BEBAN RANCANG A. Umum, Definisi 1. Umum Bab ini memberikan data mengenai beban rancang untuk menentukan ukuran konstruksi elemen konstruksi lambung dengan rumus rancang yang diberikan dalam Bab selanjutnya atau dengan cara perhitungan langsung. Bagian dinamis dari beban rancang adalah nilai rancang yang hanya dapat digunakan dalam konsep rancangan dari Peraturan Konstruksi Lambung ini. 2. Definisi

2.1 Pusat beban Untuk pelat: – Sistem penguat vertikal:

0,5.jarak penegar di atas tumpuan bawah bidang pelat atau tepi bawah pelat, jika ketebalan berubah di dalam bidang pelat.

– Sistem penguat horizontal: Titik tengah bidang pelat.

Untuk penegar dan penumpu: Titik tengah bentangan R.

2.2 Definisi simbol v0 = kecepatan kapal sesuai Bab 1, H.5.

ρc = berat jenis muatan sesuai kondisi pemuatan [t/m3]

ρ = berat jenis cairan [t/m3]

= 1,0 t/m3 untuk air tawar dan air laut

z = jarak vertikal pusat beban konstruksi di atas garis dasar [m]

x = jarak dari ujung belakang panjang L [m]

p0 = beban luar dasar dinamis

= 2,1 . (CB + 0,7) . c0 . cL . f . cRW [kN/m2] untuk arah gelombang searah atau berlawanan dengan arah maju kapal

p01 = 2,6 . (CB + 0,7) . c0 . cL [kN/m2] untuk arah gelombang melintang arah maju kapal

CB = koefisien blok sesuai Bab 1, H.4., dimana CB tidak boleh diambil kurang dari 0,60.

c0 = koefisien gelombang

c� = L25 + 4,1untukL < 90m

c� = 10,75 −�300 − L100 ��,� untuk90m ≤ L ≤ 300m

= 10,75untukL > 300m

c� = � L90 untukL < 90m

= 1,0untukL ≥ 90m

cRW = koefisien daerah pelayaran = 1,00 untuk daerah pelayaran tak terbatas = 0,90 untuk daerah pelayaran P = 0,75 untuk daerah pelayaran L = 0,60 untuk daerah pelayaran T

f = faktor peluang = 1,0 untuk panel pelat lambung luar (pelat kulit, geladak cuaca) = 0,75 untuk bagian penguat sekunder lambung luar (gading-gading, balok

geladak), tetapi tidak kurang dari fQ sesuai Bab 5, D.1. = 0,60 untuk penumpu dan sistem penumpu lambung luar (gading besar, senta,

sistem kisi), tetapi tidak kurang dari fQ/1,25.

cD, cF = faktor distribusi sesuai Tabel 4.1. B. Beban Luar 1. Beban pada geladak cuaca 1.1 Beban pada geladak cuaca ditentukan sesuai rumus berikut : p! = p� 20. T$10 + z − T&Hc![kN/m+]

cD = faktor sesuai Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Faktor distribusi untuk beban laut pada sisi kapal dan geladak cuaca

Daerah Faktor cD Faktor cF 1)

A 0 ≤ xL < 0,2 1,2 −xL 1,0 + 5C/ 00,2 − xL1

M 0,2 ≤ xL < 0,7 1,0 1,0

F 0,7 ≤ xL ≤ 1,0

1,0 + c30xL − 0,71

c = 0,15 L – 10

dimana: Lmin = 100 m

Lmaks = 250 m

1,0 + 20C/ 0xL − 0,71+ 1) Didalam daerah A rasio x/L tidak perlu diambil kurang dari 0,1, didalam daerah F

rasio x/L tidak perlu diambil lebih besar dari 0,93.

