ISSN  : 1978-1105 E-ISSN : 2722-5445
EFISIENSI PENGGUNAAN MATERIAL KONSTRUKSI TONGKANG MELALUI ANALISIS RESONANSI GETARAN
Debby R. Lekatompessy*
Program Studi Teknik Perkapalan Fakultas Teknik Universitas Pattimura Ambon, Indonesia 97233
*E-mail korespondensi : de.lekatompessy@gmail.com

## ABSTRAK
Objek penelitian ini adalah tongkang yang beroperasi di Kalimantan, dengan material muatan adalah batubara. Kekuatan struktur dan besarnya beban merupakan dua faktor penting dalam desain  dan  pengoperasiannya.  Semakin  kuat  suatu  struktur  maka  semakin  aman  dari  segi persyaratan  teknik,  namun  akan  mengurangi  beban  yang  berarti  akan  menurunkan  nilai ekonomisnya. Agar efisiensi kedua faktor diatas dapat tercapai, maka perlu dilakukan rekayasa konstruksi  tongkang  melalui  analisis  resonansi  getaran.  Metode  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  adalah  gabungan  antara  penelitian  survei  dan  pengembangan.  Metode pengembangannya  dilakukan  dengan  rekayasa  pada  void  tank  dengan  menggunakan  analisis resonansi getaran untuk menentukan titik kritis dan analisis kekuatan struktur pada area tersebut berdasarkan nilai kekakuan yang dihasilkan. Rekayasa dilakukan dengan penyesuaian jarak dan dimensi tiang penyangga pada void tank, serta tulangan penguat diagonalnya. Jumlah tulangan penguat diagonal berkurang 50% atau bobot berkurang 12,69 ton. Pilar bertambah berat 6,241 ton. Hasil dari rekayasa struktur ini menghasilkan peningkatan kekuatan struktur sebesar 27%, pengurangan lendutan sebesar 45,2% dan beban dapat ditingkatkan hingga 0,42% atau 6,45 ton dari  beban  awal  yang  dapat  dipikul.  Luaran  dari  penelitian  ini  adalah  desain  tongkang  yang lebih  ringan  (biaya  produksi  lebih  murah)  sehingga  daya  dukungnya  meningkat  yang  berarti menguntungkan pemilik kapal namun tetap aman dalam pengoperasiannya.
Kata kunci: Rekayasa, barge, resonansi, void tank, penguat diagonal

## ABSTRACT
The object of this research is a barge operating in Kalimantan, with coal as the cargo material. Structural strength and load capacity are two important factors in its design and operation. The stronger the structure, the safer it is in terms of technical requirements, but it reduces the load capacity,  thereby  lowering  its  economic  value.  To  achieve  efficiency  in  both  factors,  barge construction engineering needs to be performed through structural strength analysis. The method used  in  this  research  is  a  combination  of  survey  and  development  research.  The  development method  involves  engineering  the  void  tank  using  vibration  resonance  analysis  to  determine critical  points  and  structural  strength  analysis  in  those  areas  based  on  the  resulting  stiffness values.  Engineering  was  carried  out  by  adjusting  the  distance  and  dimensions  of  the  support pillars  in  the  void  tank,  as  well  as  the  diagonal  reinforcements.  The  number  of  diagonal reinforcements was reduced by 50%, or the weight was reduced by 12.69 tons. The weight of the pillars increased 6.241 tons. The results of this structural engineering produced a 27% increase in structural strength, a 45.2% reduction in deflection, and an increase in load capacity by up to 0.42% or 6.45 tons from the initial load capacity. The outcome of this research is a lighter barge design  (lower  production  costs),  thereby  increasing  its  load  capacity,  which  benefits  the  ship owner while maintaining operational safety.

