BAB 4 STUDI KASUS 4.1 UMUM Platform LProcess merupakan struktur anjungan lepas pantai tipe jacket dengan struktur empat kaki dan terdiri dari dua deck untuk fasilitas Process. Platform ini terletak pada kedalaman 89 ft dari MSL (Mean Sea Level) di Laut Jawa dengan koordinat sebagai berikut: 050 53' 45.00" S; 1070 29' 34.00" E Platform ini memiliki empat kaki, empat tiang pancang struktur baja yang mengakomodasikan dua deck, tujuh riser dan dua caissons. Elevasi deck sebelum mengalami subsidence sebagai berikut: Elevasi main deck (+) 43,10 ft Elevasi cellar deck (+) 23,225 ft Gambar 4. 1 Platform LProcess Harry Firmansyah 15004096 4 1
Gambar 4. 2 Orientasi arah/ posisi platfom Platform L-Process ini telah mengalami subsidence yang dapat mengakibatkan peningkatan beban gelombang dan arus, sehingga diperlukan analisis lebih lanjut terhadap struktur-struktur pada platform tersebut. Analisis yang dilakukan yaitu pemodelan anjungan lepas pantai dengan beban statik menggunakan analisis linier statik menghasilkan member-member struktur yang telah mengalami leleh akibat peningkatan beban gelombang dan adanya gaya gelombang pada deck. Tingkat kerusakan pada member yang telah mengalami leleh pada analisis linier statik akan dianalisis lebih lanjut lagi menggunakan analisis non-linier statik untuk mengetahui perilaku tegangan yang terjadi pada member dengan lebih akurat. Oleh karena itu, analisis non-linier statik perlu dilakukan pada member-member struktur yang telah mengalami leleh. Informasi-informasi seperti distribusi kerusakan dan kapasitas tegangan sisa pada struktur akan diolah dalam analisis pemeriksaan keamanan struktur. Harry Firmansyah 15004096 4 2
4.2 KRITERIA DISAIN 4.2.1 Beban Berat/Gravitasi Struktur Beban mati (termasuk gaya apung) pada semua member akan digunakan sebagai data input dalam program SACS. Yang termasuk beban mati adalah berat pelat deck dan grating, handrail, tangga, jalur pipa, dan peralatan-peralatan lainnya dimodelkan sebagai beban merata atau beban terpusat pada deck dan beban-beban tersebut menjadi salah satu load case pada analisis. Beban-beban yang terjadi pada struktur platform akan dipaparkan sebagai berikut: Tabel 4. 1 Kondisi Pembebanan Pada Struktur No Nama Beban Berat (kips) 1 Structural 1002.5 2 Equipment loads 430.8 3 Piping loads a. Main Deck 342 b. Cellar Deck 152 3 Bridge and Stair Loads 204.5 4 Boat Landing 55 Total 2186.8 Beban peralatan (Equipment) yang terdapat pada platform ini disajikan pada table berikut ini: Harry Firmansyah 15004096 4 3
Tabel 4. 2 Beban Peralatan (Equipment) 4.2.2 Beban Lingkungan Beban lingkungan pada analisis ini antara lain beban gelombang, angin, dan arus kondisi operating (periode ulang 1 tahunan) dan beban kondisi storm (periode ulang 100 tahunan). Pada analisis linier, beban lingkungan dilakukan untuk 8 arah sesuai dengan yang diisyaratkan oleh API RP2A WSD dengan ketentuan arah seperti tertera dalam gambar 4.3 berikut: Harry Firmansyah 15004096 4 4
