PRESENTASI TUGAS AKHIR (P3)

Transkripsi

1 PRESENTASI TUGAS AKHIR (P3) OLEH : AHMAD ADILAH DOSEN PEMBIMBING : 1. Prof. Eko Budi Djatmiko, M. Sc., Ph. D 2. Dr. Eng. Rudi Walujo Prastianto, ST., MT. Jurusan Teknik Kelautan Fakultas Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

2 JUDUL Kajian Kekuatan Struktur Semi- Submersible dengan Konfgurasi Enam Kaki Berpenampang Persegi Empat Akibat Eksitasi Gelombang

3 Rumusan Masalah Tujuan Manfaat Bagaimana respon struktur global semi-submersible pada kondisi still water maupun akibat eksitasi gelombang? Bagaimanakah distribusi tegangan yang terjadi pada struktur global semisubmersible? Dimanakah lokasi tegangan maksimum pada struktur semi-submersible tersebut? Mengetahui respon struktur global semisubmersible pada kondisi still water maupun akibat eksitasi gelombang Mengetahui distribusi tegangan yang terjadi pada struktur global semisubmersible Mengetahui lokasi tegangan maksimum pada struktur semi-submersible tersebut Dapat mengetahui prosedur cara menganalisa dan menghitung karakteristik respon struktur semi-submersible Dapat mengetahui besarnya dan letak tegangan maksimum yang terjadi pada struktur semi-submersible yang diakibatkan oleh eksitasi gelombang

4 Batasan Masalah Ukuran utama semi-submersible berlambung persegi empat akan ditentukan dengan mengacu pada parameter utama semisubmersible Essar Wildcat, pada khususnya displasemen, panjang serta lebarnya deck Ukuran dari kolom dan ponton akan disesuaikan untuk memenuhi parameter utama Konfigurasi semi-submersible akan ditetapkan mempunyai bentuk yang simetri antara haluan dan buritan Daerah operasi semi-submersible ditetapkan di perairan Natuna dengan kedalaman 90 m

5 Batasan Masalah (lanjutan) Analisa dilakukan pada struktur semi-submersible dengan kondisi terapung bebas Beban yang bekerja adalah beban dinamis akibat eksitasi gelombang, sementara untuk beban angin dan beban arus diabaikan karena tidak berdampak signifikan pada respon struktur Arah pembebanan gelombang yang bekerja pada struktur adalah 0 o, 45 o, 90 o, 135 o, 180 o Prediksi gerakan di gelombang reguler dilakukan dengan menggunakan teori difraksi

6 Batasan Masalah (lanjutan) Dalam permodelan, riser tidak dimodelkan Struktur adalah terapung dengan konfigurasi dua lambung serta enam kolom Kekuatan yang ditinjau adalah memanjang dan hanya ditinjau sampai level elastis Rules mengacu pada ABS

7 Dasar teori Shear force V x = 0 x w x x dx Bending moment M x = 0 x V x dx Keterangan : V x = Shear force pada sumbu x dari haluan (atau buritan) [ton] M x = Bending moment pada sumbu x dari haluan (atau buritan) [ton.m] w = Beban per satuan panjang [ton/m] Δ = Bouyancy per satuan panjang [ton/m] dan beban gaya geser f(x) ini merupakan turunan kedua dari momen lengkung

8 Dasar teori Tegangan normal σ = F lim A 0 A keterangan: σ = Tegangan normal, N/m 2 F = Gaya yang bekerja dalam arah tegak lurus atau normal terhadap penampang (gaya aksial), N A = Luas penampang, m 2 Tegangan geser dengan: τ = V lim A 0 A τ : Tegangan Geser (N/m 2 ) V : Gaya yang bekerja dalam arah sejajar terhadap penampang (gaya geser) (N) A : Luas penampang (m 2 )

9 Metodologi penelitian Mulai Studi Literatur Pengumpulan Data Permodelan Semi-Submersible sesuai dengan general Aragement Tidak Validasi Model Ya Pemodelan Struktur Semi-Submersible pada MOSES Analisa response amplitude operator (RAO) semi-submersible Perhitungan bending moment dan shear force pada kondisi still water dan wave A

10 Metodologi penelitian A Pemodelan struktur semi-submersible dengan metode elemen hingga Analisa distribusi tegangan Mengetahui letak dari titik-titik kritis Kesimpulan Selesai

