https://journal.unhas.ac.id/index.php/zonalaut

## ZONA LAUT

## JURNAL INOVASI SAINS DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
-spasi -Times New Roman 11 Italic- -spasi -Times New Roman 11 Italic-
ANALISA KEKUATAN STRUKTUR BARGE PADA PROSES LOAD OUT

## OFFSHORE MODULE (TOP SIDE) DENGAN SPMT
-spasi-Times New Roman 11 Italic- -spasi-Times New Roman 11 Italic-
*Habibi Palippui, Sahwan Ramadhan Departemen Teknik Kelautan Universitas Hasanuddin *habibi@unhas.ac.id
-spasi-Times New Roman 11 Italic- -spasi-Times New Roman 11 Italic-

## Abstrak
Salah satu proses yang kritikal ketika fabrikasi offshore yaitu proses transfer offshore module (Top Side) dari atas jetty ke atas  transportation  barge  atau  sering  disebut  Proses Load  Out. Salah  satu  analisa  yang  dibutuhkan  untuk  memastikan proses load out berjalan dengan lancar dan aman yaitu analisa kekuatan struktur barge pada saat proses load out tersebut terjadi  yaitu  dimana  dilakukan  pengecekan  terhadap  kekuatan  struktur  barge  apakah  mampu  menahan  beban top  side ketika terjadi transfer beban dari atas jetty ke atas transportation barge atau dari tepi barge sampai ke final lokasi. Untuk mendapatkan hasil yang akurat maka digunakan bantuan program komputer atau sering disebut dengan metode elemen hingga (Finite Element Analysis). Adapun software yang digunakan pada analisa ini yaitu StaadPro V8i dengan simulasi percobaan tiga module. Dari hasil analisa diperoleh kesimpulan bahwa simulasi percobaan module tiga memiliki   nilai maksimum von misses stress adalah 74,119 N/mm 2 , normal stress adalah 57,765 N/mm 2 , dan shear stress adalah 0,02279 N/mm 2 ,  dimana  semua  nilai  tegangan  tersebut  dibawah  tegangan  izin  atau  dibawah  batas  maksimal  yang  disyaratkan American Institute of Steel Construction (AISC) sehingga struktur barge tidak perlu diberikan tambahan penguatan baik internal maupun eksternal karena masih aman dan mampu untuk menahan beban top side ketika load . Analisis dengan SPMT berpotensi menjadi patokan dalam dalam menganalisis kekuatan struktrur barge dalam  proses load out offshore module (top side). -spasi-Times New Roman 11 Italic- Kata Kunci: Load Out, Top Side, SPMT, Barge, Finite Element. -spasi-Times New Roman 11 Italic- -spasi-Times New Roman 11 Italic-