## Keyword: Engineering, barge, stiffness, void tank, diagonal reinforcements

## 1. PENDAHULUAN
Tongkang  merupakan  alat  pengangkut  material  di  laut  yang  tidak  menggunakan  mesin penggerak  dalam  pengoperasiannya.  Tongkang  tersebut  digerakkan  dengan  kapal  tunda  atau tugboat.  Kapal  tongkang  yang  beroperasi  saat  ini  mengangkut  batu  bara,  nikel,  timah,  pasir, container,  kayu  gelondongan,  dll  dalam  jumlah  besar.  Biasanya  dioperasikan  di  laut  dan  juga sungai besar. Dalam menjalankan tugasnya, tongkang harus mampu menerima beban maksimal yang dibawanya. Pemilik tentunya memiliki dua tujuan utama yaitu bagaimana tongkang dapat mengangkut  sebanyak-banyaknya  namun  konstruksi  tongkang  tetap  dalam  batas  aman  saat dioperasikan. Harapan pemilik dapat terwujud dengan bantuan desainer kapal pada perusahaan pembuatan  kapal.  Batam,  pusat  pembuatan  kapal  di  Indonesia,  terkenal  dengan  industri pelayarannya.  Pembangunannya  dilakukan  secara  profesional  sehingga  banyak  pesanan  yang datang baik dari dalam maupun luar negeri.
Kecelakaan  kapal  tongkang  batubara  sering  terjadi  di  wilayah  operasionalnya.  Tumpahan batubara  dalam  jumlah  besar  akibat  kapal  tongkang  yang  terbalik  atau  rusak  menyebabkan pencemaran lingkungan laut. Pada tahun 2022, tercatat 7 kapal tongkang pengangkut batu bara mengalami  kecelakaan  di  laut,  dan  3  kapal  tongkang  sepanjang  tahun  2023.  Kapal  tongkang kurang kuat sehingga pada kondisi cuaca buruk sangat rentan terpuntir dan patah.
Dalam perkembangannya konstruksi tongkang tidak lagi sekedar kotak di atas laut, namun fungsinya telah berkembang hingga memiliki tongkang budidaya ikan (Li et al., 2020; Wang et al.,  2022),  hotel  terapung  mini  (Lin  et  al.,  2019),  yang  tidak  lagi  berupa  bangunan  sederhana melainkan  terlihat  lebih  mewah  dibandingkan  model  konvensional.  Perkembangan  tersebut mengakibatkan  perlunya  memperhatikan  konstruksi  yang  kuat  (aman)  sesuai  fungsinya.  Kapal tongkang  pengangkut  lebih  fokus  pada  kekuatan  konstruksi  yang  mampu  menerima  beban pemuatan sesuai permintaan. Pemilik sesuai tujuan komersilnya menginginkan harga beli yang cukup murah, daya dukung yang besar, dan konstruksi yang kuat. Sedangkan pemilik galangan kapal mempunyai tanggung jawab untuk mewujudkan hal tersebut dengan mematuhi peraturan yang ditentukan oleh biro klasifikasi seperti BKI. Galangan kapal harus bisa menjamin keamanan kapal tongkang yang dibangunnya.
Agar suatu tongkang mempunyai daya angkut yang besar maka harus mempunyai konstruksi yang  lebih  ringan,  sedangkan  dari  segi  kekuatan  konstruksinya,  semakin  ringan  bahan pembuatnya  maka  akan  berdampak  pula  pada  berkurangnya  kekuatan  struktur  tersebut.  Kedua hal yang bertolak belakang ini perlu dicarikan solusinya guna mengoptimalkan kedua faktor di atas. Untuk  memenuhi kedua faktor diatas  yaitu melalui rekayasa konstruksi tongkang dimana rekayasa dilakukan berdasarkan lokasi konstruksi kritis yang diketahui melalui analisis getaran dimana  resonansi  terjadi. Pengendalian  getaran  pasif  pada  struktur  kapal  secara  umum  dapat diklasifikasikan  menjadi  tiga  kategori  menurut  lokasi  di  mana  teknik  pengendalian  tersebut diterapkan:  (a)  pengendalian  getaran  pada  lokasi  sumber;  (b)  pengendalian  perambatan gelombang pada struktur kapal; dan (c) pengendalian getaran di lokasi penerima Lin et al. (2009).
Tongkang yang dibangun menambahkan penguat diagonal pada area void tank dan ada juga yang tidak menggunakan penguat diagonal namun pihak galangan kapal menambah ukuran tiang penyangga dan penguat untuk menambah kekakuan pada bagian konstruksi tertentu. Penempatan penguat  dan  dimensi  yang  tepat  akan  mengefisienkan  jumlah  material  konstruksi  sehingga kapasitas  beban  dapat  maksimal.  Agar  hal  tersebut  dapat  terwujud,  maka  pada  penelitian  ini dilakukan rekayasa konstruksi tongkang  melalui pengujian Non-Destructive Evaluation (NDE) mengingat cara tersebut terbukti sangat efisien dari segi waktu dan biaya dengan tingkat validitas yang  tinggi.  Penelitian  dilakukan  dalam  2  tahap  yaitu  yang  pertama  menganalisis  titik  kritis melalui uji resonansi konstruksi tongkang menggunakan perkuatan diagonal dengan daya dukung 9  ton/m 2 .  Tahap  kedua  dilakukan  rekayasa  struktur  pada  titik-titik  kritis  konstruksi.  Rekayasa dilakukan terhadap dimensi dan letak tulangan diagonal serta dimensi tiang penyangga. Kekuatan
struktur  sebelum  dilakukan  rekayasa  akan  dibandingkan  dengan  kekuatan  struktur  setelah dilakukan rekayasa di atas.
