Laporan Kp Revisi Terakhir
-
Upload
korusake-naruka-daime -
Category
Documents
-
view
75 -
download
2
description
Transcript of Laporan Kp Revisi Terakhir
ANALISIS TEGANGAN NORMAL PADA
LIFTING PLAN BUMI ARMADA PROJECT
DI PT. GLOBAL PROCESS SYSTEM (GPS)
Diajukan untuk memenuhi Tugas Kerja Praktek
Di Jurusan Teknik Mesin Itenas
Disusun oleh :
Deni Suhaya
12-2011-014
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
BANDUNG
2015
LEMBAR PENGESAHAN
KERJA PRAKTEK
βANALISIS TEGANGAN NORMAL PADA
LIFTING PLAN BUMI ARMADA PROJECTβ
DI PT. GLOBAL PROCESS SYSTEM (GPS)
Diajukan untuk memenuhi Tugas Kerja Praktek
Di Jurusan Teknik Mesin Itenas.
Bandung, Januari 2015
Telah diperiksa dan disetujui oleh :
Dosen Pembimbing
Eka Taufiq ST.,M.T.
LEMBAR PENGESAHAN
PT. GLOBAL PROCESS SYSTEM (GPS)
SEKUPANG, BATAM.
Menyetujui,
Pembimbing Kerja
Praktek
Sigit Purboyo
Mengetahui,
Direkrtur PT. GPS
Rony Rizan
iii
KATA PENGANTAR
Assalamuβalaikum Wr. Wb.
Segala puji dan sanjungan hanya berhak penulis panjatkan kehadirat Allah
SWT,yang telah melimpahkan kasih sayang-Nya yang maha luas tak terbatas oleh
ruang dan waktu sehingga penulis mampu menyelesaikan laporan hasil Kerja
Praktek dengan judul Analisi Tegangan Normal Pada Lifting Plan Bumi Armada
Project yang di laksanakan di PT. Global Process System (GPS) di Batam selama
1 bulan.
Ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Terima kasih kepada Allah SWT yang telah membimbing penulis dan
kedua orang tua serta teman - teman yang telah membantu penulis dalam
menyelasaikan laporan ini.
2. Bapak Eka Taufiq,ST.,M.T Selaku dosen pembimbing di Itenas yang telah
memberikan saran dan bimbingannya selama kerja praktek ini.
3. Ibu Kania Cristyanto selaku HRD PT. Global Process System yang telah
mengizinkan penulis melakukan Kerja Praktek di PT. Global Process
System.
4. Bpk Rony Rizan selaku manager dan bpk Sigit Purboyo sebagai
pembimbing di PT. Global Process System yang telah memberikan ilmu
dan bimbingannya selama kerja praktek ini.
5. Bang Ferdian selaku Drafter Engineer yang telah membagi ilmunya
tentang gambar teknik.
6. Seluruh pegawai staf dan karyawan PT. Global Process System terutama
staf di Engineering Department yang telah bekerja sama dalam
memberikan informasi dan bimbingannya.
7. Seluruh teman-teman jurusan teknik mesin khususnya angkatan 2011 yang
telah memberikan masukan dan dukungan
8. Semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu yang telah
memberikan dukungannya
iv
Penulis menyadari akan kekurangan dari laporan hasil Kerja Praktek ini
yang jauh dari kesempurnaan baik dari materi maupun dari segi penulisan laporan
ini. Segala saran maupun kritikan akan sangat bermanfaat bagi penulis untuk ke
depannya agar lebih baik.
Dengan ucapan βAlhamdulillah Was Syukurillahβ semoga laporan kerja
praktek ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Wassalamuβalaikum Wr.Wb.
Bandung, Januari 2015
Penulis
v
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................................... i
LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................................... ii
KATA PENGANTAR ............................................................................................... iii
DAFTAR ISI .............................................................................................................. v
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. vii
DAFTAR TABEL ...................................................................................................... ix
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang dan Rumusan Masalah........................................................ 1
1.2 Tujuan .......................................................................................................... 5
1.3 Ruang Lingkup Kajian ................................................................................. 5
1.4 Metodologi Penelitian .................................................................................. 6
1.5 Sistematika Penulisan .................................................................................. 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Teori Balok Sederhana ................................................................................. 8
2.1.1 Gaya Reaksi Tumpuan .......................................................................... 8
2.1.2 Gaya Dalam .......................................................................................... 11
2.1.3 Tegangan Lentur ................................................................................... 14
2.1.4 Defleksi (Lendutan) .............................................................................. 15
2.2 Module ......................................................................................................... 17
2.2.1 Stuctural (Rangka Dasar) ...................................................................... 17
2.2.2 Piping (Pipa) ......................................................................................... 17
2.2.3 Electrical (Kelistrikan) ......................................................................... 17
2.2.4 Mechanical ............................................................................................ 18
2.3 Lifting (pengangkatan) ................................................................................. 19
2.3.1 Pesawat angkat ...................................................................................... 19
2.3.2 Spreaderbar .......................................................................................... 20
2.3.3 Pad Eye ................................................................................................. 21
2.3.4 Shackle .................................................................................................. 21
vi
2.3.5 Sling ...................................................................................................... 22
2.4 Keselamatan Pesawat angkat ....................................................................... 23
2.5 Weighing ...................................................................................................... 25
BAB III TEGANGAN DAN DEFLEKSI
3.1 Desain Lifting Plan dan Spesifikasi Lifting Equipment ............................... 28
3.2 Tegangan dan Defleksi ................................................................................ 30
3.2.1 Tegangan dan Defleksi Pada Beam 1 ................................................... 31
3.2.2 Tegangan dan Defleksi Pada Beam 4 ................................................... 39
3.2.3 Tegangan Pada Sling 1, 2, 3 dan 4 ........................................................ 45
3.2.4 Gaya Yang Bekerja Pada Shackle 1, 2, 3 dan 4 .................................... 47
3.2.5 Tegangan Pada Spreaderbar dan Sling 5 , 6 ......................................... 48
3.2.6 Gaya Yang Bekerja Pada Shackle 5, 6, 7 dan 8 .................................... 51
BAB IV ANALISA DAN KESIMPULAN
4.1 Analisa ......................................................................................................... 52
4.2 Kesimpulan .................................................................................................. 54
SARAN ...................................................................................................................... 55
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 56
LAMPIRAN ............................................................................................................... 57
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Pad eye.................................................................................................. 2
Gambar 1.2 Shackle .................................................................................................. 2
Gambar 1.3 Spreaderbar .......................................................................................... 2
Gambar 1.4 Sling ...................................................................................................... 2
Gambar 1.5 Lifting point .......................................................................................... 3
Gambar 1.6 Komponen Lifting ................................................................................ 4
Gambar 2.1 Gaya reaksi tumpuan .......................................................................... 8
Gambar 2.2 Diagram benda bebas ............................................................................ 9
Gambar 2.3 Tumpuan engsel ................................................................................... 10
Gambar 2.4 DBB tumpuan engsel ............................................................................ 10
Gambar 2.5 Tumpuan rol ......................................................................................... 10
Gambar 2.6 DBB tumpuan rol .................................................................................. 10
Gambar 2.7 Tumpuan jepit ....................................................................................... 11
Gambar 2.8 DBB tumpuan jepit ............................................................................... 11
Gambar 2.9 Batang yang dipotong sepanjang x ....................................................... 11
Gambar 2.10 DBB potongan 1 ................................................................................. 12
Gambar 2.11 DBB potongan 2 ................................................................................. 12
Gambar 2.12 Diagram gaya normal 13 .................................................................... 13
Gambar 2.13 Diagram gaya lintang .......................................................................... 14
