report longitudinal strength
TRANSCRIPT
BAB 1
DASAR TEORI
1.1 DYNAMIC FORCE, STRESS DAN LOAD
Selama kapal berlayar, kapal akan senantiasa mendapat dynamic force
akibat efek gelombang seperti rolling, yawing, pitching, heaving, surging, dan
swaying. Besar kecilnya dynamic force tergantung dari kondisi gelombang atau
serting kita sebut sea state yang digolongkan menjadi :
SEA STATEDESCRIPTION
OF SEA
SIGNIFICANT WAVE HEIGHT
(m)WIND SPEED (Knot)
0 Calm 0.00 0.001 Calm (rippled) 0.01 – 0.10 0.01 – 6.002 Smooth 0.11 – 0.50 7.00 – 10.003 Slight 0.51 – 1.25 11.00 – 16.004 Moderate 1.26 – 2.50 17.00 – 21.005 Rough 2.51 – 4.00 22.00 – 27.006 Very rough 4.01 – 6.00 28.00 – 47.007 High 6.01 – 9.00 48.00 – 55.008 Very high 9.01 – 14.00 56.00 – 63.009 Phenomenal >14.00 >63.00
Respon dari gerakan kapal ini meliputi:
Added mass inertial force adalah pertambahan massa pada kapal untuk
kembali pada posisi semula.
Damping force adalah gaya peredam yang berlawanan arah dengan arah
gerak kapal yang menghasilkan pengurangan amplitude gerakan kapal
secara berangsur- angsur.
Restoring force adalah gaya untuk mengembalikan kapal ke posisi semula
(equilibrium position). Gaya ini merupakan gaya buoyancy tambahan.
Exciting force adalah gaya eksternal yang bekerja pada kapal. Exciting force
berasal dari hasil integrasi gaya apung tambahan dan gelombang sepanjang
kapal.
LOAD CREATS STRESSON THE SHIP
LOCAL LOAD GLOBAL LOAD
Fluid pressure from tank contentsLocalised force from cargo resting on the ship structureLoad around the base of cranesextra thick decksbracing around the base of cranesand thick tank bulkheads
Hydrostatic PressureRacking Torsion or twistingHogging due to waves Sagging due to waveStill water hoggingStill water sagging
Gambar 1seakeeping
selain dynamic force, kapal juga menerima beban dari muatan kapal itu sendiri.
Hal ini menyebabkan stress pada material kapal. Stress diartikan sebagai load per
unit area, setiap material memiliki stress level yang pada suatu saat akan pecah
ketika load yang diberikan melibihi stress level.
Terdapat 2 faktor yang mempengaruhi stress pada kapal, yaitu load applied dan
size of the material. Oleh karena itu, stress dapat ditangani dengan mengurangi
load dan meningkatkan size of the component. Struktur kapal harus
mempertimbangkan stress dan weight serta mengingat safety. Load yang
mengakibatkan stress dibagi menjadi dua yaitu local dan global.
Gambar 2Torsion or twisting
docking
Racking
1.2 HOGGING AND SAGGING
Kapal senantiasa mendapat gaya yang berlawanan yaitu Gravity dan
Bouyancy. Gravity mempengaruhi keseluruhan kapal tapi bouyancy hanya
mempengaruhi bagian dibawah WL. Ketika kapal dalam keadaan kosong dan
ditempatkan di still water, massa dan bouyancy force adalah sama dengan arah
yang berlawanan.
Gambar 3Sagging and hogging
Dari gambar di atas kita bisa mengetahui bahwa sagging adalah kondisi dimana puncak gelombang berada di daerah bow dan stern sehingga mengakibatkan pemusatan gravity pada daerah midship. Pada kondisi hogging pemusatan boyancy yaitu di daerah bow and stern. Hogging and sagging membuat tension and compression maximal terhadap kapal, kapal harus tetap survive dalam kondisi itu.
Gambar 4Compression and tension
Hogging and sagging juga bisa terjadi pada kondisi still water, hal ini disebabkan karena pendistribusian beban yang tidak benar.