Berdasarkan penelitian Lin et al. (2009) dan Grice & Pinnington (2000), Gaya tersebut dapat direkayasa dengan menggeser gading dari daerah tempat terjadinya resonansi. Pilihan yang dapat digunakan untuk mengatasi resonansi tersebut adalah dengan mengubah frekuensi alami struktur yang beresonansi (Imron, 2014), yaitu dengan penambahan perkuatan untuk meningkatkan nilai kekakuan  struktur  pada  daerah  resonansi.  Penelitian  ini  didukung  (Lekatompessy  et  al.,  2017) yang dalam penelitiannya menjelaskan letak dan bentuk sambungan, dimana pada daerah tersebut terdapat  konsentrasi  tegangan  yang  mempengaruhi  kekakuan struktur (Rodrigues  et  al., 2019). Analisis Elemen Hingga (FEA) digunakan dalam pemodelan simulasi  (Chen, 2023; Kim et al., 2023; Mauro et al., 2023). Perkembangan rekayasa dalam teknologi komputer yang berkembang secara signifikan (Hirdaris et al., 2014). Berdasarkan hasil simulasi dan analisis kekuatan dengan bantuan software, diperoleh rekomendasi dimensi dan letak komponen konstruksi yang baik.
Perkembangan  teknologi  industri  pelayaran  terjadi  karena  adanya  tuntutan  masyarakat, pemilik kapal, dan pembuat kapal. Masyarakat menginginkan keamanan, kenyamanan dan harga ekonomis.  Pemilik  kapal  menginginkan  biaya  produksi  yang  murah,  keamanan  struktural,  dan muatan dalam jumlah besar untuk diangkut.
Para  pembuat  kapal  menginginkan  kepercayaan  dari  pemilik  produk  yang  dibuatnya  agar perusahaannya  tetap  menerima  pesanan.  Kapal  tongkang  yang  dibangun  akhir-akhir  ini  telah mengalami perubahan tatanan konstruksinya. Rekayasa dilakukan untuk mendapatkan tongkang yang mampu mengangkut muatan lebih banyak namun keamanan strukturnya terjamin dan harga lebih murah.
Berdasarkan  hasil  penelitian  sebelumnya,  analisis  getaran  dapat  digunakan  untuk menentukan  titik-titik  kritis  (resonansi)  dan  kekakuan  pada  suatu  konstruksi  kapal (Lekatompessy,  2021).  Nilai  kekakuan,  respon  harmonis  dan  frekuensi  alami  pada  balok membantu  menganalisis  kekuatan  struktur  secara  keseluruhan    (Kanwal  et  al.,  2024)  dan (Lekatompessy,  2023).  Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah:  mengetahui  kekuatan  konstruksi tongkang dan kapasitas muat 100% untuk mengidentifikasi titik-titik kritis pada seluruh bagian konstruksi;  mengetahui  dimensi  dan  letak  tulangan  diagonal  yang  benar  serta  letaknya  sesuai dengan kekuatan yang dianjurkan menurut biro klasifikasi yang digunakan; dan mendesain ulang struktur  tongkang  menjadi  perhatian  untuk  mendapatkan  struktur  tongkang  yang  lebih  kuat dimana efisiensi material dicapai dengan menambahkan tulangan diagonal pada lokasi yang tepat pada void tank. Upaya ini dapat meningkatkan jumlah muatan yang diangkut.

## 2. MATERIAL DAN METODE
a. Waktu dan Lokasi
Penelitian  dilaksanakan  pada  bulan  April  sampai  Juli  2023.  Lokasi  penelitian  di  PT. Galangan Kapal KTU, Batam. Perhitungan dan simulasi dilakukan di Laboratorium Struktur dan Kekuatan Kapal, Fakultas Teknik Universitas Pattimura.