Gambar 2.14 Diagram momen ................................................................................. 14
Gambar 2.15 Ilustrasi lendutan atau defleksi ........................................................... 16
Gambar 2.16 Module BUMI ARMADA PROJECT ................................................ 18
Gambar 2.17 Desain module BUMI ARMADA PROJECT .................................... 18
Gambar 2.18 Crawler crane kapasitas 280 ton ........................................................ 20
Gambar 2.19 Spreaderbar ........................................................................................ 20
Gambar 2.20 (a) desain awal pad eye (yang dalam lingkaran merah), (b) desain
revisi auto cad, (c) pad eye sudah jadi ....................................................................... 21
Gambar 2.21 Crosby G2130 bolt type anchor shackle ............................................. 22
Gambar 2.22 Gofort 6x36 Independent Wire Rope Core (IWRC) ........................... 23
viii
Gambar 2.23 Digital load cell .................................................................................. 25
Gambar 2.24 Titik letak load cell ............................................................................. 26
Gambar 2.25 Desain lifting plan 28 ......................................................................... 28
Gambar 2.26 Penyederhanaan gambar desain lifting plan ....................................... 30
Gambar 2.27 desain lifting plan ditinjau dari beam 1 .............................................. 31
Gambar 2.28 DBB beam 1 ....................................................................................... 31
Gambar 2.31 Diagram gaya normal pada beam 1 .................................................... 35
Gambar 2.32 Diagram gaya lintang pada beam 1 .................................................... 35
Gambar 2.33 Diagram momen pada beam 1 ............................................................ 36
Gambar 2.34 dimensi penampang beam 1................................................................ 36
Gambar 2.35 Momen inersia penampang ................................................................. 37
Gambar 2.36 Desain lifting ditinjau dari beam 4...................................................... 39
Gambar 2.37 DBB beam 4 ....................................................................................... 39
Gambar 2.38 DBB potongan 1 pada beam ............................................................... 40
Gambar 2.39 DBB potongan 2 pada beam 4 ............................................................ 41
Gambar 2.40 Diagram gaya normal pada beam 4 .................................................... 42
Gambar 2.41 Diagram momen pada beam 4 ............................................................ 43
Gambar 2.42 Desain lifting ditinjau dari sling 1, 2, 3 dan 4 ..................................... 45
Gambar 2.43 DBB spreaderbar 48 .......................................................................... 48
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Keterangan warna pada module ................................................................ 19
Tabel 2.2 Jarak titik load cell pada sumbu x ............................................................. 26
Tabel 2.3 Jarak titik load cell pada sumbu y ............................................................. 27
Tabel 2.4 Hasil weighing ........................................................................................... 27
Tabel 2.5 Hasil perhitungan pada beam 1 ................................................................. 38
Tabel 2.6 Hasil perhitungan pada beam 4 ................................................................. 44
Tabel 2.7 Hasil perhitungan pada sling 1, 2, 3 dan 4 ................................................ 47
Tabel 2.8 Gaya Yang Bekerja Pada Shackle 1, 2, 3 dan 4 ........................................ 47
Tabel 2.9 Hasil perhitungan dari spreaderbar, sling 5 dan sling .............................. 51
Tabel 2.10 Gaya yang bekerja pada shackle 5, 6, 7 dan 8 ......................................... 51
LAPORAN KERJA PRAKTEK
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang dan Rumusan Masalah
Struktur bangunan lepas pantai mempunyai beberapa jenis. Jenis
platform ini bisa diklasifikasikan berdasarkan jumlah kaki dengan tipikal
pembebanan masing-masing, sedangkan module biasanya diklasifikasikan
berdasarkan jumlah skid dan tidak mempunyai kaki penyangga sebagai
pondasi saat diinstal. Skid adalah suatu bangunan yang dapat terdiri dari satu
atau lebih elevasi (tingkat) tetapi dalam satu pondasi, artinya satu skid bisa
terdiri dari 2 tingkat banguan atau lebih. Semua itu begantung kepada fungsi
dan kebutuhan sesuai desain dan target produksi yang ingin didapat. Platform
adalah sebuah bangunan atau konstruksi yang biasanya diinstal di lepas pantai
dan memiliki kaki penyangga. Module hampir sama dengan platform,
bedanya module kebanyakan diinstal di darat, kapal dan jika diinstal di lepas
pantai itu merupakan kontruksi lanjutan dari platform dan tidak memiliki kaki
penyangga. Dalam hal ini yang akan dibahas adalah module. Semua
bangunan lepas pantai memiliki desain dengan standar minimum working
area (daerah kerja) yang telah ditentukan dan juga berat maksimum yang
telah ditentukan pula.
Semua desain tersebut tentu saja disesuaikan dengan kondisi
lingkungan dan juga nilai ekonomisnya. Sebelum module beroperasi, maka
module harus dibawa dari yard (lapangan tempat di rakit) menuju barge
(kapal pengangkut alat berat) atau lebih populernya kapal tongkang yang
akan membawa module menuju site tempatnya diinstal. Proses pemindahan
itu disebut dengan proses loadout. Proses loadout ada beberapa macam, salah
satunya adalah dengan pengangkatan struktur yang disebut dengan proses
lifting.
LAPORAN KERJA PRAKTEK
2
Pada dasarnya, analisa lifting itu sendiri dilakukan untuk menguji
kekuatan struktur terhadap beban statis dan beban dinamis ketika proses
pengangkatan berlangsung (dalam hal ini penulis hanya menganalisis
kekuatan struktur terhadap beban statik).
Penempatan module pada site sesuai posisi dan perakitan struktur
menjadi suatu struktur utuh sesuai dengan desain dan spesifikasinya. Pada
proses lifting sendiri terdapat beberapa hal yang penting untuk diketahui
seperti penentuan posisi lifting point, hook point, padeye, shackle,
spreaderbar dan sling. Beberapa hal tersebut adalah hal utama dilakukannya
proses lifting.
Gambar 1.1 Pad eye Gambar 1.2 Shackle
Gambar 1.3 Spreaderbar Gambar 1.4 Sling
Sumber : Gambar diambil saat kerja praktek
LAPORAN KERJA PRAKTEK
3
Lifting point adalah titik dimana sling ditambatkan dengan padeye
melalui perantara shackle. Sedangkan hook point adalah titik dimana sling
dihubungkan ke crane hook. Pada keadaan tertentu sebelum sling sampai ke
hook point sling harus di hubungkan dulu ke spreaderbar. Sistem lifting yang
menggunakan spreaderbar biasanya untuk barang yang mempunyai dimensi
yang besar. Pada sistem seperti ini jika menggunakan 4 titik lifting point pada
bagian bawah, maka akan ada pembentukan sudut karena efek penggabungan
2 arah sling menjadi 1. Penentuan besarnya sudut akan berpengaruh terhadap
gaya tarik dari sling oleh karenanya penentuan besarnya sudut tidak boleh
sembarangan.
Gambar 1.5 Lifting point
Sumber : Plan design M829 BUMI ARMADA PROJECT
Lifting point
LAPORAN KERJA PRAKTEK
4
Gambar 1.6 Komponen Lifting
Sumber : Gambar diambil saat kerja praktek
Pada proses lifting sendiri terkadang masih menemui beberapa
kendala, seperti kegagalan atau patahnya member frame struktur, kegagalan
pada lifting equipment (sling, shackle dll). Hal ini seringkali ditemui karena
beberapa faktor diantaranya tidak tepat dalam memilih material, tidak tepat
memilih lifting equipment dan pada saat analisa yang dilakukan hanya
sekedar analisa statis tanpa mempertimbangkan motion dari deck struktur itu
sendiri ketika diangkat. Motion ini bisa disebabkan oleh gaya angin dan juga
oleh kecepatan gerak crane saat mengangkat module. Gaya angin yang datang
secara fluktuatif akan menyebabkan ayunan pada module. Ayunan tersebut
akan bertambah kuat jika kecepatan pengangkatan oleh crane tidak diatur
secara sempurna.
Jika crane digerakkan terlalu cepat, maka dikhawatirkan module akan
terlempar. Namun jika terlalu lambat justru akan terlalu lama membebani
boom crane. Ayunan pada module tersebut itulah yang dikhawatirkan akan
berpengaruh pada tingkat kegagalan proses pengangkatan. Berdasarkan
informasi tersebut, maka diperlukan analisa yang lebih detail untuk proses
lifting. Salah satunya adalah dengan cara analisa dengan pendekatan dinamik.
LAPORAN KERJA PRAKTEK
5
Dengan analisa menggunakan pendekatan dinamik, maka akan bisa
diketahui secara lebih mendalam kekuatan member dan sling pada proses
lifting tersebut. Jika mengalami kegagalan, maka diperlukan juga analisa
untuk mengetahui resiko terjadinya kegagalan. Analisa resiko tersebut
dibutuhkan untuk mengetahui bagaimana konsekuensi akibat gagalnya proses
pengangkatan.
1.2 Tujuan
1) Untuk mengetahui distribusi tegangan dan defleksi yang terjadi pada
beam dan lifting equipment (sling, shackle dan spreaderbar)
2) Memeriksa apakah pemilihan material untuk struktur (beam) dan
spesifikasi yang dipilih untuk lifting equipment (shackle, sling dan
spreaderbar) aman untuk digunakan dengan kondisi yang ada.
3) Memeriksa pada daerah mana tegangan dan defleksi tertinggi atau paling
berbahaya itu terjadi, dengan kondisi tersebut apakah masih aman atau
akan terjadi kegagalan.
4) Membandingkan data yang dihasilkan berdasarkan teori dan aktual.
5) Memastikan keseluruhan proses lifting plan berhasil atau tidak.