## Abstrct
One of the critical processes when fabricating offshore is the process of transferring the offshore module (Top Side) from the top of the jetty to the transportation barge or often called theProcess Load Out. One of the analyzes needed to ensure the process load out runs smoothly and safely is the analysis of the strength of the barge structure when the load out process occurs, which is checking the strength of the barge structure whether it is able to withstand the load topside when there is load transfer from the top of the jetty to transportation barge or from the edge of the barge to the final location. To get accurate results, the help of computer programs is used or often called the finite element method (Finite Element Analysis).  The  software  used  in  this  analysis  is  Staad  Pro  V8i  with  a  three-module  simulation  experiment.  From  the analysis  it  was  concluded  that  the  three  module  simulation  simulations  have  a  maximum  value  of  von  mises  stress  is 74.119 N / mm 2 , normal stress is 57.765 N / mm 2 , and shear stress is 0.02279 N mm 2 , where all stress values are below the maximum limit required by the American Institute of Steel Construction ( AISC) so that the barge structure does not need to be given additional reinforcement both internally and externally because it is still safe and able to withstand the topside when loading. Analysis with SPMT has the potential to be a benchmark in analyzing the strength of the barge structure in the process of loading out the offshore module (top side). imes New Roman 11 Italic- Keyword: Load Out, Top Side, SPMT, Barge, Finite Element. -spasi-Times New Roman 11 Italic- -spasi-Times New Roman 11 Italic- 1. PENDAHULAN
Load  out  adalah  salah  satu  proses  yang  terjadi  pada  saat  fabrikasi  bangunan  lepas  pantai. Load  out adalah proses  pemindahan  struktur  bangunan  lepas  pantai (offshore) dari  lapangan  fabrikasi  atau  dermaga  ke  atas
barge  dimana  barge  tersebut  akan  membawa  bangunan offshore ke  lokasi  instalasi  [1]  proses  load  out  ada beberapa metode, yaitu:
a. Trailer load out , yaitu proses load out dimana trailer akan bergerak ke bawah struktur, dan sesuai arahan, trailer tersebut akan mengangkat struktur dan bergerak ke atas barge untuk ditempatkan di lokasi final. b. Skidded load out , yaitu proses load out dimana struktur akan ditempatkan diatas rel baja dan winch akan digunakan untuk menarik atau mendorong struktur ke atas barge dimana skid beam akan digunakan untuk membawa struktur ke final posisi diatas barge.
c. Lifting load out , yaitu proses load out dimana module akan diangkat ke atas deck barge menggunakan crane yang berada di darat atau crane dari laut.
d. Float away load out , yaitu proses load out dimana struktur akan dibangun di atas fasilitas dry dock seperti semi submersible hulls , TLP hulls , FPSO hulls , atau yang lainnya. Banyak hal yang menjadi pertimbangan ketika memilih metode load out yang akan digunakan seperti berat struktur, bentuk dari struktur offshore , kondisi [2] [3] yard tempat membangun struktur tersebut ataupun yang berhubungan dengan sisi komersial. Saat ini, metode load out dengan menggunakan trailer -lah yang paling sering  digunakan  karena  memiliki  banyak  kelebihan  dibandingkan  metode  yang  lain  seperti  dapat memindahkan [4] struktur yang memiliki ukuran atau berat yang besar, proses load out dapat berjalan dengan cepat atau dapat menjaga elevasi struktur tetap nol ketika terjadi proses [5] pemindahan struktur dari atau jetty ke atas barge yang ditampilkan seperti pada gambar berikut.
Gambar 1.  Proses Load Out dengan Trailer (SPMT) [6]
Hal yang paling penting ketika proses load out menggunakan trailer (SPMT) yaitu kemampuan struktur barge menahan beban total dari trailer dan bangunan offshore ketika terjadi proses pemindahan beban dari atas jetty ke atas barge [5] sehingga diperlukan suatu analisa yang tepat untuk mengecek kekuatan barge tersebut. Maka digunakanlah  perhitungan  dengan  metode  elemen  hingga  atau Finite Element Analysis dengan  bantuan software Staad Pro.

## 2. METODE
SPMT  (Self  Proppeled  Modular  Transporter)  adalah  salah  satu  jenis  alat  yang  digunakan  untuk  load  out offshore module. SPMT akan bergerak ke bawah skid frame topside, setelah dipastikan lokasi SPMT sesuai dengan design dari engineering, maka SPMT akan mengangkat serta membawa Top side tersebut ke lokasi final di atas barge. Konfigurasi SPMT yang digunakan untuk loada out top side yaitu side by side dengan total SPMT adalah 24 axle.