## b. Variabel Penelitian
Variabel  penelitian  terdiri  dari  variabel  bebas  dan  variabel  terikat.  Variabel  terikat  dalam penelitian ini adalah kekuatan tongkang sebelum rekayasa dimensi dan letak tulangan diagonal dan  tiang  penyangga  dalam  satuan  MPa (Y 1 )  dan  kekuatan tongkang  setelah  rekayasa  dimensi tulangan  diagonal  dan  tiang  penyangga  dalam  satuan  MPa  (Y 2 )  dan  letaknya  tergantung  pada dimensi yang digunakan. Variabel bebas X 1 adalah dimensi tulangan diagonal tongkang sebelum rekayasa dan X 2 adalah dimensi tiang penyangga tongkang sebelum rekayasa. Variabel bebas X 1 adalah  dimensi  tulangan  diagonal  tongkang  setelah  rekayasa  dan  X 2 adalah  dimensi  tiang penyangga tongkang setelah rekayasa.

## c. Data
Data tongkang menggunakan perkuatan tiang atau dengan kata lain menggunakan perkuatan diagonal. Total berat muatan yang diangkut adalah 9 ton/m 2 dengan luas dek muatan 2.283 m 2 .
Gambar 1 . Sheer Plan
Gambar 2 . Lines plan
Gambar 3 . L. BHD, Centerline, Side Shell, L. Girder, L. Stiffener

## d. Metoda Analisis data
Pada simulasi ini menggunakan metode finite elemen hingga (FEM) dengan perangkat lunak, dengan prosedur analisis secara umum sebagai berikut:
a. PRE-PROCESSING, including:
- Element type definition,
- Material properties definition,
- Modeling and meshing.
b. SOLUTION, includes:
- Apply boundary conditions,
- Apply load,
- Define the type of analysis: (1) Modal Analysis and (2) Harmonic Response Analysis,
- Solve for results.
c. POST-PROCESSING
- Read the result summary (Modal and Harmonic Response Analysis),
- Plot the calculated result of the modes of vibration,
- Plot the displacement of each mode of vibration,
- Plot compliance for the natural frequency,
- Plot frequency response function.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
a. Kekuatan konstruksi tongkang sebelum rekayasa komponen konstruksi
Pada  penelitian  ini  proses  simulasi  dilakukan  dengan  menggunakan  perangkat  lunak. Analisis diawali dengan proses simulasi respon harmonik yang pengaturannya sesuai dengan data awal yang tersedia. Hal ini dilakukan untuk melihat nilai amplitudo dan frekuensi tertinggi dari hasil simulasi. Hasil pengujian simulasi getaran pada arah vertikal yaitu pada arah sumbu Y, dari 4 komponen konstruksi yang ditinjau yaitu: sekat melintang dan memanjang, tiang penyangga, tulangan diagonal dan lambung tongkang dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 1. Frekuensi Natural (Hz) Mode Frekuensi (Hz) 1 13.622 2 14.274 3 89.106 4 105.12 5 134.99 6 146.45
Untuk  keperluan  simulasi  kekuatan  struktur  tongkang  digunakan  analisis static  structural dengan hasil pada Tabel 2.