1.3 Ruang Lingkup Kajian
Pada pembahasan ini akan dibatasi dimana keamanan proses
pengangkatan (lifting) hanya dianalisa sebatas pengaruh pembebanan statik,
hasil weighing pada setiap titik dianggap terdistribusi secara merata ke kedua
sisi yang menghubungkan (beam pada sumbu X dan beam pada sumbu Y)
untuk perhitungan tegangan dan defleksi pada beam, dan titik berat yang
digunakan pada perhitungan adalah titik berat hasil weighing. Tegangan
geser yang terjadi diabaikan (tidak dihitung).
LAPORAN KERJA PRAKTEK
6
1.4 Metodologi Penelitian
Metoda penelitian yang digunakan dalam penulisan laporan Kerja
Praktek ini adalah :
1. Observasi Lapangan
Langsung melihat ke lapangan dalam proses weighing, load out dan
lifting.
2. Interview (wawancara)
Melakukan tanya jawab seputar lifting plan yang meliputi dari
pemilihan bahan (untuk yang dirakit seperti pad eye dan spreaderbar),
pemilihan katalog (katalog shackle, sling dan structural), serta crane yang
digunakan yang semua itu disesuaikan dengan berat total dari module dan
foundation layout agar tidak terjadi kegagalan pada saat proses lifting.
3. Studi Pustaka
Selain kedua cara diatas, penulis melakukan studi kepustakaan
dengan mempelajari literatur-literatur yang berhubungan dengan pokok
bahasan yang dihadapi, baik literatur yang didapat dari buku perkuliahan,
maupun literatur yang didapat di internet.
1.5 Sistematika Penulisan
Didalam penulisan laporan ini, terbagi menjadi 5 bab. Dengan
sistematika penyajian sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang latar belakang dan rumusan masalah, tujuan
pengamatan, ruang lingkup kajian, metodologi penelitian, dan
sistematika penulisan laporan.
LAPORAN KERJA PRAKTEK
7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini berisi teori-teori yang berhubungan dengan proses lifting,
komponen module, komponen lifting, keselamatan pesawat angkat
dan teori lainnya yang mendukung proses lifting.
BAB III TEGANGAN DAN DEFLEKSI
Berisi perhitungan tegangan dan defleksi yang terjadi pada beam,
sling, shackle dan spreaderbar.
BAB IV ANALISA
Pada bab ini berisi mengenai analisa dari hasil semua pembahasan
dihubungkan dengan keamanan proses angkat dan analisa pada
aspek-aspek yang menyebabkan penyimpangan terhadap yang
sebenarnya.
BAB V KESIMPULAN
Berisi mengenai kesimpulan yang dihasilkan dari pengamatan atau
analisis.
LAPORAN KERJA PRAKTEK
8
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Teori Balok Sederhana
Sebuah balok atau batang apabila diberi gaya yang tegak lurus terhadap
garis sumbu atau porosnya dan ditempatkan tumpuan di kedua sisi ujungnya
akan mengalami hal-hal sebagai berikut:
2.1.1 Gaya reaksi tumpuan
Adalah gaya reaksi yang diberikan oleh tumpuan terhadap beban
yang di tumpunya. Besarnya gaya reaksi tumpuan adalah tergantung dari
beban dan jarak yang diberikan. Hubungan beban dan jarak dengan
kondisi gaya P berada pada jarak L/2 adalah sebagai berikut:
Gambar 2.1 Gaya reaksi tumpuan
Dari keadaan tersebut kita dapat menggambarkan lebih sederhana
lagi dalam bentuk diagram benda bebas (DBB) sebagai berikut:
L/2 L/2
LAPORAN KERJA PRAKTEK
9
Gambar 2.2 Diagram benda bebas
RA dan RB adalah gaya reaksi tumpuan yang nilainya dapat dicari dengan
persamaan hukum Newton 1.
Ξ£Fx = 0
Rax = 0 (tidak ada gaya yang bekerja dalam arah x)
Ξ£MA = 0
RB.L β P( πΏ
2 ) = 0
RB = π
2
Ξ£Fy= 0
RAy β π
2 + RB = 0
RAy = π
2
Setiap tumpuan akan memberikan reaksi yang berbeda-beda
tergantung dari jenis tumpuan yang digunakan. Berikut adalah jenis
tumpuan dan gaya reaksi tumpuannya yang sering digunakan.
a) Tumpuan Pin (Engsel)
Tumpuan yang berpasak mampu melawan gaya yang bekerja
dalam setiap arah pada bidang. Jadi pada umumnya reaksi pada suatu
tumpuan seperti ini mempunyai dua komponen yang satu dalam arah
horizontal dan yang lainnya dalam arah vertikal seperti pada gambar di
bawah ini.
L/2 L/2
LAPORAN KERJA PRAKTEK
10
F
RAX
Gambar 2.3 Tumpuan engsel Gambar 2.4 DBB Tumpuan engsel
b) Tumpuan Rol
Tumpuan Rol merupakan tumpuan yang mampu menahan gaya
dalam arah tegak lurus terhadap bidang atau sumbu batangnya saja.
Tumpuan ini tidak bisa menahan gaya dari yang sejajar terhadap bidang
atau sumbu batang.
F
Gambar 2.5 Tumpuan rol
F
RAy
Gambar 2.6 DBB tumpuan rol
F
RAy
LAPORAN KERJA PRAKTEK
11
c) Tumpuan Jepit
Tumpuan jepit ini mampu melawan gaya dalam setiap arah, baik
arah vertikal dan horizontal dan juga mampu melawan suatu kopel atau
momen.
F
Gambar 2.7 Tumpuan jepit
F
Gambar 2.8 DBB tumpuan jepit
(sumber : bundel T-beam kelompok 4)
2.1.2 Gaya dalam
Pada gambar 2.2 jika kita potong di antara jarak gaya sepanjang x
maka akan kita dapatkan gaya-gaya dalam dari batang tersebut. Gaya
dalam tersebut adalah gaya normal (N), gaya lintang (V) dan momen (M).
Dengan menggunakan persamaan yang sama akan kita peroleh diagram
dari gaya-gaya tersebut.
Gambar 2.9 Batang yang dipotong sepanjang x
Pot 1 Pot 2
L/2 L/2
RAx
M RAy
LAPORAN KERJA PRAKTEK
12
M
M
x
x
P
Setelah dipotong maka diperoleh DBB sebagai berikut:
dbb potongan 1
; 0 < x β€ L
2
Gambar 2.10 DBB potongan 1
Ξ£Fx = 0
N = 0
Ξ£Fy= 0
π
2 β V = 0
V = π
2
Ξ£Mx = 0
M β π
2 (x) = 0
x = 0 maka M = 0
x = πΏ
2 maka M =
ππΏ
4
Dbb potongan 2
Gambar 2.11 DBB potongan 2
RA
V
N
N
RA
V
; L
2 β€ x β€ L
LAPORAN KERJA PRAKTEK
13
N (N)
N (N)
Ξ£Fx = 0
N = 0
Ξ£Fy= 0
π
2 β P β V = 0
V = - π
2
Ξ£Mx = 0
M + P( x β πΏ
2 ) β
π
2 (x)= 0
M = P( x β πΏ
2 ) β
π
2 (x)
M = ππΏ
2 β
π
2 (x)
x = πΏ
2 maka M =
ππΏ
2 β
ππΏ
4
M = - ππΏ
2
x = 0 maka M = ππΏ
2 β
ππΏ
2
M = 0
Dari hasil tersebut kita dapat menggambarkan diagram dari gaya-gayanya.
Diagram gaya normal (N)
Gambar 2.12 Diagram gaya normal
0
LAPORAN KERJA PRAKTEK
14
V (N)
( + )
) ( - )
)
π
2
Diagram gaya lintang (V)
Gambar 2.13 Diagram gaya lintang
Diagram momen
M(N.m)
Gambar 2.14 Diagram momen
2.1.3 Tegangan lentur (Ο )
Tegangan lentur adalah tegangan atau gaya yang disebabkan oleh
adanya gaya dalam akibat momen lentur.
Teganga lentur dapat dihitung dari persamaan :
Ο = ππΆ
πΌ β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦.(2.1)
dimana :
Ο = tegangan lentur (N
m2)
M = momen maksimum (Nm)
0
-
π
2
( + )
ππΏ
4
LAPORAN KERJA PRAKTEK
15
C = jarak dari sumbu netral ke serat paling luar (m)
I = momen inersia (m4)
Untuk momen inersia nilainya tergantung dari bentuk penampang
batang, disini yang digunakan adalah penampang bentuk persegi dengan
begitu dapat digunakan persamaan :
Izz = π.β3
12 β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦.(2.2)
Dimana :
Izz = momen inersia penampang (m4)
b = lebar dari penampang (m)
h = tinggi penampang (m)
2.1.4 Defleksi (Lendutan)
Adalah deformasi balok berupa simpangan titik-titik penampang
sepanjang balok pada arah tegak lurus sumbu longitudinal balok yang
dinyatakan sebagai defleksi y.
