BAB 4
4 Analisis Inplace
Analisis inplace adalah analisis yang dilakukan terhadap platform ketika platform sudah berada eksisting di lokasinya. Platform akan dianalisis sebagai sebuah struktur lengkap terhadap berbagai kondisi pembebanan yang mungkin terjadi. Analisis inplace tidak menghitung proses instalasi, lifting, transportasi, dan proses lain sebelum platform terpasang. Analisis inplace ajungan ini mempertimbangkan dua kondisi pembebanan yaitu :
1.
Kondisi Operating (Periode Ulang 1 tahun)
2.
Kondisi Storm (Periode Ulang 100 tahun)
Untuk mendapatkan interaksi pile dan tanah yang mendekati keadaan sebenarnya, tanah dimodelkan secara non-linier pada modul PSI (Pile Soil Interaction) Perbedaan kondisi operating dan kondisi storm adalah sebagai berikut :
1.
Input Data Lingkungan Kondisi operating menggunakan data kecepatan angin, kecepatan arus, tinggi dan perioda gelombang untuk perioda ulang 1 tahun sedangkan kondisi storm menggunakan data lingkungan tersebut untuk perioda ulang 100 tahun.
2.
Batas Rasio Tegangan ( Unity Check )
Nilai maksimum unity check untuk kondisi operating dibatasi sama dengan 1.0 sedangkan unity check kondisi storm diperbesar 33.33% sehingga batasnya menjadi 1.33.
4.1
Kombinasi Pembebanan (Load Combination)
Beban dasar seperti yang disebutkan pad Bab 3 dikombinasikan dan difaktorkan dengan aturan tertentu untuk mendapatkan kondisi pembebanan yang paling membahayakan bagi struktur. Kombinasi pembebanan dan faktor pembebanan untuk kondisi operating dan storm diberikan pada Tabel 4.1.
4-1
Tabel 4.1 LC No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15-23 27-35 39-46 47-54
Kombinasi Pembebanan untuk Kondisi Operating Load Cases
Self Weight (Dead Load) Equipment Main Deck Live Load Mezzannine Deck Live Load Cellar Deck Live Load Sub Cellar Deck Live Load Jacket Walkway Live Load Momen Crane Arah X Momen Crane Arah Y Hook (Crane Vertikal) Wind on Deck Arah X (1 yr) Wind on Deck Arah Y (1 yr) Wind on Deck Arah X (100 yr) Wind on Deck Arah Y (100 yr) Work Over Rig Dead Load Work Over Rig Live Load 1 Year Wave + Current 100 Year Wave + Current
Load Combination Operating Storm X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X
Keterangan : -
untuk beban angin, momen crane, dan wave-current digunakan 8 arah pembebanan
-
untuk beban work over rig dead load dan live load dipakai pada satu conductor yang sedang beroperasi.
-
Selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran A
4.2
Output Analisis Inplace
Beberapa ouput yang dihasilkan dari analisis inplace ini adalah sebagai berikut : 1.
Unity check member untuk kondisi operating dan storm.
2.
Joint puching shear check untuk kondisi operating dan storm. Sambungan yang ditinjau punching shear-nya hanya sambungan tubular saja.
3.
Pile safety factor untuk kondisi operating dan storm.
4.2.1
Unity Check Member
Unity check member untuk kondisi operating disyaratkan kurang dari 1 sedangkan untuk kondisi storm batasnya dinaikkan 33.33 % menjadi 1.33. Semua member baik tubular dan non-tubular akan ditampilkan nilai unity check nya. Di dalam file model struktur, hanya opsi maksimum unity check saja yang diaktifkan, artinya dari berbagai kondisi pembebanan hanya pembebanan yang menghasilkan unity check maksimum saja yang ditampilkan dalam laporan. Rasio tegangan (unity check) merupakan perbandingan antara tegangan aktual member dengan tegangan izin. Dari hasil run yang telah dilakukan, tidak terdapat member yang memiliki UC>1
4-2
seperti yang disyaratkan API RP2A namun ada beberapa member yang memiliki nilai 0.8
Rasio Tegangan Maksimum Member Analisis Inplace-Operating (0.8
Grup
Deskripsi
UC
LC No.
