PERENCANAAN BANGUNAN LEPAS PANTAI STATIS EMPAT KAKI BERDASARKA API RP2A WSD PDF

Preview

Summary

PERENCANAAN BANGUNAN LEPAS PANTAI STATIS PERANCANGAN STRUKTUR EMPAT KAKI PADA XYZ WELLHEAD PLATFORM KRISTOFORUS SATYA ANGGARA 2021 https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Framboll.com%2Fprojects%2Frog%2Fvalhall- flank&psig=AOvVaw0Z4aPV_GxvWIxdcxrdHU_&ust=1614317140079000&sou...

Description

PERENCANAAN BANGUNAN LEPAS PANTAI STATIS PERANCANGAN STRUKTUR EMPAT KAKI PADA XYZ WELLHEAD PLATFORM

KRISTOFORUS SATYA ANGGARA 2021

https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Framboll.com%2Fprojects%2Frog%2Fvalhallflank&psig=AOvVaw0Z4aPV_GxvWIxdcxrdHU_&ust=1614317140079000&source=images&cd=vfe&ved =2ahUKEwi3ruSOpoTvAhUgKbcAHQ7IBx4QjRx6BAgAEAc

RINGKASAN Platform yang dirancang adalah platform yang berfungsi sebagai Wellhead Platform dengan jumlah kaki 4 dan berorientasi +32,50 dari arah True North. Platform ini ditempatkan pada kedalaman 115 ft yang diukur dari MSL dengan fasilitas yang dipasang pada dua deck yaitu main deck (40x40 ft) dan cellar deck (40x40 ft) yang mengakomodasi 6 conductor dengan diameter 24” serta helideck yang dirancang untuk helikopter Boeing Tipe Vertol BO-105C. Platform ini memiliki tinggi total 164 ft dari mudline. Hasil perancangan yang telah dilakukan secara perhitungan manual kemudian diinputkan untuk pemodelan numerik dengan bantuan software SACS 10.3 Connect lalu dilakukan berbagai analisis yakni analisis pada Member Unity Check (UC), Beban Vertikal dan Horizontal, dan Joint Displacement. Namun yang terpenting atau acuan dalam melakukan redesign agar memiliki struktur yang kaut adalah berdasarkan hasil analisis UC sebab akan mengetahui hasil dari rasio tegangan sebenarnya dengan tegangan izin (Baja A36). Berikut ini adalah tabel dari hasil konfigurasi akhir untuk profil girder dan tubular member pada Wellhead Platform. Deck Cellar Deck Main Deck Heli Deck

Profil Girder Main Girder Secondary Girder W 33 x 130 W 24 x 104 W 33 x 130 W 24 x 104 W 24 x 104 W 8 x 40

Tubular Member Heli Deck Leg Main Deck Leg Cellar Deck Leg Jacket Leg Jacket Brace Pile Conductor Conductor Support Top Conductor Support Bottom

Diameter (in) 35 35 35 45 21 38 24 15 21

Ketebalan (in) 1 1 1 0,875 0,875 0,875 0,625 0,625 0,875

i

Berikut ini adalah tabel hasil UC akhir untuk setiap kondisi berdasarkan aturan API RP2A WSD yang dapat memberikan gambaran bahwa dengan konfigurasi akhir profil struktur Wellhead Platform dari tabel sebelumnya dapat dikatakan telah aman berdasarkan analisis global karena nilai UC pada member-member utama dari struktur telah di atas satu atau memenuhi tegangan izin (Baja A36).