LAPORAN KERJA PRAKTEK
16
a b
Gambar 2.15 Ilustrasi lendutan atau defleksi
Besarnya defleksi pada kondisi pembebanan seperti yang
ditunjukan oleh gambar 2.10 dapat diperoleh dengan persamaan :
Ξ΄ max = ππ (πΏ2βπ2)3/2
9β3 πΈπΌπΏ β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦β¦...(2.3)
dimana :
Ξ΄ max = defleksi maksimum (m)
P = gaya (N)
b = jarak pada rentang b (m)
L = jarak total (m)
E = modulus elastisitas bahan (Pa)
I = momen inersia penampang (m4)
(sumber : E.P Popov βMekanika Teknik Edisi Keduaβ)
LAPORAN KERJA PRAKTEK
17
2.2 Module
Module adalah sebuah kontruksi atau bangunan yang digunakan untuk
pengolahan minyak dan gas dan biasanya diinstal di darat dan kapal laut
(kapal khusus). Komponen utama dari module adalah structural (rangka),
piping (pipa), electrical (kelistrikan) dan mechanical.
2.2.1 Structural (Rangka Dasar)
Merupakan bagian utama dari module dimana komponen lain
bertumpu. Dalam perakitan sebuah module, structural adalah komponen
yang paling pertama harus dipersiapkan dan dirakit. Structural itu sendiri
dibagi menjadi 3 bagian yaitu :
Primary : rangka dasar atau main frame dari sebuah module seperti
deck (lantai module), tiang penyangga (column/universal beam),
diagonal dan horizontal bracing (penguat struktural).
Secondary : biasanya berupa komponen yang menyangga atau
melengkapi komponen lain seperti pipe support (penyangga pipa),
electrical support, instrument support, junction box support,
equipment support (penyangga komponen pendukung), drain box
(penampung air).
Tertiary : komponen pendukung seperti handrail (pegangan
tangan), ladder (tangga), grating (lantai berongga).
2.2.2 Piping (Pipa)
Adalah komponen yang dilalui oleh fluida atau komponen yang
berfungsi untuk mengalirkan fluida dari satu tempat ke tempat lain yang
berada pada satu kawasan.
2.2.3 Electrical (Kelistrikan)
Adalah komponen kelistrikan yang digunakan untuk
mengoperasikan komponen yang menggunakan listrik seperti pompa,
penerangan, heater (pemanas) dan komponen lainnya yang berhubungan
dengan listrik.
LAPORAN KERJA PRAKTEK
18
2.2.4 Mechanical
adalah komponen yang didalamnya terdapat proses mechanical
seperti proses perpindahan panas, perubahan fasa zat, perubahan keadaan
suatu zat misalnya dari panas ke dingin atau sebaliknya. Salah satu yang
tergolong mechanical adalah heater, pompa, kompressor dan sebagainya.
Gambar 2.16 Module BUMI ARMADA PROJECT
Sumber : Gambar diambil saat kerja praktek
Gambar 2.17 Desain module BUMI ARMADA PROJECT
Sumber : Plan design M829 BUMI ARMADA PROJECT
LAPORAN KERJA PRAKTEK
19
Keterangan :
Tabel 2.1 Keterangan warna pada module
NO WARNA KETERANGAN
1 STRUCTURAL
2 PIPING
3 PIPE SUPPORT
4 ELECTRICAL
5 MECHANICAL
2.3 Lifting (pengangkatan)
Yaitu proses pemindahan module yang telah selesai dirakit dari
lapangan menuju kapal yang terlebih dahulu diangkut oleh kendaraan alat
berat. Proses pengangkatan itu sendiri dilakukan oleh crane. crane adalah
mesin yang digunakan untuk mengangkat beban, memindahkan secara
horizontal dan menurunkannya ke tempat yang dituju dengan jangkauan
terbatas. Adapun komponen-komponen lifting adalah sebagai berikut :
2.3.1 Pesawat Angkat
Adalah seperangkat alat yang digunakan untuk mengangkat,
memindahkan serta menurunkan suatu benda ke tempat lain dengan
jangkauan operasi terbatas. Mesin pemindah bahan dalam
pengoperasiannya dapat bekerja dengan atau tanpa beban sehingga pada
mesin ini selalu terdapat bagian yang berfungsi untuk memegang beban
dimana beban ini dapat dipasang dan dilepaskan kembali. Dalam hal ini
pesawat angkat yang digunakan adalah crawler crane kapasitas 280 ton.
LAPORAN KERJA PRAKTEK
20
Gambar 2.18 Crawler crane kapasitas 280 ton
Sumber : Gambar diambil saat kerja praktek
2.3.2 Spreaderbar
Yaitu alat yang berfungsi untuk meminimalisir/menghilangkan
horizontal force akibat sudut sling. Tetapi ada kondisi dimana spreaderbar
diperlukan karena konfigurasi struktur yang diangkat tidak memungkinkan
untuk memakai cara yg konvensional, bukan masalah rusak ke struktur
tapi biasanya karena sling yang terhalang aksesnya. Spreaderbar yang
digunakan memiliki SWL (safe working load) 50 MT yang artinya batas
angkat maksimum baik pada arah vertikal maupun dengan adanya
pengaruh dari sudut lifting point dan panjang dari spreaderbar yang
digunakan adalah 5,345 m.
Gambar 2.19 Spreaderbar
Sumber : Gambar diambil saat kerja praktek
LAPORAN KERJA PRAKTEK
21
2.3.3 Pad Eye
Adalah komponen yang berfungsi sebagai titik angkat pada module
(lifting point). Pad eye didesain sesuai beban total dari module itu sendiri.
Pada pad eye terjadi perubahan desain dari desain awal.
(b)
(c)
(a)
Gambar 2.20 (a) desain awal pad eye (yang dalam lingkaran merah), (b) desain revisi auto cad,
(c) pad eye sudah jadi.
Sumber : a & b : design drawing M829 BUMI ARMADA PROJECT, c : Gambar diambil saat
kerja praktek.
2.3.4 Shackle
Alat yang berfungsi untuk menghubungkan sling ke lifting point.
Shackle yang digunakan adalah shackle jenis Crosby G2130 bolt type
anchor shackle dengan mampu angkat 8,5 ton (4 buah) dan 17 ton (4
buah)
LAPORAN KERJA PRAKTEK
22
Dalam pemilihan shackle ada istilah WLL (working load limit) dan
SWL (safe working load). WLL adalah batas angkat maksimum dalam
arah vertikal saja sedangkan SWL adalah batas angkat maksimum pada
kondisi tertentu misalnya pada kondisi sling yang tidak tegak lurus
terhadap sumbu horizontal . Pada saat arah vertikal WLL dan SWL adalah
sama.
Gambar 2.21 Crosby G2130 bolt type anchor shackle
Sumber : http://www.certex.co.uk/products/liftinghardware/shackles/
crosby-schackle-g-2130__13051
2.3.5 Sling
Sling merupakan komponen yang menghubungkan antara lifting
point yang satu dengan lifting point yang lainnya kemudian dihubungkan
ke crane hook. Sling yang digunakan adalah sling dengan spesifikasi
Gofort 6x36 Independent Wire Rope Core (IWRC) diameter 26mm
dengan panjang 9,39m dimana MBL (Minimum Breaking Load) 40,7 MT
(metric ton) sebanyak 4 item, diameter 35mm dengan panjang 4,795 m
dengan MBL 75,7 MT sebanyak 1 item, dan diameter 35mm dengan
panjang 5,01m dengan MBL 75,7 MT sebanyak 1 item.
LAPORAN KERJA PRAKTEK
23
Gambar 2.22 Gofort 6x36 Independent Wire Rope Core (IWRC)
Sumber : www.goforth.com.my/pop.php? page=wirerope_
performance_tech.
2.4 Keselamatan Pesawat Angkat
Agar proses lifting dapat berjalan dengan lancar maka perlu disusun
keselamatan pesawat angkatnya. Langkah untuk keselamatan pesawat angkat
adalah sebagai berikut:
1) Susun team
Kita menyusun team yang akan bekerja di lokasi. Perencaanaan
yang baik dapat menghindarkan dari bencana. Satu yang diperlukan untuk
melakukan suatu pengangkatan adalah komunikasi dan kordinasi antara
personil satu dengan yang lainnya agar tidak terjadi kesalahan saat proses
pengangkatan berlangsung dan ini membutuhkan orang yang kompeten di
bidang lifting.
