IMADUDDIN ABIL FADA 3106100077
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2010
ANALISA PUSHOVER DENGAN KONDISI GEMPA 800 TAHUN PADA STRUKTUR JACKET TERPANCANG
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.
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.
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.
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 Sipil ITS selama ini.
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) KONTROL DESAIN PUSHOVER BEBAN GEMPA 800 TAHUN
MENGHITUNG RSR KESIMPULAN SELESAI
DATA GEMPA LOKASI STRUKTUR : • Nama Perusahaan : TOTAL E&P, Indonesia • Lokasi : Perairan Selat Makasar – Indonesia • Koordinat : Lintang Utara 0059’45.39” Bujur Timur 117050’42.61” • Kedalaman laut : 112 feet (34.13 meter) DAERAH ZONA GEMPA • Bujur Timur 1160 dan Lintang Utara 30 • Bujur Barat 1240 dan Lintang Utara 30 • Bujur Timur 1160 dan Lintang Selatan 60 • Bujur Barat 1240 dan Lintang Selatan 60 • Zona kedalaman : Minimum = 1 KM Maximum = 740 KM • Zona waktu : 22-01-1905 s/d 31-03- 2010 • Zona magnitude : Minimum = 2.0 Skala Richter Maximum = 8.0 Skala Richter
STRUKTUR PLATFORM BEKAPAI-BL
PETA LOKASI STRUKTUR PLATFORM
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 BekapaiBL dengan data : • Periode ulang (T) = 800 tahun • Umur rencana (t) = 20 tahun • Faktor redaman = 5% • Natural periode bangunan = 1.76 • PGA = 0.4 g = 4924.8 KN
PEMODELAN DAN PEMBEBANAN STRUKTUR JACKET LOAD
LOAD QUANTITY
Minimum Dead Load
482 tonnes
Maximum Dead Load
1567 tonnes
Minimum Water Depth
36.95 meter
Maximum Water Depth
34.45 meter
DATA STRUKTUR Dimensi dan jenis profil member struktur jacket Keterangan 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
Profil Member 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
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 : 40.35 meter Tinggi riser dari lantai atas-bawah : 38.35 meter
PEMODELAN STRUKTUR
Maindeck dan Cellardeck
Jacket, boat landing dan conductors
Bentuk dan dimensi ketinggian struktur jacket (meter)
PEMODELAN JOINT STRUKTUR JACKET
PEMODELAN MEMBER STRUKTUR JACKET
Joint 581L :
SEBELUM
Joint 519L :
SESUDAH
Joint 319L:
SEBELUM
SEBELUM
OFFSETTING
SESUDAH
Joint 1138:
SESUDAH
SEBELUM
SESUDAH
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
PEMODELAN AKHIR STRUKTUR JACKET BEKAPAI – BL DENGAN PROGRAM SACS 5.2
Tampak Depan, Belakang, Kiri, Kanan Struktur Jacket
PEMODELAN BEBAN STATIS 3917.5 KN
3917.5 KN
3917.5 KN 3917.5 KN
PEMODELAN BEBAN PUSHOVER 3917.5 KN
3917.5 KN
3917.5 KN
1231.2 KN 3917.5 KN
1231.2 KN
1231.2 KN
1231.2 KN
ANALISA STRUKTUR ANALISA STATIS • Total Mass • Center of Gravity
: :
5818.766 KN (581.8766 ton) X = - 1.241 meter Y = - 0.048 meter Z = -16.889 meter
Pusat Daya Apung (Center of Buoyancy) • X : -1.162 meter • Y : -0.068 meter • Z : -20.225 meter
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 o o o o o
•
: DB2 :3 : -71.53 N/mm2 : 135.06 N/mm2 : 15670 KN : 0.671
Member 019P-1042 o o o o o o
•
Group ID Load Condition Axial stress Allowable Stresses Load Val ue Maximum Unity Check Group ID Load Condition Axial stress Allowable Stresses Load Val ue Maximum Unity Check
: DB2 :3 : -69.41 N/mm2 : 135.06 N/mm2 : 15670 KN : 0.649
Member 099P-1041 o o o o o o
Group ID Load Condition Axial stress Allowable Stresses Load Val ue Maximum Unity Check
: DB2 :3 : -71.08 N/mm2 : 135.06 N/mm2 : 15670 KN : 0.674
Full Plastic Collapse Analysis Load
Hasil Analia RSR RSR = Beban Struktur Collapse Beban kondisi awal = P awal + Total P increment P awal = 4924.8 + (4924.8 x 2.6) 4924.8 = 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
HASIL ACCELERATION DISPLACEMENT RESPONSE SPECTRA (ADRS)
KESIMPULAN • Dengan analisa data gempa 800 tahun didapatkan besarnya nilai beban gempa pada daerah struktur jacket adalah sebesar 0.4 g (4924.8 KN) • Dengan analisis statis struktur dapat diketahui massa total dari struktur jacket yang dirancang, yaitu sebesar 5818.766 KN (581.8766 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
TERIMA KASIH