## 2.1.  Data Muatan
Barge yang digunakan untuk load out top side adalah Kreuz 283 dimana barge ini bertipe flat top barge . Hull dari  Kreuz  283  di  bagi  menjadi  7  transversal  bulkhead  dan  3  longitudinal  bulkhead  dengan  32  ballast compartment. Dimensi utama barge Kreuz 283 dapat dilihat pada Table 1.
Table 1. Dimensi Utama Barge Kreuz 283 dan muatannya
No  Description Data 1 Panjang Keseluruhan ( LOA ) 282 Feet 2 Lebar 90 Feet 3 Tinggi 18 Feet
4 Deck Loading 15 T/m2 5 Jumlah Tank 32 anks Ballastable 6 Total berat top side 687,45 Ton 7 Skid frame 38,46 Ton 8 SPMT 87,3 Ton

## 2.2. Analisa Studi Kasus
Selama proses load out top side terdapat 3 load case yang digunakan dalam analisa. Adapun detail 3 load case tersebut dapat dilihat pada table 3  dan detail  gambar proses load out diperlihatkan pada gambar  2 sampai dengan. gambar 4.
Table 2. Detail Load Case pada Proses Load Out Top Side
No Description Data 1 Load case 1 Berat mati barge + Berat Top Side 2 axle line SPMT diatas barge ) 2 Load case 2 Berat mati barge + Berat Top Side (10 axle line SPMT diatas barge )
3
Load case 3
Berat mati barge + Berat Top Side  (final posisi diatas barge )
Gambar 2.  Detail Load Case 1                       Gambar 3.  Detail Load Case 2
Gambar 4.  Detail Load Case 3

## 2.4. Model Struktur
Finite element computation program dari Staad Pro digunakan untuk menghitung tegangan dari struktur barge . Konstruksi dan profil struktur dari barge Kreuz 283 di modelkan dan dianalisa dengan menggunakan software Staad Pro dengan tampilan seperti pada Gambar 5
Gambar 5.  3D model dari software Staad Pro.

## 2.5. Material Properti dan Desain Beban
Material yang digunakan dalam analisa ini yaitu baja dengan spesifikasi Yield Strength (Fy) 234 Mpa, young modulus (E) 210000 Mpa, poisson ratio (v) 0.3, Density 7850 kg/m 3 , beban mati (DL) yaitu beban sendiri dari barge , beban hidup (LL) yaitu jumlah axle line dari SPMT yang berada diatas barge dan beban kombinasi (CL) diperoleh dari  DL + LL.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1. Pemodelan Struktur Barge
Finite element computation program dari    Staad  Pro  V8i  digunakan    untuk  menghasilkan  tegangan  dari struktur barge .  Pemodelan    construction  dan  profil barge Kreuz  283  menggunakan    software  Staad  Pro. Penampang goemetry dari barge Kreuz 283 yang telah di-r uning ditampilkan pada Gambar 5.

## 3.2. Pemberian Beban
3.2.1. Beban Mati ( DL ) dan Kombinasi
Beban mati dan kombinasi dihitung secara otomatis oleh Staad Pro pada saat di- running sperti pada tampilan gambar berikut.
Gambar 6.  Beban Mati pada Staad Pro

## 3.2.2. Beban Hidup ( LL )
Load Case 1
Maksimum ground bearing pressure dari top side ke SPMT = 6,83 Ton / m 2 . Point load akan disebarkan ke area barge dari SPMT sesuai dengan load case 1 (2 axle line SPMT diatas barge ) = 1.5 m x 6.3m =  9.45 m 2 . Adapun proses running program load case 1 dapat dilihat pada gambar di bawah. Load Case 2 Maksimum ground bearing pressure dari top side ke SPMT = 6,83 Ton /m 2 . Point load akan disebarkan ke area barge dari SPMT sesuai dengan load case 2 (10 axle line SPMT diatas barge ) = 13.5 m x 6.3m =   85.05 m 2 . Adapun proses running program load case 2 dapat dilihat pada gambar di bawah. Load Case 3 Maksimum ground bearing pressure dari top side ke SPMT = 6,83 Ton / m 2 . Point load akan disebarkan ke area barge dari SPMT sesuai dengan load case 3 (12 axle line SPMT diatas barge di final posisi) = 16.5m x 6.3m = 103.95 m 2 . Adapun proses running program load case 3 dapat dilihat pada gambar di bawah.
Gambar 7. Beban Hidup dari Load Case 1.                  Gambar 8. Beban Hidup dari Load Case 2
Gambar 9. Beban Hidup dari Load Case 3

## 3.3. Hasil Analisa
Load Case 1 Hasil running load case 1 pada program dapat dilihat pada Gambar 11. Berdasarkan hasil analisa load case 1 maka diperoleh maksimal von misses stress yang terjadi pada struktur barge adalah 33.734 N/mm 2 . Jika nilai von misses stress tersebut dibandingkan dengan allowable stress material 175.5 N/mm 2 , maka diperoleh nilai unity check sebesar 0.192 dibawah batas maksimal yang disyaratkan AISC.