2) Cari informasi yang dibutuhkan
Cek ke lapangan untuk kondisi aktual agar memahami apa yang
akan dibutuhkan nantinya. Salah satu informasi yang dibutuhkan adalah
melihat akses point untuk posisi crane dan barang yang akan diangkat
nantinya (beban total dan kontruksinya). Kondisi akses atau jalan crane
nantinya digunakan untuk pemilihan jenis crane yang tepat. Hal yang
perlu untuk diketahui antara lain:
LAPORAN KERJA PRAKTEK
24
Deskripsi pengangkatan, barang yang diangkat berupa apa tipenya,
apakah vessel, framing atau mesin?
Berat, apakah berat bersih dan berat kotornya sudah diketahui, dan
pastikan sudah ada safety factor. Safety factor untuk crane adalah
25% artinya mampu angkat maksimum dari crane adalah 75% dari
mampu angkat total maksimum (berdasarkan spesifikasi crane).
misalnya crane dengan kapasitas 100 ton maka beban maksimum
yang diperbolehkan untuk diangkat adalah 75 ton.
Jumlah crane yang dibutuhkan, ada kondisi dimana barang tesebut
sebenarnya dapat diangkat dengan satu crane, tapi karna kontruksinya
yang besar sehigga membutuhkan 2 crane atau lebih.
Dimensi, Apakah sudah diketahu letak titik berat dari barang yang
akan diangkat. Titik berat digunakan sebagai acuan penempatan lifting
point, pemilihan lifting equipment seperti sling dan shackle.
Lifting points, apakah sudah sesuai maksudnya disini adalah apakah
nanti barang yang akan diangkat tidak dalam kondisi miring sewaktu
diangkat.
3) Pemilihan Crane
Dari informasi yang telah diperoleh selanjutnya akan dilakukan
proses pemilihan crane. Yang harus diperhatikan dalam pemilihan crane
ini adalah :
Sertifikat yang masih berlaku (untuk melihat crane masih layak
digunakan atau tidak)
Kemampuan dan batas kapasitas angkat dari setiap jenis crane
4) Pemilihan Lifting Equipment
Lifting Equipment disini adalah wire rope sling, shackle, chain sling,
webbing sling, dan lain-lain (sesuai kebutuhan).
Hal yang diperhatikan :
Safe working load (SWL) dan working load limit (WLL) dari
aksesoris yang akan digunakan.
sudut penempatan aksesoris perlu dihitung.
LAPORAN KERJA PRAKTEK
25
Yang terakhir, dalam setiap pengangkatan yang berat (heavy lifting)
agar selalu diadakan tool box meeting untuk menggambarkan kondisi pada
saat itu, sehingga informasi ini akan sampai ke semua orang yang terlibat.
2.5 Weighing
Adalah proses penimbangan berat. Jenis timbangan yang digunakan
adalah digital load cell yang terdiri dari 4 load cell yang dihubungkan dengan
perangkat elektronik yang dilengkapi dengan monitor untuk membaca hasil
penimbangan berat pada setiap load cell.
Gambar 2.23 Digital load cell
Sumber : http://www.gecscales.com/products/aircraft-
scales/load-cell-kit-brainweigh-2000
LAPORAN KERJA PRAKTEK
26
Adapun posisi atau letak dan hasil dari setiap load cell adalah sebagai berikut:
Gambar 2.24 Titik letak load cell
Sumber : Plan design M829 BUMI ARMADA PROJECT
Tabel 2.2 Jarak titik load cell pada sumbu x
cell x (from reference point ) COG
1 925mm
3612 mm
2 6863 mm
3 6863 mm
4 925 mm
LC 1
LC 2 LC 4
LC 4 LC 1
0
X Y
LC 3
Z
LAPORAN KERJA PRAKTEK
27
Tabel 2.3 Jarak titik load cell pada sumbu y
cell y (from reference point ) COG
1 130 mm
2610 mm
2 130 mm
3 4870 mm
4 4870 mm
Tabel 2.4 Hasil weighing
cell weight
1 8,70 ton
2 7,18 ton
3 7,21 ton
4 9,49 ton
total 32,58 ton
LAPORAN KERJA PRAKTEK
28
BAB III
TEGANGAN DAN DEFLEKSI
3.1 Desain Lifting Plan dan Spesifikasi Lifting Equipment
Gambar 2.25 Desain lifting plan
Sumber : Design drawing M829 BUMI ARMADA PROJECT
LAPORAN KERJA PRAKTEK
29
*nilai dari berat total, jarak titik berat (COG) dan spesifikasi lifting equipment
didasarkan atas perhitungan berat perkomponen secara teoritis bukan aktual
(menggunakan software dari perusahaan)
LAPORAN KERJA PRAKTEK
30
3.2 Tegangan dan Defleksi
beam 1
beam 4
beam 2beam 3
crane hook
sling 1sling 2
sling 4sling 3
sling 5 sling 6
spreader bar
8,7 ton
7,18 ton
7,21ton
9,49 ton
32,58 ton
2,687m
3,251 m2,39 m
2,61 mA
B
C
D
E
F
G
71ΒΊ
71ΒΊ
71ΒΊ
Gambar 2.26 Penyederhanaan gambar desain lifting plan
Pada gambar di atas, beban pada titik A terdistribusi ke batang AB dan
batang DA, begitu juga beban pada titik B terdistribusi ke batang AB dan
batang BC, beban pada titik C terdistribusi ke batang BC dan batang CD,
beban pada titik D terdistribusi ke batang CD dan batang DA. Sehingga beban
pada beam 1 = 7,94 ton, beam 2 = 7,195 ton, beam 3 = 8,35 ton, beam 4 =
9,095 ton (dengan asumsi beban terdistribusi secara merata).
LAPORAN KERJA PRAKTEK
31
Tegangan dan defleksi yang dihitung adalah beam 1 dan beam 4
sebagai sample karena beam 4 mengalami beban yang paling besar di antara
beam yang lainnya dan juga tegangan pada seluruh sling dan shackle untuk
memastikan aman atau tidak dengan spesifikasi yang dipilih.
3.2.1 Tegangan dan Defleksi Pada Beam 1
AB
E
G
71Β° 71Β°
sling 1
sling 2
sling 5
crane hook
3,251m 2,687 m
7,94 ton
Gambar 2.27 desain lifting plan ditinjau dari beam 1
Di tijau dari batang AB maka bisa digambarkan DBBnya sebagai berikut :
71ΒΊ 71ΒΊ
7,94 ton
AB
2,687 m3,251 m
TEB TEA TEAyTEBy
T xEB T xEA
potongan 1 potongan 2
Gambar 2.28 DBB beam 1
LAPORAN KERJA PRAKTEK
32
+ Ξ£MB = 0
TEAy x 5,938 m = (7940 kg x 9,81 m/s2)x 3,251 m
TEAy = 42644,82 N
(hasil weighing TEAy = 8,7 ton/2 = 4,35 ton = 42673,5 N)
+ Ξ£Fy = 0
(7940 kg x 9,81 m/s2) - 42644,82 N β TEBy = 0
TEBy = 77891,4 N - 42644,82 N
TEBy = 35246,58 N
(hasil weighing TEBy = 7,18 ton/2 = 3,59 ton = 35271,9 N)
TEB = ππΈπ΅π¦
π ππ 71
TEB = 35246,58 N
sin 71 = 37277,51 N
Fx (ditinjau dari sisi B)
TEBx = TEB cos 71
TEBx = 37277,51 N cos 71 = 12136,37 N
TEA = ππΈπ΄π¦
π ππ 71
TEA = 42644,82 N
sin 71 = 45102,04 N
Fx (ditinjau dari sisi A)
TEAx = TEA cos 71
TEAx = 45102,04 N cos 71 = 14683,78 N
* Dari hasil perhitungan di atas menunjukan adanya perbedaan antara gaya secara
perhitungan dengan aktualnya. Hal tersebut dikarenakan jarak COG (centre of
gravity) secara teori dan weighing berbeda. Perhitungan di atas mengikuti jarak
dari hasil weighing. Secara teori untuk jarak 3,251 m seharusnya adalah 3,2531 m
dan untuk jarak 2,687 m seharusnya adalah 2,6849 m.