1.2 Untuk geladak kekuatan yang diperlakukan sebagai geladak cuaca dan juga geladak akil,

maka besar beban tidak boleh kurang dari yang terbesar dari dua nilai berikut:

pDmin = 16 . f [kN/m2 ]

atau

pDmin = 0,7 . p0 [kN/m2]

Gb. 4.1 Penampang memanjang A, M, dan F sesuai Tabel 4.1

1.3 Bila muatan geladak yang direncanakan untuk diangkut diatas geladak cuaca meng-hasilkan beban yang lebih besar dari pada nilai yang telah ditentukan menurut 1.1, maka ukuran konstruksi dihitung berdasarkan beban yang lebih besar (lihat juga C). Bila tinggi pemuatan dari muatan geladak kurang dari 1,0 m, maka beban muatan geladak dapat disyaratkan untuk diperbesar dengan nilai berikut:

pz = 10.(1– hc) [kN/m2 ]

hc = tinggi pemuatan dari muatan yang diangkut [m] 2. Beban pada sisi kapal dan konstruksi haluan 2.1 Beban pada sisi kapal

Beban luar ps pada sisi kapal ditentukan menurut 2.1.1. dan 2.1.2.

2.1.1 Untuk elemen yang pusat bebannya terletak dibawah garis muat:

p2 = 10$T − z& + p�. c3 01 + zT1 [kN/m+] untuk arah gelombang yang searah atau berlawanan dengan arah maju kapal.

p2� = 10$T − z& + p�� 41 + zT 01 + zT15 . 2 |y|B [kN/m+] untuk arah gelombang melintang arah maju kapal termasuk penambahan tekanan quasi-statis akibat kemiringan kapal

y = jarak horizontal antara pusat beban dan garis tengah [m] 2.1.2 Untuk elemen yang pusat bebannya terletak di atas garis muat:

p2 = p�. c3 2010 + z − T [kN/m+] untuk arah gelombang searah atau berlawanan dengan arah maju kapal.

p2+ =p�� 205 + z − T. |y|B [kN/m+] untuk arah gelombang melintang arah maju kapal termasuk penambahan tekanan quasi-statis akibat kemiringan kapal.

2.2 Beban pada konstruksi haluan Beban rancang untuk konstruksi haluan dari depan ke 0,1 L dibelakang F.P. dan di atas garis air balas sesuai dengan sarat Tb pada 4.1 ditentukan sesuai dengan rumus berikut:

p9 = c:0,20. v� + 0,6√L>+[kN/m+] dengan Lmaks = 300 m.

A M F

x/L L

0 1,0

c = 0,8 secara umum

= 0,4$1,2 − 1,09. sin ∝& untuk sisi dengan pelebaran yang sangat besar dimana sudut pelebaran α lebih besar dari 40°

Sudut pelebaran α pada pusat beban diukur dalam bidang gading antara garis vertikal dan garis singgung pelat sisi.

Untuk bentuk haluan yang tidak biasa pe dapat dipertimbangkan secara khusus.

pe tidak boleh lebih kecil daripada ps masing-masing menurut 2.1.1 atau 2.1.2.

Dibelakang 0,1 L dari F.P. sampai dengan 0,15 L dari F.P. tekanan antara pe dan ps harus dirubah secara berangsur-angsur.

Beban rancang untuk pintu haluan diberikan dalam Bab 6, H.3. 2.3 Beban pada konstruksi buritan

Beban rancang untuk konstruksi buritan dari ujung belakang sampai 0,1 L didepan ujung belakang L dan di atas sarat balas rancang terkecil pada pusat tongkat kemudi sampai dengan T + c0/2 harus ditentukan sesuai dengan rumus berikut :

pe = cA . L [kN/m2]

cA = 0,3 . c ≥ 0,36 c = lihat 2.2

pe = tidak boleh lebih kecil dari ps masing-masing menurut 2.1.1 atau 2.1.2 3. Beban pada alas kapal Beban luar pB dari alas kapal ditentukan menurut rumus berikut :

pB = 10 . T + p0 . cF [kN/m2]

4. Tekanan hempasan alas rancang

4.1 Tekanan hempasan alas rancang dapat ditentukan dengan rumus berikut :

pB� = 162√L. c�. cB�. cC. c2[kN m+⁄ ]untukL ≤ 150m = 1984$1,3 − 0,002L&. c�. cB�. cC. c2[kN m+⁄ ]untukL > 150F

c� = 3,6 − 6,5 �TGL ��,+ [kN m+⁄ ]

c1maks = 1,0 Tb = sarat balas rancang terkecil pada F.P. untuk kondisi balas normal [m],

berdasarkan mana penguatan alas depan harus dilaksanakan, lihat Bab 6, E.