Tabel 2. Harmonic Response pada Transverse dan Longitudinal Bulkheads, Stanchion, Hull dan Diagonal Stiffner
No Frequency (Hz) Transv and Long. Bhd  Y Axis Stanchion Y Axis Hull Y Axis Diagonal Stiffner Y Axis Amplitude (mm) K (N/mm ) Amplitude (mm) K (N/mm ) Amplitude (mm) K (N/mm ) Amplitude (mm) K (N/mm ) 1 5 1,14E+00 8,81E+05 1,16E+00 8,62E+05 1,13E+00 8,81E+05 8,24E-01 1,21E+06 2 10 2,38E-01 4,21E+06 2,43E-01 4,12E+06 2,37E-01 4,21E+06 1,73E-01 5,77E+06 3 15 1,03E-01 9,76E+06 1,05E-01 9,55E+06 1,02E-01 9,76E+06 7,49E-02 1,34E+07 4 20 5,71E-02 1,75E+07 5,83E-02 1,71E+07 5,70E-02 1,75E+07 4,17E-02 2,40E+07 5 25 3,64E-02 2,75E+07 3,72E-02 2,69E+07 3,63E-02 2,75E+07 2,66E-02 3,76E+07 6 30 2,52E-02 3,97E+07 2,57E-02 3,89E+07 2,52E-02 3,97E+07 1,84E-02 5,43E+07 7 35 1,85E-02 5,41E+07 1,89E-02 5,30E+07 1,85E-02 5,42E+07 1,35E-02 7,41E+07 8 40 1,41E-02 7,08E+07 1,44E-02 6,92E+07 1,41E-02 7,08E+07 1,03E-02 9,68E+07 9 45 1,12E-02 8,96E+07 1,14E-02 8,77E+07 1,12E-02 8,97E+07 8,15E-03 1,23E+08 10 50 9,03E-03 1,11E+08 9,23E-03 1,08E+08 9,03E-03 1,11E+08 6,60E-03 1,51E+08 11 55 7,46E-03 1,34E+08 7,63E-03 1,31E+08 7,46E-03 1,34E+08 5,45E-03 1,83E+08 12 60 6,27E-03 1,60E+08 6,41E-03 1,56E+08 6,26E-03 1,60E+08 4,58E-03 2,18E+08 13 65 5,34E-03 1,87E+08 5,46E-03 1,83E+08 5,34E-03 1,87E+08 3,90E-03 2,56E+08 14 70 4,60E-03 2,17E+08 4,71E-03 2,13E+08 4,60E-03 2,17E+08 3,36E-03 2,97E+08 15 75 4,01E-03 2,49E+08 4,10E-03 2,44E+08 4,01E-03 2,50E+08 2,93E-03 3,41E+08 16 80 3,52E-03 2,84E+08 3,60E-03 2,78E+08 3,52E-03 2,84E+08 2,58E-03 3,88E+08 17 85 3,12E-03 3,20E+08 3,19E-03 3,13E+08 3,12E-03 3,21E+08 2,28E-03 4,38E+08 18 90 2,78E-03 3,59E+08 2,85E-03 3,51E+08 2,78E-03 3,59E+08 2,03E-03 4,92E+08 19 95 2,50E-03 4,00E+08 2,55E-03 3,92E+08 2,50E-03 4,01E+08 1,83E-03 5,48E+08 20 100 2,26E-03 4,43E+08 2,30E-03 4,34E+08 2,25E-03 4,44E+08 1,65E-03 6,07E+08
Gambar 4. Hasil simulasi daerah kritis sistem arah sumbu Y untuk kondisi pada daerah perkuatan diagonal, tiang penyangga, lambung kapal serta sekat memanjang dan melintang.
Tabel 3. Total deformasi dalam mm dengan variasi beban dari  1,000 kN hingga 10,000 kN
Titik Total Deformasi (mm) 1,000 kN  2,000 kN  3,000 kN  4,000 kN  5,000 kN  6,000 kN  7,000 kN  8,000 kN  9,000 kN  10,000 kN 1 0.03 0.02 0.04 0.09 0.07 0.06 0.46 0.89 0.68 0.41 2 2.27 4.55 6.81 9.08 11.33 13.59 14.83 16.81 20.00 22.56 3 4.01 8.01 12.00 15.99 19.96 22.68 26.11 31.91 33.85 39.74 4 5.45 10.89 16.33 21.76 27.16 32.56 36.42 41.73 46.93 54.08 5 6.47 12.94 19.39 25.85 32.26 38.67 44.93 50.76 56.93 64.22 6 6.99 13.96 20.93 27.91 34.68 41.73 48.61 55.82 62.48 69.32 7 6.96 13.90 20.84 27.79 34.67 41.54 48.50 56.24 63.28 69.01 8 6.39 12.77 19.14 25.54 31.85 38.16 45.65 51.22 59.13 63.38 9 5.34 10.67 15.99 21.36 26.63 31.88 37.27 45.14 50.68 52.97 10 3.90 7.78 11.67 15.61 19.45 23.26 29.45 34.19 35.75 38.63 11 2.14 4.28 6.42 8.63 10.72 12.77 17.98 17.64 20.01 21.25 12 0.05 0.09 0.14 0.16 0.18 0.16 3.75 4.58 4.10 0.45 Max 7.96 15.46 22.46 29.13 36.02 43.17 50.34 57.81 65.00 71.71 Max % 0.00 94.17 45.27 29.70 23.66 19.85 16.61 14.82 12.45 10.33
Pada  Tabel  3  terlihat  deformasi  total  terjadi  pada  beban  maksimum.  Distribusi  beban terbesar terdapat pada bagian tengah dengan nilai deformasi tertinggi berada pada titik 6 dan 7. Deformasi  terkecil  sebesar  7,96  mm  dengan  beban  1.000  kN  dan  terbesar  sebesar  71.71  mm dengan beban 10.000 kN.