LAPORAN KERJA PRAKTEK
33
DBB potongan 1 :
71ΒΊ
B
TEBTEBy
TEBx
x
N
M
V
Gambar 2.29 DBB potongan 1 pada beam 1
Ξ£Fy = 0
V = TEBy
V = 35246,58 N
Fx (di tinjau dari sisi B)
N = TEBx
N = 12136,37 N
+ Ξ£Mx = 0
-TEBy. x + Mx = 0
Mx = TEBy . x
Momen pada x = 0
Mx = 0
Momen pada x = 3,251 m
Mx = 35246,58 N x 3,251 m
Mx = 114586,63 Nm
0< x β€ 3,251 m
LAPORAN KERJA PRAKTEK
34
DBB potongan 2
71ΒΊ
7,94 ton
B
TEBTEBy
TEBx
x v
N
M
3,251m x 5,938mβ€ β€
Gambar 2.30 DBB potongan 2 pada beam 1
Ξ£Fy = 0
TEBy - 77891,4 N β V = 0
V = 35246,58 N - 77891,4 N
V = - 42644,82 N
Fx (ditinjau dari sisi B)
N = TEBx
N = 12136,37 N
+ Ξ£Mx = 0
-TEBy. x + 77891,4 N(x - 3,251) + Mx = 0
Mx = TEBy. x - 77891,4 N(x- 3,251)
Momen pada x = 3,251 m
Mx = 35246,58 N x 3,251 m - 77891,4 N x(3,251m- 3,251m)
Mx = 114586,63 Nm
Momen pada x = 5,938m
Mx = (35246,58 N x5,938 m) - 77891,4 N x(5,938m- 3,251m)
Mx = 209294,19 Nm β 209294,19 Nm
Mx = 0
LAPORAN KERJA PRAKTEK
35
Diagram gaya
1) Diagram gaya normal (N)
12136,37 N
(+)
3,251 m 2,687 m
Gambar 2.31 Diagram gaya normal pada beam 1
2) Diagram gaya lintang (V)
35246,58 N
3,251 m 2,687 m
- 42644,82 N
(+)
(-)
Gambar 2.32 Diagram gaya lintang pada beam 1
LAPORAN KERJA PRAKTEK
36
3) Diagram momen (M)
3,251 m 2,687 m
114586,63 Nm
(+)
Gambar 2.33 Diagram momen pada beam 1
Dimensi Penampang
47
2,2
mm
283,1 mm
13,6 mm
22,1 mm
22,1 mm
42
8 m
m
Gambar 2.34 dimensi penampang beam 1
Data dimensi penampang diperoleh dari buku katalog material Continantal Steel
Universal Beam W18 x 97 (lampiran halaman 60)
LAPORAN KERJA PRAKTEK
37
Momen Inersia Penampang
1
2
3
d1
d3
d2 = 0
Z
Y
Z
αΏ©
Gambar 2.35 Momen inersia penampang
Karena benda simetris maka titik beratnya ada pada titik tengah benda 2 yaitu
pada αΏ© = 236,1 mm dan Z = 141,55 mm.
Momen inersia (Izz) = Izz1 + Izz 2 + Izz3
Izz = ( π1β1
3
12 + d1
2.A1) + ( π2β2
3
12 + d2
2.A2) + ( π3β3
3
12 + d3
2.A3)
=[ 0,2831 m x (0,0221 m)3
12 + (0,225m)2.(0,2831m x 0,0221m)]
+[( 0,0136m x (0,428m)3
12 + 02 (0,0136m x 0,428m)] +[
0,2831 m x (0,0221 m)3
12
+ (0,225m)2.(0,2831m x 0,0221m)]
= 3,169x10-4 m4 + 8,88x10-5 m4 + 3,169x10-4 m4
Izz = 7,226 x 10-4m4
LAPORAN KERJA PRAKTEK
38
Tegangan lentur
Ο max= ππΆ
πΌ ; C1 = C2 = Cmax= 0,2361 m
Ο max = 114586,63 Nm x 0,2361 m
7,226 x 10β4 π4
Ο max = 37439666,96 Pa = 37,44 MPa (tegangan lentur yang diizinkan 355
MPa)
Defleksi
Ξ΄max = πΉπ(πΏ2βπ2)3/2
9β3πΈπΌπΏ
Ξ΄max = 77891,4 N x 2,687 m ((5,938 π)2β(2,687 π)2)3/2
9β3 π₯ 200π₯109 π
π2 π₯ 7,266π₯10β4 π4 π₯ 5,938π
Ξ΄max = 8,6048x 10-4m = 0,86 mm (defleksi yang diizinkan = 9,91 mm)
Tabel 2.5 Hasil perhitungan pada beam 1
Ftotal 77891,4 N
TEAy 42644,82 N
TEA 45102,04 N
TEBy 35246,58 N
TEB 37277,51 N
TEBx 12136,37 N
TEAx 14683,78 N
Οmax 37439666,96 Pa = 37,44 MPa
Ξ΄max 8,6048x 10-4m = 0,86 mm
Dari hasil perhitungan diatas jumlah gaya pada sumbu x tidak sama
dengan nol, artinya benda tidak statik yang menyebabkan module akan miring
ke sebelah kiri saat di angkat.
LAPORAN KERJA PRAKTEK
39
3.2.2 Tegangan dan Defleksi Pada Beam 4
DA
sling 4
sling 1
sling 5
crane hook
2,61m 2,39 m
9,095 ton
sling 6
E F
G
60Β°64Β°
Gambar 2.36 Desain lifting ditinjau dari beam 4
Ditinjau dari batang AD maka DBBnya adalah sebagai berikut:
DA
2,61m 2,39 m
9,095 ton
TEA TDF
potongan 1 potongan 2
Gambar 2.37 DBB beam 4
LAPORAN KERJA PRAKTEK
40
F = 9095 kg x 9,81 m/s2 = 89221,95 N
TEA = TEAy = 42644,82 N (sudah dihitung pada beam 1)
+ Ξ£Fy = 0
TDF = F β TEA
TDF = 89221,95 N - 42644,82 N
TDF = 46577,13 N
(Hasil weighing = 9,49 ton/2 = 4,745 ton = 46548,45 N)
DBB potongan 1
A
TEA
x
N
M
V
0< x 2,61 mβ€
Gambar 2.38 DBB potongan 1 pada beam 4
Ξ£Fx = 0
N = 0 (tidak ada gaya yang bekerja pada sumbu x)
+ Ξ£Fy = 0
TEA β V = 0
V = TEA
V = 42644,82 N
+ Ξ£Mx = 0
TEA(x) β Mx = 0
Mx = TEA(x)
LAPORAN KERJA PRAKTEK
41
Momen pada x = 0
Mx = 42644,82 N (0)
Mx = 0
Momen pada x = 2,61 m
Mx = 42644,82 N ( 2,61m)
Mx = 111302,98 Nm
DBB potongan 2
A
TEA
x
N
M
V
2,61 x 5 mβ€ β€
9,095 ton
Gambar 2.39 DBB potongan 2 pada beam 4
F = 9095 kg x 9,81 m/s2 = 89221,95 N
Ξ£Fx = 0
N = 0 (tidak ada gaya yang bekerja pada sumbu x)
+ Ξ£Fy = 0
TEA β F β V = 0
V = TEA β F
V = 42644,82 N - 89221,95 N
V = - 46577,13 N
+ Ξ£Mx = 0
TEA(x) β F(x β 2,61) β Mx = 0
Mx = TEA(x) - F(x β 2,61)
LAPORAN KERJA PRAKTEK
42
Momen pada x = 2,61m
Mx = 42644,82 N (2,61m) - 89221,95 N (2,61m β 2,61m)
Mx = 111302,98 Nm
Momen pada x = 5 m
Mx = 42644,82 N ( 5m) - 89221,95 N (5m β 2,61m)
Mx = 213224,1 Nm - 213224,1 Nm
Mx = 0
Diagram gaya
1) Diagram gaya lintang (V)
42644,82 N
2,61 m 2,39 m
- 46577,13 N
(+)
(-)
Gambar 2.40 Diagram gaya normal pada beam 4
LAPORAN KERJA PRAKTEK
43
4) Diagram momen (M)
2,61 m 2,39 m
111302,98 Nm
(+)
Gambar 2.41 Diagram momen pada beam 4
Dimensi Penampang
Dimensi penampang beam 4 sama dengan dimensi penampang beam 1
dengan begitu maka momen inersia penampang beam 4 sama dengan momen
inersia penampang beam 1
Tegangan lentur
Ο max= ππΆ
πΌ ; C1 = C2 = Cmax= 0,2361 m
Ο max = 111302,98 Nm x 0,2361 m
7,226 x 10β4 π4
Ο max = 36366777,72 Pa = 36,36 MPa (tegangan lentur yang diizinkan 355
MPa)
LAPORAN KERJA PRAKTEK
44
Defleksi