Nilai ini harus dicatat dalam Sertifikat Kelas dan petunjuk pemuatan. Bila metode berurutan untuk pertukaran air balas direncanakan akan digunakan, maka Tb harus diperhitungkan untuk urutan pertukaran.

Catatan Berkaitan dengan pengamatan sarat balas rancang terkecil Tb, pengecualian dimungkinkan, jika selama pertukaran air balas kondisi cuaca diperhatikan, dan parameternya dicantumkan pada lampiran Sertifikat Kelas.

cSL = faktor distribusi, lihat juga Gb. 4.2

Gb. 4.2 Faktor distribusi cSL

cB� = 0untuk xL ≤ 0,5 = xL − 0,5c+ untuk0,5 < xL ≤ 0,5 + c+

= 1,0untuk0,5 + c+ < xL ≤ 0,65 + c+

= 0,5 H1 + 1 − xL0,35 − c+I untuk xL > 0,65 + c+

c+ = 0,33. C/ + L2500

c2maks = 0,35

cA = 10/A

A = daerah yang dibebani diantara tumpuan konstruksi yang dihitung [m2]

0,3 ≤ cA ≤ 1,0

cA = 1,0 untuk panel pelat dan penegar.

c2 = 1 + cJK2

5. Beban pada geladak bangunan atas dan rumah Geladak

5.1 Beban pada geladak terbuka dan pada bagian geladak bangunan atas dan rumah geladak, yang tidak diperlakukan sebagai geladak kekuatan, harus ditentukan sebagai berikut:

pDA = pD . n [kN/m2]

pD = beban sesuai 1.1

n = 1 −z − H10

= 1,0 untuk geladak akil

nmin = 0,5

Untuk rumah geladak, nilai dari hasil perhitungan tersebut diatas boleh dikalikan dengan faktor

L0,7 bNBN + 0,3O

b’ = lebar rumah geladak

B’ = lebar terbesar kapal pada posisi yang dihitung.

1,0

0,5

0

cSL

0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 x/L

Kecuali untuk geladak akil, beban minimum adalah:

pDA min = 4 [kN/m2]

5.2 Untuk atap rumah kemudi terbuka beban geladak tidak boleh diambil kurang dari:

p = 2,5 [kN/m2] C. Beban Muatan, Beban pada Geladak Akomodasi

1. Beban pada geladak muatan

1.1 Beban pada geladak muatan ditentukan sesuai dengan rumus berikut:

pL = pc (1 + av) [kN/m2 ]

pc = beban muatan statis [kN/m2]

Jika beban muatan tidak diberikan : pc = 7.h untuk geladak antara tetapi tidak kurang dari 15 kN/m2.

h = tinggi rata-rata geladak antara [m].

Pada daerah sekitar tutup palka harus diperhitungkan tinggi muatan yang lebih besar.

av = faktor percepatan sebagai berikut: = F . m

F = 0,11 v�√L

m = m� − 5$m� − 1&xL untuk0 ≤ xL ≤ 0,2

= 1untuk0,2 < xL ≤ 0,7

= 1 + m� + 10,3 4xL − 0,75 untuk0,7 < xL ≤ 1,0

m� = $1,5 + F& v0 = lihat A.2.2. v0 tidak boleh diambil kurang dari √Q [kn]

1.2 Untuk muatan geladak kayu dan kokas, beban pada geladak ditentukan dengan rumus berikut:

pL = 5 . hs (1 + av) [kN/m2 ]

hs = tinggi pemuatan dari muatan [m].

1.3 Beban akibat gaya tunggal PE (misalnya dalam kasus peti kemas) ditentukan sebagai berikut:

P = PE (1 + av) [kN].

