TUGAS AKHIR - Analisa Keandalan Struktur Rangka Batang 3-D - ITS Repository

138:l_ojH /D 1

TUGAS AKHIR
( OE

1701 )

ANAUSA KEANDAlAN
STRUKTUR RANGKA BATANG 3-0

.G/ - ~s.-

RSkQ.
(, ~

.

111

Au
~

~

-

I

I I'/';/

OLE H:

Muhammad Hashi Ali
4393.100.021

JURUS·AN
FAKULTAS
tNSTITUT

TEKNIK

KELAUTAN

TEKNOLOGI

TEKNOLOGI

KELAUTA.N

SEPULUH

NOPEMBER

SURABAYA

199 9

l!ILIK PERFUSTAKAAH l
I

ITS

ANALISA KEANDALAN
STRUKTUR RANGKA SATANG 3-D

TUGAS AKHIR
Diajukan Guna Memenuhi Salah Satu Syarat Untuk
Menyelesaikan Studi Program Sarjana
Pada
Jurusan Teknik Kelautan
Fakultaa
lnstitut

Teknologi

Teknologl

Kelautan

Sepuluh

Nopember

Surabaya

Mengetahui I Menyetujul

2~/Df9
Dosen

Pembimbi ng

•

ABSTRAK

ABSTRAK
Tugas Akhir ini mcmbahas keandalan struktur rangka batang 3-D. Untuk
mcmudahkan penyclcsaian masalah keandalan struktur rangka batang 3-D tersebut
maka dikemhangkan suatu software FORTRAN. Software tersehut dikembangkan
untuk menganalisa indeks kcandalan batang struktur rangka batang 3-D yang

bcrhcntuk sembarang.
Metode analisa struktur yang digunakan adalah metode matrik. Analisa
struktur dilakukan akibat adanya beban luar yang merupakan input data. Beban-beban
tersebut diaplikasikan terhadap simpul-simpul struktur. Dcngan metode matrik akan
diperoleh perpindahan, gaya-gaya ujung dan gaya internal batang.
Pcrhitungan indeks kcandalan batang penyusun struktur dilakukan dengan
mctodc Mean V aluc First Order Second Moment (MVFOSM). Perhitungan tersebut
dilakukan dengan memberikan input data yang mempunyai parameter statistik yaitu
harga rata-rata beban dan tcgangan ijin batang dengan simpangan bakunya
masing-masing. Indcks kcandalan batang penyusun struktur diperoleh setelah analisa
struktur dilakukan dan adanya input data dcngan parameter statistik.
Telah dilak'llkan studi kasus tcrhadap struktur jacket 3-D. Dcngan
metlgbrunakan software yang telah dikembangkan dipcroleh suatu hubungan yang
mcndckati linicr antara indck keandalan batang terkecil dcngan indek lingkungan dan
indek struktural. Untuk st:ruk1ur A, diperoleh rentang indek keandalan 4.5986- 2.2942
untuk rcntang harga indek lingkungan 139.7893 - 307.1171 lb/if . Untuk struktur B,
diperolch rentang indck keandalan 5.548 - 2.528 untuk rentang indek lingkungan
740.740 - 1627.407 N/m2 scrta rcntang indek kcandalan 4.1215 - 1.8772 N untuk
rcntang harga indck struktural4938.2716- 10849.383 N/m2 .

~

-

KATA PENGANTAR

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur hamba panjatkan terhadap Allah Swt atas segala
limpahan taufik dan hidayalt yang tclah diherikan tcrhadap hamba-Mu ini. Harnba

sadar bctul bahwa tanpa bantuan-Mu hamba tidak akan pernah bisa mcnyclesaikan
Tugas Akhir ini.
Tak lupa ucapan terima kasih juga kepada :

1. Umi-ku dan M.Makhfud atas segala dorongan yang berbentuk spirit dan
materiil. Juga untuk adik-adikku yang sangat kucintai : Risyi A.A., Fudza,
Azwan dan Kiko.
2. Aba-ku yang banyak memberikan bimbingan kehidupan
3. Bapak D.M. Rosyid, PhD yang telah banyak membantu memberikan

araban, koreksi dan bimbingan yang bermanfaat dalam penulisan.
4. Bapak Ir. Mas Murtedjo, MSc selaku dosen wali.
5. Bapak Eko Budi Djatrniko, PhD selaku ketuajuru.'lall T. Lautan
6. Sclurult StafTPengajar I Doscn di T. Lautan
7. Dede dan Putwanto, semoga hubungan kita abadi selalu
8. Mbak Tini, Wid, Scno atas segala bantuan psikologis yang sangat
membantu selama pengeijaan Tuga..CJ Akhir, terutarna Wid dan Seno

atas

peyediaan sarana yang mendukung
9. Ucok, Bayu, Teguh dan semua kru Keputih lllFJ37 atas sua.CJana yang
mcndukung selama penulisan.