9376-9895
MZ1
Mezzanine Deck at +43 ft
0.883
225
9379-9896
MZ1
Mezzanine Deck at +43 ft
0.949
271
9895-9378
MZ1
Mezzanine Deck at +43 ft
0.959
231
9896-9377
MZ1
Mezzanine Deck at +43 ft
0.883
245
9318-9356
SC2
Sub Cellar Deck at +28 ft
0.940
223
9360-9358
SC4
Sub Cellar Deck at +28 ft
0.852
273
Masing-masing LC (Load Combination) diatas merupakan kombinasi beban-beban sebagai berikut : -
LC No.225 = SW+Eq+MDLL+MZLL+CDLL+SCLL+JWLL+MCraneX&Y+Hook+Wind X&Y +WOR#2 DL&LL+Wave (arah 180o)
-
LC No.271 = SW+Eq+MDLL+MZLL+CDLL+SCLL+JWLL+MCraneX&Y+Hook+Wind X&Y +WOR#7 DL&LL+Wave (arah 0o)
-
LC No.231 = SW+Eq+MDLL+MZLL+CDLL+SCLL+JWLL+MCraneX&Y+Hook+Wind X&Y +WOR#3 DL&LL+Wave (arah 0o)
-
LC No.245 = SW+Eq+MDLL+MZLL+CDLL+SCLL+JWLL+MCraneX&Y+Hook+Wind X&Y +WOR#4 DL&LL+Wave (arah 180o)
-
LC No.223 = SW+Eq+MDLL+MZLL+CDLL+SCLL+JWLL+MCraneX&Y+Hook+Wind X&Y +WOR#2 DL&LL+Wave (arah 90o)
-
LC No.273= SW+Eq+MDLL+MZLL+CDLL+SCLL+JWLL+MCraneX&Y+Hook+Wind X&Y +WOR#7 DL&LL+Wave (arah 90o)
Dimana : SW
: Berat Sendiri Struktur
JWLL
: Live Load pada Jacket Walkway
Eq
: Peralatan
WOR
: Work Over Rig
MDLL
: Live Load pada Main Deck
Hook
: Berat Crane
CDLL
: Live Load pada Cellar Deck
SCLL
: Live Load pada Sub Cellar Deck
Unity check untuk pile dilakukan per kedalaman pile masuk ke tanah, dimana kedalaman pile di dalam tanah sebesar -258 ft dari mudline. Gambar 4.1 memperlihatkan hasil plot unity check pile terhadap kedalaman tanah. Hasil pile unity check untuk kondisi operating dapat dilihat pada Lampiran B.
4-3
UC PILE-OPERATING Unity Check Pile 0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
Kedalaman Tanah (ft)
0
50
100
150
200
250
Gambar 4.1 Unity check per kedalaman untuk pile-kondisi operating. Postvue tiap member hasil running SACS untuk kondisi operating dapat dilihat pada Gambar 4.2. Untuk kondisi operating ini, member masih mampu menahan beban-beban statik yang bekerja, hal ini terlihat pada unity check member tersebut yang nilainya <1.
Gambar 4.2
Postvue member untuk kondisi operating.
4-4
Keterangan gambar : - member berwarna kuning merupakan member yang memiliki nilai 0.8
Struktur juga dianalisis terhadap kondisi storm, yaitu pembebanan lingkungan dengan perioda ulang 100 tahun. Dari hasil run yang telah dilakukan, tidak terdapat member yang memiliki UC>1 seperti yang disyaratkan API RP2A namun terdapat member yang memiliki nilai 0.8
Rasio Tegangan Maksimum Member Analisis Inplace-Storm (0.8
Member
Grup
Deskripsi
UC
LC No.