1.4 Tekanan muatan dari muatan curah ditentukan dengan rumus berikut:

pbc = pc (1 + av) [kN/m2]

pc = beban statis muatan curah = 9,81·ρc ·h·n [kN/m2]

h = jarak antara tepi atas muatan dan pusat beban [m]

n = 4tan+ 045� −γ21 sin+ ∝ +cos+ ∝5

α = sudut [ 0 ] antara elemen konstruksi yang dihitung dan bidang horizontal

γ = sudut permukaan muatan [ 0 ]

2. Beban pada alas dalam 2.1 Beban muatan alas dalam ditentukan sebagai berikut:

pU = 9,81. GV . h$1 + aY&[kN/m+] G = berat muatan dalam ruang muat [ton]

V = volume ruang muat [m3] (tidak termasuk lubang palka)

h = tinggi titik tertinggi muatan di atas alas dalam [m], diasumsikan ruang muat terisi penuh

av lihat 1.1 Untuk perhitungan av, x diambil jarak antara pusat titik berat ruang muat dan ujung belakang panjang L.

2.2 Untuk beban alas dalam, dalam kasus bijih tambang yang dimuat dalam bentuk kerucut, lihat Bab 23, B.3.

3. Beban pada geladak akomodasi dan geladak permesinan

3.1 Beban geladak pada ruang akomodasi dan ruang kerja adalah:

p = 3,5 ( 1 + av ) [kN/m2 ]

3.2 Beban geladak permesinan adalah:

p = 8 ( 1 + av ) [kN/m2 ]

3.3 Jika diperlukan, gaya tunggal yang penting harus juga diperhitungkan. D. Beban pada Konstruksi Tangki

1. Tekanan rancang untuk tangki yang berisi 1.1 Tekanan rancang untuk kondisi pelayaran adalah yang terbesar dari nilai berikut:

p1 = 9,81. h1 . ρ (1 + av) + 100 . pv [kN/m2]

atau

p1 = 9,81.ρ[h1.cos φ +(0,3.b + y)sin φ] + 100.pv [kN/m2]

h1 = jarak pusat beban dari atap tangki [m]

av lihat C.1.1

φ = sudut miring rancang [0] untuk tangki = arctan 0fG\. ]/1 pada umumnya

fbk = 0,5 untuk kapal dengan lunas bilga = 0,6 untuk kapal tanpa lunas bilga

φ = 200 untuk tutup palka pada palka muatan cair

b = lebar bagian atas tangki [m]

y = jarak pusat beban dari bidang vertikal tengah memanjang tangki [m] pv = tekanan setel dari katup pelepas tekanan [bar], jika katup pelepas tekanan

dipasang = tekanan kerja pada saat pertukaran air balas [bar]

= ∆z − 2,510 + ∆pY

∆z = jarak dari puncak pipa limpah ke atap tangki [m]

∆pv = tekanan yang hilang dalam pipa limpah [bar]

∆pvmin = 0,1 [bar]

pvmin = 0,1 [bar] pada waktu pertukaran air balas untuk metode berurutan dan juga metode aliran menerus

= 0,2 bar (2,0 mWS) untuk tangki muat kapal tangki (lihat juga Peraturan Instalasi Mesin, Jilid III, Bab 15).

Dalam kasus khusus tekanan setel yang lebih kecil daripada 0,2 bar dapat disetujui. Tekanan setel yang sebenarnya akan dimasukkan dalam sertifikat kelas.

1.2 Tekanan rancang statis maksimum adalah:

p2 = 9,81 . h2 [kN/m2]

h2 = jarak pusat beban dari puncak pipa limpah atau dari titik 2,5 m di atas atap tangki, mana yang lebih besar. Pipa ventilasi tangki dari tangki muat kapal tangki tidak boleh dianggap sebagai pipa limpah.

Untuk tangki yang dilengkapi dengan katup pelepas tekanan dan/atau untuk tangki yang digunakan mengangkut cairan dengan berat jenis lebih besar dari 1 t/m3, tinggi h2 sekurang-kurangnya harus diukur sampai ketinggian jarak berikut hp diatas atap tangki:

hp = 2,5 . ρ [mWS], tinggi air [m],

atau

= 10 . pv [mWS], dimana pv > 0,25 . ρ.

