modulus yang di desain adalah 580 cm 3. Jadi perhitungan modulus tersebut tepat pada geladak.

20 Deck Long L = 1500 mm L 2 = mm 2 L 2 = 2,25 m 2 q = 44,145 kn/m 2 q = N/m 2 M = 1/12 q L 2 M = 8277,19 N/m σyield = 235 N/mm 2 σ izin = σ yield/ (Sf x k) σ izin = 235/ (1,5 x 1) N/mm 2 σ izin = 156,67 N/mm 2 σu = 400 N/mm 2 σ = M/ W W = M/ σ W = 52833,11 mm 3 W = 52,83 cm 3 W = 75x75x8 deck long Untuk beban 44,145 kn/m 2 dengan actual modulus yang diminta adalah 52,83 cm 3, sedangkan pada actual modulus yang di desain adalah 63,66 cm 3. Jadi perhitungan modulus tersebut tepat pada geladak.

21 Berat total grab = 4,5 ton Panjang bengkel = 13,5 meter Panjang = 7 meter Lebar bengkel = 15 meter Lebar = 2 meter Letak = tepi/ pinggir geladak Rumus : Tegangan ijin material = yield/ (Sf x k) = 235/ ( 1,5 x 1) = 156,67 N/mm 2 Tegangan maksimum beban < Tegangan ijin material 7,07 N/mm 2 < 156,67 N/mm 2 Geladak untuk menyangga grab mempunyai tegangan maksimum sebesar 7,07 N/mm 2, dan mengalami deformasi sebesar 3,04x10-1 mm.

22 Berat total wheel loader = 18 ton Lebar = 3 meter Panjang = 5 meter Letak = tengah (centre) geladak Tegangan maksimum beban < Tegangan ijin material 2,37x10 1 N/mm 2 < 156,67 N/mm 2 Setelah dilakukan analisa, geladak yang menerima beban dari wheel loader memiliki tegangan maksimum sebesar 2,37x10 1 N/mm 2, dan mengalami deformasi sebesar 1,48 mm.

23 Berat total = 7 ton Lebar = 3,8 meter Panjang = 5 meter Letak = tepi/pinggir geladak Geladak mampu menahan beban dari dozer dengan tegangan maksimum sebesar 3,68x10 1 N/mm 2, dan tidak melebihi dari tegangan ijin material. Geladak juga mengalami deformasi sebesar 1,42x10 1 mm. Tegangan maksimum beban < Tegangan ijin material 3,68x10 1 N/mm 2 < 15,67 N/mm 2

24 Berdasarkan pada perhitungan modulus pada deck dan analisa alat berat terhadap bengkel geladak, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Pada deck menggunakan Profile L dan deck long. Web frame berupa profil L di dapatkan actual modulus yang diminta adalah 244,60 cm 3, sedangkan actual modulus yang di desain adalah 580 cm 3. Sedangkan, pada deck long actual modulus yang diminta adalah 52,83 cm 3, sedangkan actual modulus yang di desain adalah 63,66 cm 3 2. Bengkel geladak mampu menyangga alat berat Grab sebesar 4,5 ton dengan tegangan maksimum sebesar 7,07 N/mm 2, untuk bengkel yang menerima beban dari wheel loader dengan berat 18 ton memiliki tegangan maksimum sebesar 2,37x10 1, dan pada bengkel yang menyangga dozer dengan berat 7 ton memiliki tegangan maksimum sebesar 3,68x10 1.