Gambar 5Hogging and sagging in still water
1.3 FORCES PADA LONGITUDINAL STRENGTH
Loading and wave load pada kapal dapat dikelompokan menjadi :
vertical bending moment, MV
horizontal bending moment, MH
vertical shear force, QV, dan
twisting moment, MT
Gambar 6Klasifikasi bending moment pada longitudal strength
Gambar 7Bouyancy distribution – container ship
Loading cargo pada sebuah kapal akan mengakibatkan gaya lintang (shear force)
dan bending moment. Di bawah ini merupakan contoh sederhana dari sebuah
pontoon / barge berbentuk kotak pada kondisi still water
Klasifikasi kekuatan kapal :
Longitudinal strength
Transverse strength
Torsional strength
Local strength of individual part
Untuk mengetahui kekuataan struktur, 2 faktor yg di hrs pertimbangkan
The Straining force (tegangan)
Strength of structure (kekuatan)
Gambar 8Cara mendapatkan buoyancy curve
Displacement untuk station 3 :
∇ 3=a3 . Lpp20
[m3]
∆3 = ∇3 . . g [N/m3]Asumsikan = 1.025 ton/m3
g = 9.81 m/s2
Gambar 9Kurva kekuatan memanjang kapal
BAB 2
PERHITUNGANLONGITUDINAL STRENGTH
SHIP MAIN DIMENSION :
Lpp = 98.60 m DWT = 6201.27 Ton
B = 16.36 m Cb = 0.77
H = 8.35 m Cp = 0.79
T = 6.82 m Tipe Kapal = Container Ship (Feeder)
vs = 12.20 Knot Jalur Pelayaran = Indonesia – Tokyo, 3600 miles
Proses perhitungan kekuatan memanjang kapal dapat dilihat pada
flowchart di bawah.
LWT
DWT
DIAGRAM BENDING MOMENT, SHEAR FORCE, BUOYANCY
STILL WATER
SAGGING
HOGGING
MODULUS PENAMPANG KAPAL
2.1 PERHITUNGAN LWT
Perhituangan LWT pada Tugas Merancang Kapal V ini yaitu dengan metode
dari Llyod Register of Shipping 1964. Teknik perhitungan metode ini yaitu
dengan membagi kapal menjadi 40 station, kemudian dihitung block per
block. Pembagian block tersebut antara lain :
a. Block di bawah main deck antara AP sampai FP
b. Block di bawah main deck bagian belakang AP dan depan bagian FP
c. Block akomodasi yang terdiri dari poop deck, boat deck, bridge deck,
navigation deck, top deck, dan fore castle deck.
d. Block sistem propulsi
e. Block engine room
di bawah ini merupakan contoh sketsa distribusi beban dalam perhitungan
LWT metode Llyod Register of Shipping 1964
Terdapat beban yang tidak sama di belakang station 2 dan di belakang
station 8, beban ini didistribusikan ke station terkait (belakang st 2 st
1,2,3 sedangkan depan st 8 st 7,8,9.
Ordinat dari kurva pembebanan dasar dibawah dek adalah merupakan perkalian a * m [ton / m]m = 43.4 x H x L/104 [ton / m]a = nilai grafik pada regulasi halaman 74 – 75 (grafik terlampir)H = C1B + C2D + C3d + C4 W0 NT + C5 + 2.5h (rumus terlampir)
Berdasarkan pembacaan grafik, nilai a bisa diperoleh seperti di bawah iniStation a q = a * m (q2+q1)/2 Station a q = a * m (q2+q1)/2
AP 0.34 5.28 15.53 5.88 21 1 15.53
1 0.42 6.48 15.53 7.09 22 1 15.53 2 0.50 7.69 15.53 8.19 23 1 15.53 3 0.56 8.70 15.53 9.20 24 1 15.53 4 0.63 9.71 15.53 10.11 25 1 15.53 5 0.68 10.52 15.53 10.93 26 1 15.53 6 0.73 11.34 15.53 11.65 27 1 15.53 7 0.77 11.96 15.53 12.27 28 1 15.53 8 0.81 12.58 15.53 12.87 29 1 15.53 9 0.85 13.16 15.53 13.45 30 1 15.53
10 0.89 13.75 15.24 13.97 31 0.96 14.95
11 0.91 14.20 14.66 14.42 32 0.93 14.37
12 0.94 14.65 14.27 14.79 33 0.91 14.17
13 0.96 14.93 14.08 15.08 34 0.90 13.98
14 0.98 15.22 13.51 15.30 35 0.84 13.05
15 0.99 15.38 12.58 15.45 36 0.78 12.11
16 1 15.53 11.03 15.53 37 0.64 9.94
17 1 15.53 8.85 15.53 38 0.50 7.77
18 1 15.53 6.37 15.53 39 0.32 4.97
19 1 15.53 3.57 15.53 FP 0.14 2.17
20 1 15.53
2.2 PERHITUNGAN DWT
2.3 PERHITUNGAN DIAGRAM BENDING MOMENT, SHEAR
FORCE, DAN BUOYANCY
2.4 PERHITUNGAN MODULUS PENAMPANG KAPAL