Ξ΄max = πΉπ(πΏ2βπ2)3/2
9β3πΈπΌπΏ
Ξ΄max = 89221,95 N x 2,39 m ((5 m)2β(2,39 m)2)3/2
9β3 x 200x109 N
m2 x 7,266x10β4 m4 x 5m
Ξ΄max = 1,596x 10-3m = 1,596 mm (defleksi yang diizinkan = 7,48 mm)
Tabel 2.6 Hasil perhitungan pada beam 4
F 89221,95 N
TEA 42644,82 N
TFD 46577,13 N
Οmax 36366777,72 Pa = 36,36 MPa
Ξ΄max 1,596x 10-3m = 1,596 mm
LAPORAN KERJA PRAKTEK
45
3.2.3 Tegangan Pada Sling 1, 2, 3 dan 4
Ditinjau dari sling 1, 2, 3 dan 4 maka DBBnya adalah sebagai berikut:
Gambar 2.42 Desain lifting ditinjau dari sling 1, 2, 3 dan 4
TAE = πΉ
π ππ 71Λ
TAE =
8700kg x 9,81 m/s2
sin 71Λ
TAE = 90264,75 N
πππ΄πΈ= ππ΄πΈ
π΄ ; Dsling = 26mm = 0,026m
πππ΄πΈ=
ππ΄πΈ
ππ·2
4
πππ΄πΈ= 90264,75 N
3,14 x (0,026m)2
4
πππ΄πΈ= 170099027,6 Pa = 170,09 MPa
beam 1
beam 4
beam 2beam 3
8,7 ton
7,18 ton
7,21ton
9,49 ton2,687m
3,251 m2,39 m
2,61 mA
B
C
D
71ΒΊ
71ΒΊ
71ΒΊ71ΒΊ
TBC
TCF TDF
TAE
LAPORAN KERJA PRAKTEK
46
TBC = πΉ
π ππ 71Λ
TBC = 7180kg x 9,81 m/s2
sin 71Λ
TBC = 74494,35 N
πππ΅πΆ= ππ΅πΆ
π΄ ; Dsling = 26mm = 0,026m
πππ΅πΆ=
ππ΅πΆ
ππ·2
4
πππ΅πΆ=
74494,35 N
3,14 x (0,026m)2
4
πππ΅πΆ= 140380563 Pa = 140,38 MPa
TCF = πΉ
π ππ 71Λ
TCF = 7210kg x 9,81 m/s2
sin 71Λ
TCF = 74805,61 N
πππΆπΉ=
ππΆπΉ
π΄ ; Dsling = 26mm = 0,026m
πππΆπΉ=
ππΆπΉ
ππ·2
4
πππΆπΉ=
74805,61 N
3,14 x (0,026m)2
4
πππΆπΉ= 140967116,4 Pa = 140,96 MPa
TDF = πΉ
π ππ 71Λ
TDF = 9490kg x 9,81 m/s2
sin 71Λ
TDF = 98461,2 N
πππ·πΉ=
TDF
A ; Dsling = 26mm = 0,026m
πππ·πΉ=
TDF
ΟD2
4
πππ·πΉ =
98461,2 N
3,14 x (0,026m)2
4
πππ·πΉ = 185544793,3 Pa = 185,54 MPa
LAPORAN KERJA PRAKTEK
47
Tabel 2.7 Hasil perhitungan pada sling 1, 2, 3 dan 4.
Simbol Keterangan Dalam Newton (N) Dalam ton
TAE Gaya pada sling 1 90264,75 N 9,2 ton
πππ΄πΈ Tegangan sling 1 170,09 MPa -
TBC Gaya pada sling 2 74494,35 N 7,59 ton
πππ΅πΆ Tegangan sling 2 140,38 MPa -
TCF Gaya pada sling 3 74805,61 N 7,62 ton
πππΆπΉ Tegangan sling 3 140,96 MPa -
TDF Gaya pada sling 4 98461,2 N 10,03 ton
πππ·πΉ Tegangan sling 4 185,54 Mpa -
*Sling yang digunakan pada sling 1, 2, 3 dan 4 adalah sling dengan kapasitas
angkat 40,7 ton sedangkan pembebanan terbesar yang terjadi hanya 10,03 ton
sehingga sling tersebut sangat aman digunakan pada proses lifting.
3.2.4 Gaya Yang Bekerja Pada Shackle 1, 2, 3 dan 4.
Tabel 2.8 Gaya Yang Bekerja Pada Shackle 1, 2, 3 dan 4.
Simbol Keterangan Dalam Newton (N) Dalam ton
TAE Shackle 1 90264,75 N 9,2 ton
TBC Shackle 2 74494,35 N 7,59 ton
TCF Shackle 3 74805,61 N 7,62 ton
TDF Shackle 4 98461,2 N 10,03 ton
*Shackle yang digunakan pada shackle 1, 2, 3 dan 4 adalah shackle dengan
mampu angkat 8,5 ton sehingga shackle 1 dan 4 tidak aman karena beban yang
terjadi di atas kapasitas angkatnya.
LAPORAN KERJA PRAKTEK
48
3.2.5 Tegangan Pada Spreaderbar dan Sling 5 dan 6
DBB spreaderbar :
64Β° 60Β°
TEGTFG
15,88 ton 16,7 ton
TEGy
TEGx
TFGy
TFGx
E F
Gambar 2.43 DBB spreaderbar
Dimensi spreaderbar :
Outside diameter (OD) = 273,1mm = 0,273 m
Inside diameter (ID) = 254,5 = 0,254 m
Panjang (L) = 5,345m
Gaya-gaya pada titik E
F = 15880kg x 9,81m/s2
F = 155782,8 N
TEGy = F = 155782,8 N
TEG = πΉ
π ππ 64
TEG = 155782,8N
π ππ 64
TEG = 173324,24 N = 17,66 ton
LAPORAN KERJA PRAKTEK
49
Tegangan sling 5
πππΈπΊ = ππΈπΊ
π΄ ; Dsling = 35mm = 0,035
πππΈπΊ = ππΈπΊ
ππ·2
4
πππΈπΊ=
173324,24 N
3,14(0,035m)2
4
πππΈπΊ= 180240987,9 Pa = 180,24 Mpa
TEGx = TEG cos 64
TEGx = 173324,24N cos 64
TEGx = 75980,34 N
Gaya yang bekerja pada titik F
F = 16700kg x 9,81m/s2
F = 163827 N
TFGy = F = 163827 N
TFG = πΉ
π ππ 64
TFG = 163827π
π ππ 60
TFG = 189171,12 N = 19,28 ton
Tegangan sling 6
πππΉπΊ= ππΉπΊ
π΄ ; Dsling = 35mm = 0,035
πππΉπΊ= ππΉπΊ
ππ·2
4
πππΉπΊ=
189171,12 N
3,14(0,035m)2
4
πππΉπΊ= 196720260 Pa = 197,72 Mpa
TFGx = TFG cos 60
TFGx = 189171,12 N cos 60
TFGx = 94585,56 N
LAPORAN KERJA PRAKTEK
50
Defleksi aksial pada spreaderbar
Pada sisi E spreaderbar menerima gaya tekan sebesar 75980,34 N
dan disisi F spreaderbar menerima gaya tekan sebesar 94585,56 N.
Dari hasil tersebut sudah jelas bahwa spreaderbar tidak statik
tetapi dinamik, sehingga gaya yang akan menyebabkan defleksi
aksial adalah sebesar gaya pada sisi E, sisa gaya pada sisi F yang
akan menyebabkan spreaderbar bergerak (dinamik). Jadi defleksi
aksial yang terjadi adalah :
β = πΉπΏ
π΄πΈ
β = πΉπΏ
( πππ·2
4 β
ππΌπ·2
4 ) πΈ
β = 75980,34 N x 5,345m
( 3,14 (0,271π)2
4 β
3,14(0,254π)2
4 )200π₯109 π
π2
β = 406114,91Nm
7529720000π
β = 5,3934 x 10-5 m = 0,053mm
Tegangan spreaderbar
Ο = F
A
Ο = F
( πππ·2
4 β
ππΌπ·2
4 )
Ο = 75980,34 N
( 3,14 (0,273π)
2
4 β
3,14(0,263π)2
4 )
Ο = 18057880,98 Pa = 18,1 Mpa
LAPORAN KERJA PRAKTEK
51
Tabel 2.9 Hasil perhitungan dari spreaderbar, sling 5 dan sling 6
Simbol Keterangan
TEG Gaya pada sling 5 173324,24 N 17,66 ton
πππΈπΊ Tegangan sling 5 180,24 Mpa -
TEGx Gaya spreaderbar pada sisi E 75980,34 N 7,74 ton
TFG Gaya pada sling 6 189171,12 N 19,28 ton
πππΉπΊ Tegangan sling 6 197,72 Mpa -
TFGx Gaya spreaderbar pada sisi F 94585,56 N 9,64 ton
β Defleksi aksial spreaderbar 0,053mm -
Ο Tegangan spreaderbar 18,1 Mpa -
3.2.6 Gaya yang bekerja pada shackle 5, 6, 7 dan 8
Tabel 2.10 Gaya yang bekerja pada shackle 5, 6, 7 dan 8.