11 Data struktur semi-submersible Essar Wildcat Description Unit Quantity Length Overall m Breadth (moulded) m Large Coloumn Diameter m 7.92 Corner Coloumn Diameter m 5.2 Height of Pontoons m 6.71 Operating Draught m Operating Displacement m VCG (Operating) m GM (Operating) m 2.74

12 Data gelombang Data metocean perairan Natuna : Parameter Kedalaman Gelombang : Tinggi gelombang signifikan (Hs) Periode puncak (Tp) Arus : Permukaan Kedalaman tengah Dasar Angin : Kecepatan angin 1 menit 100-years Retrun Period 90 m 5.3 m 13.9 s 1 m/s 0.8 m/s 0.8 m/s 24 m/s

13 Data struktur utama semi-submersible Nilai Satuan Panjang Pontoon 107 meter Lebar Kolom 9,1 meter Lebar Pontoon 10,9 meter Tinggi Pontoon 6,71 meter Sarat Air 21,34 meter Diameter Bracing 2 meter Tinggi Kolom 26,2 meter Displacement 24028,28 Ton

14 Pemodelan di Auto CAD 3D

15 Pemodelan di MAXSURF

16 Pemodelan di MOSES

17 Analisa dan Pembahasan Hasil analisa hidrostatis dengan MOSES DREIVAR Satuan Displacement 24028,28 Ton Draft 21,34 m BMT 16,02 m BML 10,17 m KMT 22,81 m KML 16,96 m

18 Analisa dan Pembahasan Validasi Model Parameter satuan Booklet MOSES MAXSURF Error % Displacement ton % KMT m % KML m ,7% BMT m % BML m ,6%

19 Respons Amplitude Operator (Translasional) 1,2 RAO Surge Amplitudo (m/m) 1 0,8 0,6 0,4 0 degree 45 degree 90 degree 135 degree 180 degree 0, ,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 Encountering Frequency (rad/sec)

20 Respons Amplitude Operator (Translasional) 1 RAO Sway 0,9 Amplitudo (m/m) 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0 degree 45 degree 90 degree 135 degree 180 degree 0,2 0, ,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 Encountering Frequency (rad/sec)

21 Respons Amplitude Operator (Translasional) 1,8 RAO Heave Amplitudo (m/m) 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0 degree 45 degree 90 degree 135 degree 180 degree 0,4 0, ,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 Encountering Frequency (rad/sec)

22 Respons Amplitude Operator (Rotasional) 1,2 RAO Roll Amplitudo (deg/m) 1 0,8 0,6 0,4 0 degree 45 degree 90 degree 135 degree 180 degree 0, ,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 Encountering Frequency (rad/sec)

23 Respons Amplitude Operator (Rotasional) 1,4 RAO Pitch Amplitudo (deg/m) 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0 degree 45 degree 90 degree 135 degree 180 degree 0, ,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 Encountering Frequency (rad/sec)

24 Respons Amplitude Operator (Rotasional) 0,2 RAO Yaw 0,18 Amplitudo (deg/m) 0,16 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0 degree 45 degree 90 degree 135 degree 180 degree 0, ,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 Encountering Frequency (rad/sec)

25 Distribusi berat Grafik Distribusi Beban Total (LWT+DWT) 1400, , ,00 (Ton) 800,00 600,00 400,00 200,00 0, (Station)

26 Cross Section Area (CSA) 6,000 λw = 107 m Hs = 5,25 m 5,000 still water 4,000 luasan 3,000 2,000 1,000 0, station

27 Cross Section Area (CSA) 7,000 λw = 107 m Hs = 5,25 m 6,000 5,000 hogging sagging luasan 4,000 3,000 2,000 1,000 0, station

28 Cross Section Area (CSA) 8,000 λw = 290 m, Hs = 5,25 m 7,000 6,000 5,000 hogging sagging luasan 4,000 3,000 2,000 1,000 0, station

29 Shear force dan Bending moment 25,000 Shear Force 20,000 15,000 shear force (MN/m) 10,000 5,000 0,000-5, station ,000-15,000 still water sagging λw = 107 m Hs = 5,25 m sagging λw = 290 m Hs = 5,25 m hogging λw = 107 m Hs=5,25 m hogging λw = 290 m Hs = 5,25 m

30 Shear force dan Bending moment 400, ,000 still water Bending Moment hogging λw = 107 m Hs = 5,25 m sagging λw = 107 m Hs = 5,25 m hogging λw = 290 m Hs = 5,25 m sagging λw = 290 m Hs = 5,25 m bending moment (MN.m) 200, ,000 0, , station -200,000