Platform Gambar 4. 3 Arah Beban Lingkungan 1. Beban Angin Kecepatan angin yang dipakai dalam analisis ini adalah kecepatan angin selama 1 jam sesuai dengan yang diisyaratkan oleh API RP2A WSD. Kondisi angin untuk daerah studi kasus yang ditinjau adalah sebagai berikut: Kondisi Tabel 4. 3 Kondisi Angin Lokasi Studi Kecepatan angin (mph) Durasi Operating (periode ulang 1 tahunan) 38 1 jam Storm (periode ulang 100 tahunan) 63 1 jam Harry Firmansyah 15004096 4 5
2. Gelombang dan Arus Keterangan Operating (1 tahunan) Storm (100 tahunan) Tinggi gelombang (ft) 16.70 24.30 Perioda gelombang (sec) 7.10 7.80 Arus % Elevasi di Bawah Permukaan Laut Kecepatan (ft/sec) Kecepatan (ft/sec) 0 3.00 4.00 10 2.80 3.27 20 2.60 2.75 30 2.40 2.36 40 2.20 2.06 50 2.00 1.87 60 1.80 1.70 70 1.60 1.60 80 1.40 1.51 90 1.20 1.47 100 1.00 1.41 4.2.3 Kedalaman Air (Water Depth) Kedalaman air rata-rata (Mean Sea Level) pada kondisi original adalah 89 ft pada kondisi sebelum terjadi subsidence, dengan tingkat subsidence sebesar 17.028 ft, maka diperoleh kedalaman air untuk kondisi setelah terjadi subsidence seperti disajikan dalam tabel 4.4 berikut: Tabel 4. 4 Perhitungan Kedalaman Air Setelah Subsidence Deskripsi Sebelum Subsidence Setelah Subsidence MSL original (ft) 89 89 Subsidence (ft) 0 17.03 Highest astronomical tide (ft) 2.6 2.6 Surge (ft) Storm (100 year) 1 1 Kedalaman air (ft) 89 106.02 Kedalaman air maksimum (ft) 92.6 109.62 Harry Firmansyah 15004096 4 6
4.2.4 Marine Growth Pengukuran ketebalan marine growth sangat bervariasi dari struktur bagian bawah ke struktur bagian atas rata-rata sebesar 1.5 dari MSL ke -30 ft di bawah permukaan laut dan 1.0 dari -30 ft di bawah permukaan laut ke mudline (-89 ft). Tabel 4. 5 Marine Growth No Elevasi Ketebalan Radial (in) 1 MSL ( 30 ft) 2.00 in 2 ( 30 ft) Mudline 1.00 in 4.2.5 Material Kekuatan material yang digunakan dalam analisis ini adalah: Tegangan Leleh Tegangan Ultimate 35000 psi 60000 psi (241 MPa) (413 MPa) 4.3 PEMODELAN Pada kondisi storm, beban lingkungan yang digunakan adalah beban dengan perioda ulang 100 tahun. Terdapat dua pemodelan yang dianalisis pada Tugas Akhir ini, yang pertama kondisi saat platform belum mengalami subsidence dan yang kedua adalah model platform setelah mengalami subsidence. Peristiwa subsidence merupakan keadaan saat elevasi platform mengalami penurunan sehingga permukaan air meningkat dan mengakibatkan peningkatan gaya gelombang. Pada kondisi setelah terjadi subsidence, Pemeriksaan kapasitas tekuk dan kapasitas plastis berdasarkan API WSD telah dicapai sehingga perlu dilakukan analisis lebih lanjut menggunakan analisis nonlinier statik untuk mengetahui Harry Firmansyah 15004096 4 7
kapasitas struktur dalam menahan beban yang masih bisa dicapai. Sendi plastis dan elemen-elemen tekuk ditampilkan pada elemen di titik-titik tumpuan yang telah mengalami tegangan leleh. Perhitungan modifikasi matriks kekakuan sendi plastis dihitung dan prosesnya berlanjut pada tahap pembebanan berikutnya. Beban lingkungan ditambahkan secara bertahap sedikit demi sedikit sampai mencapai beban lingkungan maksimum. Harry Firmansyah 15004096 4 8
Analisis Linier dan Non Linier Struktur Anjungan Lepas Pantai Akibat Penurunan Dasar Laut 1 92.600 Gambar 4. 4 Kondisi sebelum subsidence Gambar 4. 5 Kondisi Setelah Subsidence Harry Firmansyah 15004096 4 9