Group ID

Deskripsi

MGM MGC MGH SGM SGC SGH DLC DLH DLM L1A, L2A, L1B, L2B BR 1-4 & XB A,B,1,2 P1A, P2A, P1B, P2B CON CST CSU

Main Deck Main Girder Cellar Deck Main Girder Heli Deck Main Girder Main Deck Secondary Girder Cellar Deck Secondary Girder Heli Deck Secondary Girder Main Deck Leg Cellar Deck Leg Heli Deck Leg Jacket Leg Jacket Brace Pile Conductor Conductor Support Top Conductor Support Bottom

Nilai UC Maksimum Operasi Badai 0,466 0,782 0,435 0,388 0,481 0,168 0,334 0,417 0,254 0,363 1,042 0,271 0,402 0,151 0,416 0,298 0,428 0,433 0,487 0,239 0,274 0,477 0,391 1,136 0,4 0,412 1,054 0,289

Dapat dilihat terdapat beberapa member yang memiliki UC > 1. Member ini menerima beban dari conductor sehingga dapat diabaikan. Didapatkan juga member yang muncul hasil UC (-) berarti nilainya sangat kecil.

ii

KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan YME sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Perancangan Struktur Lepas Pantai Statis. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada pihak–pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan ini yaitu Dosen penulis yang memberikan pengetahuan selama kuliah dan referensi laporan dari senior penulis. Penulis menyadari bahwa laporan ini jauh dari sempurna sehingga saran dan kritik yang membangun pada laporan ini sangat diharapkan agar dapat memberikan manfaat bagi pembaca.

Depok, 2021

Penulis

iii

DAFTAR ISI RINGKASAN ............................................................................................................................. i KATA PENGANTAR ............................................................................................................. iii DAFTAR ISI............................................................................................................................. iv DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................. viii DAFTAR TABEL ..................................................................................................................... ix BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................................... 1 1.1.

Latar Belakang ............................................................................................................ 1

1.2.

Rumusan Masalah ....................................................................................................... 1

1.3. Tujuan ............................................................................................................................. 2 1.4. Batasan Masalah ............................................................................................................. 2 1.5. Manfaat ........................................................................................................................... 3 BAB II DASAR TEORI ............................................................................................................ 4 2.1. Perancangan Struktur Jacket ........................................................................................... 4 2.1.1. Perencanaan ............................................................................................................. 4 2.1.2. Codes and Standard ................................................................................................. 4 2.1.4. Struktur Pancang ...................................................................................................... 4 2.2. Desain untuk Kondisi Statis (In-place Situation) ........................................................... 5 2.3. Kriteria Pembebanan ....................................................................................................... 6 2.4. Kondisi Pembebanan ...................................................................................................... 6 2.5. Kombinasi Beban (Load Combination and Load Factors) ............................................ 7 2.6. Penentuan Teori Gelombang........................................................................................... 7 2.7. Persamaaan Morison ....................................................................................................... 8 2.8. Gaya Gelombang pada Silinder Langsing Terpancang Miring ...................................... 9 2.9. Perhitungan Gaya Arus ................................................................................................. 11 iv

2.10. Perhitungan Gaya Angin ............................................................................................. 12 2.11. Desain Struktur Baja ................................................................................................... 13 2.11.1. Desain Pelat ......................................................................................................... 13 2.11.2. Desain Beam ........................................................................................................ 14 2.11.3. Desain Tubular Member (Deck Leg) ................................................................... 16 2.11.4. Desain Tubular Member (Jacket Leg) ................................................................. 17 2.11.5. Desain Tubular Member (Jacket Braces) ............................................................. 17 2.11.6. Desain Pondasi (Pile)........................................................................................... 18 BAB III METODOLOGI PERENCANAAN .......................................................................... 20 3.1. Diagram Alir ................................................................................................................. 20 3.2. Penjelasan Diagram Alir ............................................................................................... 22 BAB IV KRITERIA PERANCANGAN ................................................................................. 23 4.1. Jenis Platform ............................................................................................................... 23 4.2. Arah Orientasi Platform ................................................................................................ 23 4.3. Kondisi Anjungan ......................................................................................................... 23 4.4. Koefisien Hidrodinamika .............................................................................................. 24 4.5. Studi Layout Equipment ............................................................................................... 24 4.6. Elevasi Deck.................................................................................................................. 24 4.7. Penentuan Ukuran Deck Leg ......................................................................................... 25 4.8. Penentuan Konfigurasi Jacket....................................................................................... 25 4.9. Penentuan Dimensi Jacket ............................................................................................ 27 4.10. Data Tanah .................................................................................................................. 28 4.11. Marine Growth............................................................................................................ 29 4.12. Splash Zone ................................................................................................................. 29 BAB V PERANCANGAN ...................................................................................................... 30 5.1. Deck .............................................................................................................................. 30 v