Pada  Tabel  4  terlihat  deformasi  terarah  terjadi  pada  beban  maksimum.  Distribusi  beban terbesar terdapat pada bagian tengah dengan nilai deformasi tertinggi pada arah sumbu Y berada
antara titik 6 dan 7. Deformasi terkecil sebesar 0,18 mm pada beban 1.000 kN dan terbesar adalah 1,70 mm pada beban 10.000 kN.
Tabel 4. Deformasi directional dalam mm dengan variasi beban dari 1,000 kN hingga 10,000 kN
Titik Deformasi (mm) 1,000 kN  2,000 kN  3,000 kN  4,000 kN  5,000 kN 6,000 kN  7,000 kN  8,000 kN  9,000 kN  10,000 kN 1 0.02 0.03 0.03 0.04 0.07 0.08 0.19 0.22 0.09 0.12 2 2.27 4.54 6.81 9.07 11.32 13.58 13.66 18.19 17.43 22.54 3 4.01 8.00 11.99 15.98 19.96 23.92 25.49 29.07 35.94 39.74 4 5.45 10.89 16.33 21.76 27.16 32.56 37.81 43.57 46.70 54.08 5 6.47 12.94 19.39 25.85 32.26 38.67 44.98 51.68 58.05 64.22 6 6.99 13.96 20.92 27.90 34.82 41.72 48.67 55.55 62.48 69.30 7 6.95 13.89 20.82 27.77 34.65 41.51 48.38 56.21 62.62 68.95 8 6.38 12.74 19.10 25.49 31.80 38.09 45.69 52.53 57.58 63.26 9 5.32 10.63 15.94 21.29 26.54 31.77 38.96 42.82 48.23 52.78 10 3.87 7.73 11.59 16.79 19.31 23.09 29.43 31.64 35.38 38.34 11 2.10 4.20 6.30 8.48 10.53 12.53 14.61 17.35 19.71 20.85 12 0.02 0.11 0.11 0.10 0.08 0.12 0.16 0.11 0.17 0.43 Max 0.18 0.36 0.53 0.74 0.85 1.04 1.20 1.71 1.98 1.70 Max % 0.00 98.22 48.14 39.89 14.68 21.84 15.66 42.54 15.59 13.84
Tabel 5. Tegangan dalam MPa dengan variasi beban of 1,000 kN hingga 10,000 kN
Titik Tegangan (MPa) 1,000 kN  2,000 kN  3,000 kN  4,000 kN  5,000 kN  6,000 kN  7,000 kN  8,000 kN  9,000 kN  10,000 kN 1 21.96 21.98 20.35 22.19 106.67 32.00 138.87 24.93 181.26 102.65 2 0.63 4.79 6.98 9.49 11.79 13.98 14.47 2.91 21.21 23.21 3 2.30 4.57 6.75 9.98 11.86 16.24 1.68 19.79 2.56 24.07 4 2.27 4.39 6.68 8.60 10.73 21.83 15.82 18.56 32.84 23.17 5 2.34 4.71 7.01 3.06 3.71 13.89 13.56 18.37 20.31 23.23 6 2.44 1.72 7.30 9.68 12.07 27.81 15.01 15.75 16.65 8.50 7 2.39 4.75 2.57 9.50 4.26 27.87 16.41 18.60 41.29 8.35 8 2.20 4.36 1.97 8.65 10.88 2.83 13.06 17.61 39.55 6.43 9 2.16 4.38 6.74 8.07 2.30 2.23 15.12 16.33 33.31 21.98 10 0.31 5.68 7.58 11.34 13.38 2.12 18.12 23.41 27.00 26.07 11 4.89 9.35 13.84 18.48 3.57 6.50 36.84 35.77 21.14 44.86 12 42.96 46.63 47.06 99.40 128.99 14.41 237.32 433.87 24.90 603.33 Max 137.72 325.30 413.36 651.03 813.54 976.22 1,139.20  1,306.00  1,470.10 1,380.40 Max % 0.00 136.20 27.07 57.50 24.96 20.00 16.70 14.64 12.57 6.10
Pada Tabel 5 terlihat tegangan maksimum terjadi pada beban maksimum. Distribusi beban terbesar terdapat pada haluan dan buritan kapal tongkang dengan nilai tegangan tertinggi pada bagian ujung. Tegangan terkecil sebesar 137,72 MPa dengan beban 1.000 kN dan terbesar sebesar 1.380 MPa dengan beban 10.000 kN.