## Load Case 2
Hasil running load case 2 pada program dapat dilihat pada Gambar 12. Berdasarkan hasil analisa load case 2 maka diperoleh maksimal von misses stress yang terjadi  pada struktur barge adalah  74.119 N/mm 2 . Jika nilai von misses stress tersebut dibandingkan dengan allowable stress material  175.5 N/mm 2 , maka diperoleh nilai unity check sebesar 0.422 lebih kecil dari 1 atau masih dibawah batas maksimal yang disyaratkan AISC. Load Case 3 Hasil running load case 3 pada program dapat dilihat pada Gambar 13. Berdasarkan hasil analisa load case 3 maka diperoleh maksimal von misses stress yang terjadi  pada struktur barge adalah  69.930 N/mm 2 . Jika nilai von misses stress tersebut dibandingkan dengan allowable stress material  175.5 N/mm 2 , maka diperoleh nilai unity check sebesar 0.398 lebih kecil dari 1 atau masih dibawah batas maksimal yang disyaratkan AISC.
Gambar 10. Deck Strength Contour  Load Case 1       Gambar 11. Deck Strength Contour Load Case 2
Gambar 13. Deck Strength Contour Load Case 3
Hasil analisa 3 load case pada struktur barge ditampilkan pada Tabel 3.
Table 3. Hasil Analisa Kekuatan Struktur Barge Shear stress Normal Stress Von Misses Stress N/mm2 N/mm2 N/mm2 Max UC Allow Stress Status Max UC Allow Stress Status Max UC Allow Stress Status (0.4 x Fy) (0.6 x Fy) (0.75 x Fy) LC1 0.93 0.009 93.6 Pass 24.197 0.172 140.4 Pass 33.734 0.192 175.5 Pass LC2 1.552 0.016 93.6 Pass 57.765 0.411 140.4 Pass 74.119 0.422 175.5 Pass LC3 2.135 0.022 93.6 Pass 56.665 0.403 140.4 Pass 69.93 0.398 175.5 Pass

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil finite element analysis yang dilakukan untuk mengecek kekuatan struktur barge maka diperoleh  nilai maksimal von misses stress = 74,119 N/mm 2 (UC = 0,422 < 1) dan maksimal normal stress = 57,765 N/mm 2 (UC = 0,411 < 1) sementara nilai shear stress sangat kecil yaitu sebesar   2,135 N/mm 2 (UC = 0,022 <1). Maximum stress terjadi pada load case 2 dimana ground bearing pressure dari SPMT sebesar 6.83 Ton/m 2 dengan  luas area diatas barge sebesar 85.05 m 2 .  Nilai stress yang terjadi masih berada dibawah tegangan  izin  atau  batas  maksimal  yang  diisyaratkan  oleh  AISC  sehingga  tidak  perlu  dilakukan  penguatan pada barge baik itu secara internal maupun secara external.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]   Chakrabarti S K 2005 Handbook of Offshore Engineering vol I [2]   Gerwick B C 2000 Construction of Offshore Second Edition [3]   Version F P S 2004 Engineering Data Book [4]   Young W C and Budynas R G Roark ’ s Formulas for Stress and Strain [5]   Series L C A L 2014 Offshore Crane Technology Liebherr CAL Series [6]   T Stolarski, Y Nakasone S Y 2007 Engineering Analysis with ANSYS Software Dep. Mech. Eng. Sch. Eng. Des. Brunel Univ.