Shackle Dalam Newton (N) Dalam ton
Shackle 5 155782,8 N 15,88 ton
Shackle 6 163827 N 16,7 ton
Shackle 7 173324,24 N 17,66 ton
Shackle 8 189171,12 N 19,28 ton
* Shackle yang digunakan pada shackle 5, 6, 7 dan 8 adalah shackle dengan
mampu angkat 17 ton sehingga shackle 7 dan 8 tidak aman karena beban yang
terjadi di atas kapasitas angkatnya.
LAPORAN KERJA PRAKTEK
52
BAB IV
ANALISA DAN KESIMPULAN
4.1 Analisa
1) Shackle yang digunakan pada lifting point 1, 2, 3 dan 4 saat lifting plan
adalah shackle dengan spesifikasi SWL (safe working load) 8,5 ton. Dari
hasil perhitungan beban tarik maksimum terjadi pada shackle di lifting
point 4 sebesar 10,03 ton. Jadi jika spesifikasi pada lifting plan diterapkan
pada saat berlangsungnya proses pengangkatan pasti akan mengalami
kegagalan.
2) Shackle yang digunakan pada lifting point 5, 6, 7 dan 8 saat lifting plan
adalah shackle dengan spesifikasi SWL (safe working load) 17 ton. Dari
hasil perhitungan beban tarik maksimum terjadi pada shackle di lifting
point 8 sebesar 19,28 ton. Jadi jika spesifikasi pada lifting plan diterapkan
pada saat berlangsungnya proses pengangkatan pasti akan mengalami
kegagalan
3) Kemungkinan terjadi korupsi atau kesalahan perhitungan dalam
menentukan spesifikasi sling yang digunakan. Hal itu akan menjadi
pemborosan jika spesifikasi yang digunakan pada lifting plan diterapkan
pada proses pengangkatan. Pada saat lifting plan, sling yang dipilih adalah
sling dengan mampu angkat 40,7 ton (untuk sling 1, 2, 3 dan 4).
Sementara beban maksimum yang terjadi hanya 10,03 ton. Jadi dengan
sling diameter 13mm kapasitas angkat 10,4 ton saja sudah cukup, begitu
juga dengan sling 5 dan 6 spesifikasi sling yang digunakan adalah sling
dengan mampu angkat 75,7 ton sementara beban maksimum yang terjadi
hanya 19,28 ton, artinya dengan sling diameter 19mm kapasitas angkat
23,2 ton saja sudah cukup
LAPORAN KERJA PRAKTEK
53
4) Dari perhitungan pada beam 1 dan beam 4 yang diambil sebagai sample
seharusnya gaya pada sumbu x yang ada pada kedua ujung beam sama
agar pada saat diangkat module tidak miring dan aman. Gaya yang tidak
sama di kedua ujung beam pada sumbu x dikarenan pemberian sudut sling
terhadap garis horizontal yang tidak tepat dan begitu juga sudut sling pada
spreaderbar.
5) Perbedaan berat total secara perhitungan dengan menggunakan software
dari perusahaan adalah 35,4 ton dan hasil penimbangan 32,58 ton hal
tersebut berbeda mungkin dikarenakan oleh kesalahan input data pada
software karena komponen module yang banyak, perubahan desain saat
perakitan (material kepanjangan sehingga dipotong).
LAPORAN KERJA PRAKTEK
54
4.2 Kesimpulan
1) Spesifikasi shackle yang dipilih saat desain lifting tidak memenuhi standar
keamanan.
2) Terdapat berbedaan letak titik COG (Centre Of Gravity) dan berat total
module antara hasil perhitungan software dengan kondisi aktual
3) Terjadi perubahan desain pad eye dari desain awal karena jika pada desain
awal diterapkan pada proses lifting akan rawan patah akibat adanya jarak
dari lifting point ke frame atau beam.
4) Tegangan terbesar terjadi pada beam 1 yaitu sebesar 37,44 MPa (aman
karena masih berada di bawah tegangan lentur yang diizinkan yaitu sebesar
355 MPa)
5) Hasil perhitungan menunjukan defleksi terbesar terjadi pada beam 4 yaitu
sebesar 1,596mm (aman karena masih berada di bawah defleksi yang
diizinkan yaitu sebesar 7,48 mm)
6) Tegangan pada sling yang terbesar terjadi pada sling 6 yaitu 197,72 Mpa
7) Lifting plan berhasil tanpa terjadi kegagalan (melihat ke lapangan) otomatis
shackle yang digunakan pasti diganti spesifikasinya tetapi saya tidak melihat
saat digantinya.
8) Spreaderbar mengalami perpendekan sebesar 0,053mm
9) Spreaderbar yang digunakan aman karena beban maksimum yang terjadi
pada spreaderbar adalah 19,28 ton dan spesifikasi spreaderbar adalah
kapasitas beban 50 ton.
10) Spreaderbar mengalami tegangan sebesar 18,1 Mpa.
LAPORAN KERJA PRAKTEK
55
SARAN
1. Dari hasil perhitungan saat module diangkat akan miring karena gaya pada
sumbu x frame tidak memenuhi persamaan Ξ£Fx = 0 (TEAx β TEBx ; TEAx =
14683,78 N dan TEBx =12136,37 N) sehingga module akan miring ke
sebelah kiri. Agar module tidak miring maka disarankan sudut pada sisi A
harus diganti dengan sudut 74,39Λ, angka ini diperoleh dari :
TEA cos(x) = 12136,37 N
45102,04 cos(x) = 12136,37 N
cos(x) = 12136,37 N
45102,04 N
x = cos-1(0,269)
x = 74,39
2. Spreaderbar akan bergerak ke kiri karena gaya pada sumbu x di sisi F
lebih besar dari sisi E (FE = 75980,34 N dan FF = 94585,56 N). Agar
spreaderbar tidak miring maka sudut pada sisi F harus diganti dengan
sudut 66,31 Λ. Angka ini diperoleh dari :
TFG cos(x) = 75980,34 N
cos(x) = 75980,34 N
189171,12 N
x = cos-1(0,401)
x = 66,31
3. Dari hasil perhitungan gaya pada sling 1, 2, 3 dan 4 disarankan
menggunakan sling dengan spesifikasi IWRC 6x36 diameter 13mm dan
untuk sling 5, 6 disarankan menggunakan sling dengan spesifikasi IWRC
6x36 diameter 19mm. Hal tersebut ditujukan untuk meminimalisir
pengeluaran biaya.
4. Dari hasil perhitungan shackle pada lifting point 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 dan 8
tidak memenuhi standar keamanan. Untuk itu shackle pada lifting point 1,
2, 3, dan 4 hrus diganti shackle dengan SWL 12 ton dan untuk shackle
pada lifting point 5, 6, 7, dan 8 diganti shackle dengan SWL 25 ton.
LAPORAN KERJA PRAKTEK
56
DAFTAR PUSTAKA
1. Kelompok 4. 2013. Bundel T-Beam. Bandung
2. Popov, E.P. 1996. Mekanika Teknik Edisi kedua. Jakarta: Erlangga.
3. GPS. 2013. Design Drawing M829 BUMI ARMADA PROJECT. Batam
4. GPS. 2013. Plan Design Drawing M829 BUMI ARMADA PROJECT. Batam
5. GEC. Load cell kit brainweigh 2000. Dipetik Oktober 26, 2014 dari
http://www.gecscales.com/products/aircraft-scales/load-cell-kit-
brainweigh-2000.
6. Continental Steel Pte Ltd. 2006. Product Handbook Structural Steel 2006
Edition. Singapore.
7. Gofort Corporation SDN BHD. Performance wire rope. Dipetik Okteber 20,
2014 dari http://www.goforth.com.my/pop.php? page=wirerope_
performance_tech.
8. Certex. 2014. Produck Shackle G-2130. Dipetik Oktober 20, 2014 dari
http://www.certex.co.uk/products/liftinghardware/shackles/crosby-
schackle-g-2130__13051.
57
Y
ang d
igun
akan
Y
ang d
isar
ank
an
LAMPIRAN
Katalog Crosby G2130 Bolt Type Anchor Shackle
58
Y
ang d
igun
akan
Y
ang d
isar
ank
an
KATALOG SLING GOFORT 6X36 IWRC
59
Y
ang d
igun
akan
Material Beam
60
Y
ang d
igun
akan
Katalog Beam
61
Y
ang d
igun
akan
Material Spreaderbar
62
Y
ang d
igun
akan
Katalog Spreaderbar
63
Desain Lifting