9132-8258
105
Member at -108 ft
0.815
516
9869-8920
CD6
Cellar Deck at +35 ft
0.879
511
8573-8736
MD2
Main Deck +54 ft
0.896
597
8734-8620
MD4
Main Deck +54 ft
0.901
585
Masing-masing LC (Load Combination) diatas merupakan kombinasi beban-beban sebagai berikut : -
LC No.516 = SW+Eq+MDLL+MZLL+CDLL+SCLL+JWLL+Hook+WindX&Y+WOR#1DL+Wave (arah 225o)
-
LC No.511 = SW+Eq+MDLL+MZLL+CDLL+SCLL+JWLL+Hook+Wind X&Y+WOR#7 DL+Wave (arah 0o)
-
LC No.597 = SW+Eq+MDLL+MZLL+CDLL+SCLL+JWLL+Hook+Wind X&Y+WOR#9 DL+Wave (arah 270o)
-
LC No.585 = SW+Eq+MDLL+MZLL+CDLL+SCLL+JWLL+Hook+Wind X&Y+WOR#8DL+Wave (arah 180o)
Sama dengan kondisi operating, Unity check untuk pile dilakukan per kedalaman pile masuk ke tanah, dimana kedalaman pile di dalam tanah sebesar -258 ft dari mudline. Gambar 4.2 memperlihatkan hasil plot unity check pile terhadap kedalaman tanah. Hasil pile unity check untuk kondisi storm dapat dilihat pada Lampiran B.
4-5
UC PILE-STORM Unity Check Pile 0,000
0,200
0,400
0,600
0,800
1,000
1,200
Kedalaman Tanah (ft)
0
50
100
150
200
250
Gambar 4.3 Unity check per kedalaman untuk pile -kondisi storm. Postvue tiap member hasil running SACS untuk kondisi storm dapat dilihat pada Gambar 4.4. Untuk kondisi storm ini, member masih mampu menahan beban-beban statik yang bekerja, hal ini terlihat pada unity check member tersebut yang nilainya <1.
Gambar 4.4
Postvue member untuk kondisi storm.
4-6
Keterangan gambar : - member berwarna kuning merupakan member yang memiliki nilai 0.8
4.2.2
Pengecekan Joint Can
Sambungan yang ditinjau hanya sambungan tubular saja dan dipilih dengan input file joint can option. Besaran yang menjadi output adalah unity check joint can. Untuk kondisi operating disyaratkan kurang dari 1 sedangkan untuk kondisi storm batasnya dinaikkan 33.33 % menjadi 1.33. Hasil run program SACS berupa rasio kekuatan sambungan antar elemen tubular dengan dasar tegangan punching shear dan beban nominal menunjukkan bahwa tidak ada joint can yang memiliki nilai UC>1 seperti yang disyaratkan API RP2A. Ringkasan tegangan maksimum sambungan tubular untuk kondisi operating dan storm diberikan pada Lampiran B.
4.2.3
Pile Safety Factor
Pile memilki kapasitas tertentu dalam menahan beban axial yang terjadi. Rasio antara kapasitas aksial pile dengan beban maksimum yang terjadi merupakan nilai safety factor untuk pile. Safety factor untuk kondisi operating disyaratkan minimum 2.0 sedangkan untuk kondisi storm dan seismik disyaratkan minimum 1.50. Ringkasan faktor keamanan pile untuk kondisi operating diberikan pada Tabel 4.6. Tabel 4.4
Faktor Keamanan Pile untuk Kondisi Operating
Pile Joint
Group
101P
Compression
Tension
LC no
Safety Factor
LC no
Safety Factor
PL1
285
4.62
12
18.32
102P
PL1
271
4.20
12
17.35
103P
PL1
225
4.08
46
21.73
104P
PL1
221
3.85
44
19.61
Masing-masing LC (Load Combination) diatas merupakan kombinasi beban-beban sebagai berikut : -
LC No.285 = SW+Eq+MDLL+MZLL+CDLL+SCLL+JWLL+MCraneX&Y+Hook+Wind X&Y +WOR#8 DL&LL+Wave (arah 180o)
-
LC No.271 = SW+Eq+MDLL+MZLL+CDLL+SCLL+JWLL+MCraneX&Y+Hook+Wind X&Y +WOR#7 DL&LL+Wave (arah 0o)
-