5.2. Deck Leg ....................................................................................................................... 30 5.3.

Jacket ......................................................................................................................... 32

5.4. Pile ................................................................................................................................ 32 BAB VI METODOLOGI PEMODELAN NUMERIK DENGAN SACS .............................. 33 6.1. Umum ........................................................................................................................... 33 6.2. Tahapan Pemodelan di SACS ....................................................................................... 33 6.3. Penentuan Pembebanan ................................................................................................ 33 6.3.1. Beban Dasar ........................................................................................................... 33 6.3.2. Pengelompokkan Beban......................................................................................... 34 BAB VII HASIL PEMODELAN NUMERIK DAN ANALISIS ............................................ 36 7.1. Member Unity Check .................................................................................................... 36 7.2. Beban Vertikal dan Horizontal ..................................................................................... 37 7.3. Joint Displacement........................................................................................................ 39 BAB 8 KONFIGURASI AKHIR DAN KESIMPULAN ........................................................ 40 DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................................. 44 LAMPIRAN A ........................................................................................................................... 3 MAIN DATA ......................................................................................................................... 4 LIST EQUIPMENT ............................................................................................................... 5 SIZE – EQUIPMENTS .......................................................................................................... 6 AREA - EQUIPMENTS ........................................................................................................ 7 DECK SIZE ........................................................................................................................... 8 CENTRE OF GRAVITY (EQUIPMENTS ONLY) .............................................................. 8 ENVELOPE CELLAR DECK .............................................................................................. 9 ENVELOPE MAIN DECK ................................................................................................. 11 MAIN DECK SCANTLING ............................................................................................... 12 CELLAR DECK SCANTLING .......................................................................................... 20 vi

HELI DECK SCANTLING ................................................................................................. 25 MATERIAL TAKE OFF CELLAR DECK .......................................................................... 3 MATERIAL TAKE OFF MAIN DECK ............................................................................... 4 MATERIAL TAKE OFF HELI DECK ................................................................................. 6 DECK LEG MAIN DECK .................................................................................................... 3 DECK LEG CELLAR DECK ............................................................................................... 5 DECK LEG HELI DECK ...................................................................................................... 7 PILE ....................................................................................................................................... 8 JACKET LEGS ...................................................................................................................... 9 JACKET BRACES .............................................................................................................. 11 PROPERTIES SUMMARY ................................................................................................ 12 ELEVASI ............................................................................................................................. 13 LAMPIRAN B ......................................................................................................................... 15 LAMPIRAN C ......................................................................................................................... 20 LAMPIRAN D ......................................................................................................................... 26 LAMPIRAN E ......................................................................................................................... 33

vii

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Grafik Area Penentuan Aplikatif Teori Gelombang ........................................... 7 Gambar 2.2. Silinder Terpancang Miring dalam Medan Propagasi Gelombang ..................... 9 Gambar 2.3. Beban Merata Tumpuan Sederhana................................................................... 13 Gambar 2.4. Beban Terpusat Tumpuan Jepit ......................................................................... 15 Gambar 2.5. Beban merata tumpuan jepit .............................................................................. 15 Gambar 2.6 Tabel C-C2.1 kolom ........................................................................................... 16 Gambar 2.7. Parameter Desain untuk Tanah Tertentu ........................................................... 19 Gambar 4.1. Arah Orientasi Anjungan ................................................................................... 23 Gambar 4.2. Tipe tanah .......................................................................................................... 28 Gambar 5.1. Distribusi Beban pada Main Deck Leg .............................................................. 31 Gambar 5.2. Distribusi Beban pada Cellar Deck Leg ............................................................ 31 Gambar 7.1. Tampilan Member UC pada Beban Kombinasi Operasi maupun Badai ........... 37