i

10. Rin~

Alfi, Niken, Micky, Slamet, Yosie, Kush, Udi dan semua Arek Laut

'93 atas segala persahabatannya.
11. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan, tanpa mengurangi rasa
honnat : thanks a lot atas scmua bantuannya

Penulis sadar bahwa penulisan Tugas Akhir ini jauh dari sempuma. Oleh sebab itu
diharapkan

saran

dan kritik yang memh31lbrun dari para

pembaca Wltuk

penyempumaan lcbih lanjut.
Scmoga bennanfaat.

Surabaya, Pebruari 1999

(M Hasbi Ali)

n

DAFTARISI

DAF'fAR lSI
ABSTRAK
KATAPENGANTAR

1

DAFfARISI

m

DAFTAR GAMBAR

v

DAFf ART ABEL

Vl

BAB I

PENDAHULUAN
1.1. Latar Delakang Masalah
1.2. Perumusan Masalah
1.3. Tujuan Penulisan

1-1
1-3

1.4. Batasan Masalah

1-4

1.5. Metodologi dan Model Analisa

1-4

DAB ll

1-3

ANAilSAMATRIK STRUKTURRANGKABATANG 3-D

2.1. Konsep dasar rangka batang 3-D
2.2. Matrik Kekakuan Batang Rangka Batang 3-D

2-1
2-2

2.2.1. Matrik Kekakuan Batang Sumbu Lokal
2.2.2. Matrik Transfonnasi

2-3
2-4

2.2.3. Matrik Kckakuan Batang Swnbu Global
2.3. Matrik Kekakuan Struktur
2.4. Behan Gaya Luar (Loaded Joint)
2.5. Perhitungan displasemcn
2.6. Gaya-Gaya Ujtmg Batang

2-6
2-7
2-8
2-9
2-11

2.6.1. Gaya-Gaya UjWig Batang Searah sumbu global
2.6.2. Gaya-Gaya UjWig Batang Searah swnbu lokal
2. 7. Konsep Load Effect Matrix
BAB ill

2-12
2-12
2-13

DASAR TEORI KEANDALAN

3.1. Pendahuluan
3.2. Konsep Keandalan

3-1
3-3

3.3. Mctodc Mean Value First Order Second Moment (MVFOSM)
3.3.1. FK(X) tinier

3-6
3-8

3.3.2. FK(X) non-tinier

3-8

iii

3.4. Pcncntuan Kcandalan Batang Struktur Rangka Batang 3-D

3-9

3.4.1. Pcnumnan Safety Margin Batang Struktur Rangka Batang 3-D 3-9
3.4.2. Pcrhitungan Indcks Kcandalan Batang Struktur Rangka
Batang 3-D dcngan Mctode MVFSOM

DAB IV

3-13

PENYUSUNAN PROGRAM KEANDALAN STRUK"DJR
RANGKA BATANG 3-D

4.1 . Sistcm penomoran simpuJ dan batang

4-1

4. 2. Matrik kckakuan batang

4-3

4.3. Matrik kckakuan struktur dcngan prinsip Supcrposisi

4-5

4.3. 1. Pcnyclcsaian matrik kckak'l.lan struktur

4-6

4.4. Matrik Total Behan

4-7

4. 5. Analisa gaya-gaya ujtmg hatang

4-9

4.5 .1. Perltitungan displascmcn simpul

4-9

4.5.2. Pcrhittmgan gaya-gaya ujtmg batang

4-11

4.5.3 . Pcrhittmgan gaya internal batang

4-12

4.6. Penentuan indcks keandalan tiap batang

4-14

DAB V

STUDI KASUS

5.1. Pcndahuluan

5-1

5.2. Studi Kasus struktur

5-4

BAB VI

5.2.1 . Bentuk Struktur A

5-5

5.2.2. Bentuk Struktur B

5-8

KESIMPULAN

6-1

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
I .AMPIRAN
LAMPIRAN
I .AMPIRAN

(Nar.1a-Nama Subroutine)
( Dc11nisi Variabcl Dalam Program)
( Sistcm Satuan)
( Cara Mcnjalankan Program)
LAMPIRAN 5 ( SOUI