31 Nilai Ekstrem Shear force dan bending moment akibat eksitasi gelombang hogging Model semisubmersible sagging shear force maksimum station shear force minimum Shear force dan bending moment station bending moment maksimum station bending moment minimum MN/m MN/m MN.m MN.m DREIVAR Model semisubmersible shear force maksimum station shear force minimum Shear force dan bending moment station bending moment maksimum station bending moment minimum MN/m MN/m MN.m MN.m DREIVAR station station

32 Analisa kekuatan struktur Dimodelkan menjadi 3 model struktur : 1. Sturuktur tanpa deck 2. Struktur dengan deck rigid 3. Struktur dengan deck smeared

33 Struktur tanpa deck

34 Struktur dengan deck rigid

35 Struktur dengan deck smeared

36 Input beban pada model global 22.2 m 31.3 m m m 75.7 m 84.8 m

37 Analisa distribusi tegangan Struktur tanpa deck Tegangan Deformasi Tegangan maksimum = 201 Mpa Deformasi maksimum = 4,51 cm

38 Analisa distribusi tegangan (lanjutan) Struktur dengan deck rigid Tegangan Deformasi Tegangan maksimum = 155 Mpa Deformasi maksimum = 1,04 cm

39 Analisa distribusi tegangan (lanjutan) Struktur dengan deck smeared Tegangan Deformasi Tegangan maksimum = 121 Mpa Deformasi maksimum = 1,6 cm

40 Lokasi tegangan maksimum Struktur tanpa deck Node number Equivalent (vonmises) stress (Pa) ,60E ,49E ,49E ,04E ,84E ,89E ,03E ,43E ,94E ,01E ,09E ,78E ,60E ,10E+07

41 Lokasi tegangan maksimum Struktur dengan deck rigid Node number Equivalent (von-mises) stress (Pa) ,06E ,98E ,69E ,81E ,05E ,32E ,60E ,55E ,23E ,45E ,09E ,92E ,05E ,22E ,04E+07

42 Lokasi tegangan maksimum Struktur dengan deck smeared Node number Equivalent (vonmises) stress (Pa) ,36E ,90E ,41E ,00E ,59E ,23E ,98E ,79E ,83E ,12E ,05E ,95E ,92E ,91E ,35E+07

43 Kesimpulan 1. Shear force maksimum : Kondisi still water : 18,017 MN lokasi : 50,825 m dari haluan Kondisi hogging : 22,243 MN lokasi : 50,825 m dari haluan Kondisi sagging : 17,504 MN lokasi : 64,2 m dari haluan Bending moment maksimum : Kondisi still water : 207,768 MN.m lokasi : 80,25 m dari haluan Kondisi hogging : 352,355 MN.m lokasi : 80,25 m dari haluan Kondisi sagging : -101,979 MN.m lokasi : 80,25 m dari haluan

44 Kesimpulan 2. Distribusi tegangan maksimum : Struktur tanpa deck : 201 MPa Struktur dengan deck rigid : 155 MPa Struktur dengan deck smeared : 121 Mpa 3. Lokasi tegangan maksimum pada masing-masing model yaitu : Struktur tanpa deck Struktur dengan deck rigid : pada transver girder pada kolom tiga : pada sambungan kolom pontoon pada kolom tiga Struktur dengan deck smeared : pada transverse girder di dalam pontoon yang terdapat di bawah kolom satu Tegangan maksimum terjadi pada kolom tiga karena pada kolom tersebut terjadi bending moment yang besar yaitu 352,355 MN.m. Menurut rules yang terdapat di ABS (American Bureau of Shipping) yaitu tegangan maksimum tidak boleh lebih dari 90% dari tegangan yield (σ maks 90% σ yield ), pada material baja A36 mempunyai σ yield sebesar 250 Mpa, maka dapat disimpulkan bahwa ketiga model semi-submersible memenuhi kriteria ABS.

45 Presentase pekerjaan Identifikasi masalah, pengumpulan data Proses modelling struktur semisubmersible dan validasi terhadap acuan Proses perhitungan respon struktur global pada kondisi still water dan akibat eksitasi gelomang Analisa tegangan maksimum yang terjadi pada struktur dan lokasi tegangan maksimum Posisi penulis FINISHING dan REPORTING

46 TERIMA KASIH