viii

DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Load Factors WSD................................................................................................... 7 Tabel 6.1. Penamaan Beban di SACS ..................................................................................... 33 Tabel 6.2. Matriks Pembebanan untuk Kondisi Operasi ......................................................... 34 Tabel 6.3. Matriks Pembebanan untuk Kondisi Badai ............................................................ 35 Tabel 7.1. Besaran Gaya Pembebanan saat Kondisi Operasi .................................................. 38 Tabel 7.2. Besaran Gaya Pembebanan saat Kondisi Badai ..................................................... 38 Tabel 7.3. Joint Displacement Maksimum Kondisi Operasi .................................................. 39 Tabel 7.4. Joint Displacement Maksimum Kondisi Badai...................................................... 39

ix

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Perkembangan teknologi perancangan bangunan lepas pantai berkembang pesat seiring meningkatnya kebutuhan dunia akan minyak dan gas bumi. Indonesia merupakan salah satu negara penghasil minyak di dunia. Sehingga teknologi perancangan bangunan lepas pantai sangat dibutuhkan untuk proses eksplorasi di Indonesia. Salah satu teknologi untuk keperluan eksplorasi adalah anjungan lepas pantai, baik yang tipe terpanjang (fixed structure) seperti jacket structure maupun yang bersifat terapung (floating strucure) seperti semisubmersible. Struktur jacket adalah salah satu jenis struktur lepas pantai terpancang yang terdiri dari struktur deck (main deck, cellar deck dan heli deck), jacket leg sebagai penyangga deck, dan tiang pancang sebagai penyalur gaya – gaya yang bekerja pada struktur ke dalam tanah. Pada perairan Indonesia, struktur anjungan lepas pantai yang umum digunakan adalah struktur jacket karena lebih ekonomis dan sesuai dengan kedalaman perairan yang relatif dangkal. Pada Laporan ini, akan dirancang sebuah Wellhead Platform. Proses perancangan platform ini didasarkan pada pedoman API RP2A WSD & AISC ASD Manual 13th Edition. Penulis juga mengambil referensi dari modul pelatihan dan laporan analisis senior.

1.2. Rumusan Masalah Dalam pengerjaan Laporan ini diangkat beberapa permasalahan antara lain: 1. Bagaimana menentukan ukuran dan konfigurasi awal pada Cellar Deck, Main Deck, dan Heli Deck? 2. Bagaimana menentukan posisi awal peralatan yang ada untuk tipe Wellhead Platform pada Cellar Deck dan Main Deck berdasarkan titik berat? 3. Bagaimana menentukan profil awal untuk scantlings struktur tiap deck, rencana elevasi, deck leg, pile, jacket leg, dan jacket braces? 4. Bagaimana menentukan pemodelan 3D secara numerik untuk desain awal dari seluruh struktur Wellhead Platform dengan bantuan software SACS Connect 10.3? 5. Bagaimana menentukan dimensi untuk redesign dari hasil analisis numerik SACS 1

Connect 10.3agar memiliki ketahanan struktur yang aman? 1.3. Tujuan Adapun tujuan pada perancangan Wellhead Platform ini adalah: 1. Mengaplikasikan dari hasil pengetahuan tentang mekanika teknik untuk perhitungan struktur Wellhead Platform. 2. Menentukan dimensi pada tiap deck dan tata letak peralatan yang ada untuk Wellhead Platform. 3. Menentukan dimensi awal untuk scantlings struktur tiap deck, rencana elevasi, deck leg, pile, jacket leg, dan jac...