Gambar  5  menunjukkan  tegangan  yang  terjadi  pada  bagian  haluan  dan  buritan  kapal tongkang dengan besarnya tergantung pada muatan yang diangkut.
Gambar 5. Grafik tegangan kerja dengan beban dari 1,000 kN hingga 10,000 kN
0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 700,00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Stress (MPa) Point 1,000 kN 2,000 kN 3,000 kN
4,000 kN 5,000 kN 6,000 kN 7,000 kN 8,000 kN
Berdasarkan hasil simulasi terlihat bagian tersebut mengalami deformasi (mm) dan tegangan (MPa). Deformasi total yang terjadi menunjukkan bagian tengah mempunyai nilai defleksi yang tinggi  ditandai  dengan  warna  merah.  Semakin  banyak  area  merah  maka  semakin  tinggi  nilai deformasi yang terjadi.
Pada gambar terlihat bahwa semakin besar beban maka luas kritis semakin besar. Sedangkan untuk deformasi searah sumbu Y terjadi kondisi sebaliknya, dimana akibat kurangnya kekakuan struktur pada haluan dan buritan, maka ketiga beban besar tersebut diterapkan pada bagian tengah tongkang sehingga menimbulkan tegangan yang besar pada haluan dan buritan.
Gambar 6. Simulasi deformasi total, deformasi directional, dan tegangan kerja dengan beban 1.000 kN hingga 10.000 kN
Berdasarkan data yang ada, beban maksimal yang mampu diangkat kurang lebih 10.000 kN atau  1.019,72  ton.  Berat  total  struktur  adalah  1.547  ton,  yang  meliputi  berat  tiang  penyangga 62.416 ton dan tulangan diagonal 25.381 ton.

## b. Kekuatan Konstruksi Tongkang Setelah Rekayasa Komponen Void Tank
Rekayasa  dilakukan  pada  dimensi  tiang  penyangga  profil  H  dengan  ketebalan  dari  9  mm menjadi 11 mm. Jumlah penguat diagonal dikurangi 50% atau bobot berkurang sebesar 12,69 ton. Total jumlah tangki 44 void tank yang berisi 16 tiang penyangga per tangki, 8 tangki di haluan dan  4  di  buritan  dengan  isi  24  tiang  penyangga  untuk  setiap  void tank.  Berat  tiang  penyangga bertambah 6,241 ton.
Perubahan tersebut berdampak pada kekuatan struktur dimana terjadi peningkatan kekuatan seiring  dengan  peningkatan  luas  penampang  meskipun  jumlah  tulangan  penguat  diagonal dikurangi  sebesar  50%.  Berdasarkan  hasil  analisis  static  structural,  kekuatan  struktur  setelah rekayasa meningkat. Hal ini ditandai dengan berkurangnya nilai tegangan kerja yang bekerja pada beban maksimum dari 1.380,4 MPa menjadi 1.006,54 MPa. Deformasi direction berkurang dari 1,7  mm  menjadi  0,93  mm  pada  beban  maksimum  di  bagian  kritis.  Semua  ini  mengakibatkan muatan bertambah sebanyak 6,45 ton.
Gambar 7. Simulasi penambahan dimensi tiang penyangga dan pengurangan jumlah diagonal struktur tongkang

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan  analisis  getaran,  dilakukan  rekayasa  pada  titik-titik  kritis  dengan  cara memperbesar ukuran tiang penyangga dan mengurangi jumlah tulangan penguat diagonal. Hasil dari rekayasa struktur ini menghasilkan peningkatan kekuatan struktur sebesar 27%, pengurangan lendutan  atau  deformasi  sebesar  45,2%  dan  muatan  dapat  ditingkatkan  hingga  0,42%  atau bertambah 6,45 ton dari muatan awal.