Mengenai tekanan rancang tangki bahan bakar dan tangki balas yang dihubungkan ke sistem limpahan, tekanan dinamis yang meningkat akibat limpahan harus diperhitungkan selain tinggi tekanan statis sampai dengan titik tertinggi dari sistem limpahan, lihat juga Regulasi untuk Konstruksi, Peralatan, dan Pengujian Sistem Limpahan Bahan Bakar Tertutup.

2. Tekanan rancang untuk tangki terisi sebagian

2.1 Untuk tangki yang dapat diisi sebagian antara 20% dan 90% dari tingginya, maka tekanan rancang tidak boleh diambil kurang dari yang diberikan oleh rumus berikut:

2.1.1 Untuk konstruksi yang terletak dalam batas 0,25 ℓt dari sekat yang membatasi permukaan bebas cairan pada arah memanjang kapal:

p_ = `4 − L150a ℓc.ρ.ne + 100. pf[kN/m+] ℓt = jarak [m] antara sekat melintang atau sekatlintang berlubang efektif pada

ketinggian dimana konstruksi tersebut berada.

2.1.2 Untuk konstruksi yang terletak dalam batas 0,25.bt dari sekat yang membatasi permukaan cairan bebas dalam arah melintang kapal:

p_ = �5,5 − B20� bc. ρ.ng + 100. pf[kN/m+]

bt = jarak [m] antara sisi tangki atau sekat-bujur berlubang efektif pada ketinggian dimana konstruksi tersebut berada.

ne = 1 − 4ℓc x�

ng = 1 − 4bc y�

x1 = jarak elemen konstruksi dari ujung tangki pada arah memanjang kapal [m]

y1 = jarak elemen konstruksi dari sisi tangki pada arah melintang kapal [m]

2.2 Untuk tangki dengan rasio ℓt/L > 0,1 atau bt/B > 0,6 , dapat disyaratkan perhitungan langsung tekanan pd.

E. Nilai Rancang Komponen Percepatan

1. Komponen percepatan Rumus berikut dapat diambil sebagai acuan saat menghitung komponen percepatan akibat pergerakan kapal.

Percepatan vertikal:

ah = ±a��1 + �5,3 −45L �+ 4xL− 0,455+ �0,6C/ �

�,� Percepatan melintang:

ag = ±a��0,6 + 2,5 4xL − 0,455+ + k �1 + 0,6. k z − TB �+ Percepatan memanjang: ae = ±a�j0,06 + A+ − 0,25A

dimana

A = �0,7 − L1200 + 5 z − TB � 0,6C/

Komponen percepatan memperhitungkan komponen gerak berikut:

Percepatan vertikal (tegak lurus terhadap garis dasar) disebabkan oleh gerak lonjak dan gerak angguk.

Percepatan melintang (vertikal terhadap sisi kapal) disebabkan gerak oleng, gerak geleng, gerak lenggang termasuk komponen gravitasi oleng.

Percepatan memanjang (dalam arah memanjang) disebabkan gerak lambung dan gerak angguk termasuk komponen gravitasi angguk.

ax, ay and az adalah percepatan maksimum tanpa satuan (yaitu relatif terhadap percepatan gravitasi g) dalam arah x, y, z.

Untuk keperluan perhitungan, kesemuanya dianggap bekerja secara terpisah.

a� = l0,2 v�jL� +3. c�. c�. cJKL� m fn

L0 = panjang kapal L [m], tetapi untuk menentukan a0 panjang L0 tidak boleh diambil kurang dari 100 m k = �o.pq/

GM = tinggi metasentrik [m]

kmin = 1,0

fQ = faktor peluang tergantung pada tingkat peluang Q sebagaimana tercantum dalam Tabel 4.2.

Tabel 4.2 Faktor peluang fQ rentang tegangan di laut

dengan spektrum garis lurus

Q fQ

10-8 10-7 10-6 10-5 10-4

1,000 0,875 0,750 0,625 0,500

2. Percepatan kombinasi Percepatan kombinasi aβ dapat ditentukan dengan cara "elips percepatan" sesuai dengan Gb.4.3 (misal bidang y-z).

Gb. 4.3 Elips percepatan