Design Load :-Dead Loads-Vertical Live Loads-Mooring Loads-Berthing Loads-Seismic Loads

Perhitungan beban desain : beban desain pada komponen-komponen struktur pelabuhan selama masa pelayanannya (service life).

Dead Loads• Merupakan beban mati termasuk berat dari

semua komponen-komponen struktur pelabuhan dan struktur penunjang seperti:- Jaringan pipa,

- Peralatan mooring, - Susunan tangga (railings), - Bangsal atau gudang, - Peralatan transfer kargo yg diam• Perhitungan beban mati dari komponen

struktur yang ada saat kini dan masa depan

Dead Loads

• Besar beban mati relatif lebih kecil dibanding beban desain total pelabuhan.

• Berat jenis yang digunakan dalam perhitungan beban mati diambil dari berat jenis material komponen struktur.- material beton bertulang

- material baja berulir atau baja polos - material besi, kayu, aluminium, aspal, dll

Vertical Live Loads

• Mencakup beban vertikal yang bergerak, misalnya : – berat peralatan yang bergerak, – barang muatan yg dipindahkan, – beban roda dari truk dan derek– berat derek yang bergerak (mis. rubber-tired

cargo handling equipment, rail-mounted gantry crane)

Vertical Live Loads

• Besar beban vertikal yang bergerak berkisar 48 – 58 kPa untuk terminal kontainer, atau 5 – 7 kPa untuk menanggung alat-alat yang relatif lebih kecil.

• Besar beban yang ditanggung jalur rail di atas gantry container crane : 290 – 730 kN/m.

• Faktor beban impact ditambahkan pada alat-alat yang beroda, mis. Faktor beban impact 15% ditambahkan pada beban bergerak utk rubber-tired vehicles ketika mendesain slab, balok dan penutup pile (pile cap) dan 20% utk steel-wheeled vehicles ketika mendesain balok penopangnya saja.

Vertical Live Loads

• Apabila antara slab dek dengan roda mesin ada material atau pavement lebih dari 0.5, faktor beban impact diabaikan.

• Pada tipe dermaga terbuka (open structure), beban dari gaya angkat (gaya apung dan slamming force) pada dermaga dengan tinggi dek yg rendah dan terekspos oleh gaya gelombang perlu diperhitungkan.

Mooring Loads• Beban pada tali tambatan (mooring line) berasal

dari : angin, arus, gelombang akibat angin dan gerakan kapal, perbedaan pasang surut, dan seiche.- Dua kasus beban angin pada kapal yang ditambatkan pada suatu posisi tambat yang tetap (fixed mooring position):1. Survival condition: 25 – or 50-year return period, 30-s duration wind speed.2. Operational condition

Mooring Loads

Operational condition: wind speed from an operational wind rose. Wind speed > Operational wind speed, cargo transfer operations are terminated.

A typical wind rose

Data kecepatan angin • Data kecepatan angin berdurasi 30 s menampilkan

besar kecepatan maksimum tahunan dan arahnya selama satu periode ulang (return period).

• Data kecepatan angin yang tersedia merepresentasikan kecepatan angin maksimum di berbagai arah. Hanya satu data kecepatan angin dianggap kecepatan angin sama di berbagai arah (kecuali satu arah lebih dominan dibanding arah yang lain).

• Jika data kecepatan angin yang bukan berdurasi 30 s yang diberikan pada elevasi 10 m di atas permukaan air, maka data ini harus disesuaikan.

Data kecepatan angin

• Data kecepatan angin berdurasi 30 s menampilkan besar kecepatan maksimum tahunan dan arahnya selama satu periode ulang (return period).

• Data kecepatan angin yang tersedia merepresentasikan kecepatan angin maksimum di berbagai arah. Hanya satu data kecepatan angin dianggap kecepatan angin sama di berbagai arah (kecuali satu arah lebih dominan dibanding arah yang lain).

• Jika data kecepatan angin yang bukan berdurasi 30 s yang diberikan pada elevasi 10 m di atas permukaan air, maka data ini harus disesuaikan.

Pengkoreksian data kecepatan angin

• Koreksi data kecepatan angin pada elevasi h meter :Vw = Kecepatan angin pada

elevasi 10 meter (knots)vw = Kecepatan angin pada elevasi h meter (knots)h = elevasi dari permukaan air

• Koreksi data kecepatan angin pada periode t second: Vt=30s = Kecepatan angin pada

periode t = 30s (knots) vw = Kecepatan angin pada periode t meter (knots) ct = Faktor koreksi kecepatan angin

7/110

h

vV ww

t

tst cvV 30

Grafik Faktor Koreksi Kecepatan Angin

Guidelines for Computing Wind Loads

• British Standard Code of Practice for Maritime Structure (British Standards Institution, 1984) untuk perhitungan beban angin pada semua kapal yang berbentuk tanker.

• American Society of Civil Engineers (ASCE, 1988a) untuk perhitungan beban angin pada tongkang atau konfigurasi kapal selain tanker.

• Navy’s Mooring Design Manual (1998) untuk perhitungan beban angin pada semua bentuk kapal.

Beban Arus

• Pengambilan data arus harus dengan pengukuran real-time pada suatu periode waktu.

• Gaya dan momen arus dihitung berdasarkan kecepatan arus rata pada draft kapal.

T

c

c

dsvTV

0

2

2 1Vc = Kecepatan arus rata (knots)T = draft kapal (m)vc = Kecepatan arus sebagai fungsi dari kedalaman (knots)s = Kedalaman air diukur dari permukaan (m)

Beban Arus

• Jika profil kecepatan arus tidak diketahui, kecepatan arus pada suatu kedalaman air dikoreksi oleh suatu faktor. Diperoleh kecepatan arus rata-rata yang ekuivalen pada suatu draft kapal.

• Guideline untuk perhitungan beban arus pada konfigurasi kapal yang berbeda-beda

cc KvV

Grafik Faktor Koreksi Kecepatan Arus

Wind-induced Wave Load

• When wind-induced wave period is more than 4s, a dynamic mooring analysis needs to be performed.

• Structure loads on a fender system is based on the first order wave-induced vessel motion.

• A vessel and mooring line is modeled as a linear spring system using an effective spring constant for the fender system.

• Froude-Krylov method to calculate wave excitation forces, vessel is modeled as a rectangular box.

Berthing Loads

• Dihitung dalam besarnya energi yang ditransfer dari energi kinetik kapal ke energi potensial yang didisipasi oleh sebuah sistem fender.

• Reaksi sistem fender memberikan beban horisontal yang besar pada struktur.

• Komponen longitudional dan vertikal dari gaya akibat kapal bersandar (berthing force) dihitung dari koefisien gesekan antara kapal dan fender

Koefisien Gesekan antara Kapal dan Fender

Contact Materials Friction CoefficientTimber to Steel 0.4 – 0.6Urethane to Steel 0.4 – 0.6Steel to Steel 0.25Rubber to Steel 0.6 – 0.7UHMW to Steel 0.1 – 0.2

NF F = Komponen longitudinal atau vertikal dari berthing forceµ = Koefisien gesekanN = maximum berthing force