## DAFTAR PUSTAKA
Chen, H. (2023). Simulation research on ship electric propulsion speed regulation system based on variable structure control and FPGA. Optik , 272 , 170265.
https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2022.170265 Grice, R. M., & Pinnington, R. J. (2000). A METHOD FOR THE VIBRATION ANALYSIS OF BUILT-UP  STRUCTURES,  PART  I:  INTRODUCTION  AND  ANALYTICAL ANALYSIS  OF  THE  PLATE-STIFFENED  BEAM. Journal  of  Sound  and  Vibration ,
230 (4), 825–849. https://doi.org/10.1006/jsvi.1999.2657
Hirdaris, S. E., Bai, W., Dessi, D., Ergin, A., Gu, X., Hermundstad, O. A., Huijsmans, R., Iijima, K., Nielsen, U. D., Parunov, J., Fonseca, N., Papanikolaou, A., Argyriadis, K., & Incecik, A.  (2014).  Loads  for  use  in  the  design  of  ships  and  offshore  structures. Ocean Engineering , 78 , 131–174. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2013.09.012 Imron, A. (2014). Kerusakan struktur akibat getaran lokal pada kapal yang jarang diperhatikan; Analisis  dan  solusi  (Studi  kasus). Jurnal  Kelautan  Nasional , 9 (1),  11–19. https://doi.org/10.15578/jkn.v9i1.6198
Kanwal, G., Ahmed, N., & Nawaz, R. (2024). A comparative analysis of the vibrational behavior of  various  beam  models  with  different  foundation  designs. Heliyon , 10 (5),  e26491. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e26491
Kim,  I.-T.,  Kim,  S.,  Paik,  K.-J.,  Yang,  J.-K.,  &  Kwon,  S.-Y.  (2023).  Free-running  CFD simulations to assess a ship-manoeuvring control method with motion forecast in waves. Ocean Engineering , 271 , 113806. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2023.113806 Lekatompessy, D. R. (2021). The effect analysis of the stiffness changes of a Traditional Fishing
Boat Foundation on Vibration Amplitude. TEKNIK , 42 (1), 71–78.
https://doi.org/10.14710/TEKNIK.V42I1.30978
Lekatompessy,  D.  R.  (2023).  Local  vibration  reduction  of  machine  support  systems  through transmissibility pattern analysis in resonant construction. AIP Conference Proceedings , 2588 (1), 040012. https://doi.org/10.1063/5.0111908
Lekatompessy,  D.  R.,  Ariana,  I.  M.,  Zubaydi,  A.,  &  Erwandi,  E.  (2017).  The  Vibration Characteristics  of  Gofasa  Wood  (vitex  cofassus). International  Review  of  Mechanical Engineering (IREME) , 11 (9), 644–650. https://doi.org/10.15866/IREME.V11I9.11636 Li, L., Bruset, M., Ong, M. C., & Wu, X. (2020). Numerical Analysis of a Floating Fish  Cage With  Feeding  Systems. Volume  5:  Ocean  Space  Utilization ,  V005T05A001. https://doi.org/10.1115/OMAE2020-18112
Lin, T. R., Pan, J., O’Shea, P. J., & Mechefske, C. K. (2009). A study of vibration and vibration control of ship structures. Marine Structures , 22 (4), 730–743. https://doi.org/10.1016/J.MARSTRUC.2009.06.004
Lin, Y.-H., Chih Lin, Y., & Tan, H.-S. (2019). Design and functions of floating architecture – a review. Marine Georesources & Geotechnology , 37 (7), 880–889.
https://doi.org/10.1080/1064119X.2018.1503761
Mauro,  F.,  Vassalos,  D.,  Paterson,  D.,  &  Boulougouris,  E.  (2023).  Evolution  of  ship  damage stability  assessment—Transitioning  designers  to  direct  numerical  simulations. Ocean Engineering , 268 , 113387. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.113387 Rodrigues, L. A. S., Loayza L, C. R., Borges, D. J. A., Baia, P. E. C., Freitas, E. N., & Braga, E.
M. (2019). Welding procedures influence analysis on the residual stress distribution and distortion of stiffened panels welded via robotized FCAW. Thin-Walled Structures , 141 , 175–183. https://doi.org/10.1016/j.tws.2019.03.055
Wang,  G.,  Martin,  T.,  Huang,  L.,  &  Bihs,  H.  (2022).  Numerical  investigation  of  the hydrodynamics of a submersible steel-frame offshore fish farm in regular waves using CFD. Ocean Engineering , 256 , 111528. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.111528