LC No.225 = SW+Eq+MDLL+MZLL+CDLL+SCLL+JWLL+MCraneX&Y+Hook+Wind X&Y +WOR#2 DL&LL+Wave (arah 180o)
-
LC No.221 = SW+Eq+MDLL+MZLL+CDLL+SCLL+JWLL+MCraneX&Y+Hook+Wind X&Y +WOR#2 DL&LL+Wave (arah 0o)
-
LC No.12 = Wind on Deck Arah Y
-
LC No.46 = Wave arah 315o
-
LC No.44 = Wave arah 225o
4-7
Tabel 4.6 menunjukkan faktor keamanan maksimum yang terjadi pada pile. Nilai faktor keamanan merupakan perbandingan antara kapasitas aksial pile dengan beban maksimum yang bekerja. Nilai faktor keamanan yang terjadi untuk seluruh pile besarnya diatas 2.0 seperti yang disyaratkan API RP2A untuk kondisi operating, artinya beban yang bekerja masih dibawah kapasitas pile dalam menahan beban. Safety Factor diatas didapat dari perhitungan sebagai berikut :
SF =
Pile Capacity .........................................................................................................(4.1) Beban Maksimum yang Terjadi
Dari output SACS untuk kondisi operating, factor keamanan pile didapat (Tabel 4.7) : Tabel 4.5 Perhitungan Faktor Keamanan Pile untuk Kondisi Operating. Compression Pile Joint 101P 102P 103P 104P
Tension Pile Capacity (kips)
Pile Capacity (kips)
Max. Load (kips)
SF
-4726,80 -4726,80 -4726,80 -4726,80
-1022.7 -1124.1 -1157.7 -1228.7
4.62 4.20 4.08 3.85
Max. Load (kips)
4292,30 4292,30 4292,30 4292,30
234,00 247,60 197,50 218,90
SF 18.32 17.35 21.73 19.61
Pile juga dianalisis terhadap beban lingkungan pada kondisi storm. Ringkasan faktor keamanan pile untuk kondisi storm diberikan pada Tabel 4.8. Tabel 4.6
Faktor Keamanan Pile untuk Kondisi Storm.
Pile Joint
Group
101P
Compression
Tension
LC no
Safety Factor
LC no
Safety Factor
PL1
566
3.09
48
4.84
102P
PL1
578
2.70
50
4.34
103P
PL1
564
2.84
54
4.81
104P
PL1
512
2.57
52
4.34
Masing-masing LC (Load Combination) diatas merupakan kombinasi beban-beban sebagai berikut : -
LC No.566 = SW+Eq+MDLL+MZLL+CDLL+SCLL+JWLL+Hook+WindX&Y+WOR#6 DL+Wave (arah 225o)
-
LC No.578 = SW+Eq+MDLL+MZLL+CDLL+SCLL+JWLL+Hook+Wind X&Y+WOR#7 DL+Wave (arah 315o)
-
LC No.564 = SW+Eq+MDLL+MZLL+CDLL+SCLL+JWLL+Hook+Wind X&Y+WOR#6 DL+Wave (arah 135o)
-
LC No.512 = SW+Eq+MDLL+MZLL+CDLL+SCLL+JWLL+Hook+Wind X&Y+WOR#1 DL+Wave (arah 45o)
-
LC No.48 = Wave arah 45o
-
LC No.50 = Wave arah 135o
-
LC No.54 = Wave arah 315o
4-8
-
LC No.52 = Wave arah 225o
Tabel 4.8 menunjukkan faktor keamanan pile pada kondisi storm. Faktor keamanan minimum untuk kondisi storm adalah 1.50. Dapat dilihat bahwa faktor keamanan pile yang terjadi untuk seluruh pile besarnya >1.5 seperti yang disyaratkan API RP2A untuk kondisi storm, artinya beban yang bekerja masih dibawah kapasitas pile dalam menahan beban. Dari output SACS untuk kondisi storm, factor keamanan pile didapat juga dari persamaan (4.1) yaitu sebagai berikut (Tabel 4.9) : Tabel 4.7 Perhitungan Faktor Keamanan Pile untuk Kondisi Storm Compression Pile Joint 101P 102P 103P 104P
Tension
Pile Capacity (kips)
Max. Load (kips)
SF
-4726,80 -4726,80 -4726,80 -4726,80
-1531,40 -1753,60 -1666,10 -1840,80
3,09 2,70 2,84 2,57
Pile Capacity (kips) 4292,30 4292,30 4292,30 4292,30
Max. Load (kips)
SF
887,50 989,40 892,70 989,50
4,84 4,34 4,81 4,34
4-9
