A.1 Beban Gempa

PEMBUATAN FEED DAN DETAIL DESIGN
FASILITAS PRODUKSI UNIT II DAN UNIT III
AREA GEOTHERMAL LAHENDONG
Dokumen
Revisi
A.1
A.1.1
: LHD-DTNK-ME-DTN-001
:1
Tanggal
Status
: 16-09-2005
:C
Beban Gempa
Umum
Penghitungan beban gempa bertujuan untuk memperhitungkan
pembebanan dengan data masukan gempa pada daerah lokasi bejana,
sebagai masukan pembebanan pada perancangan bejana tekan vertikal
maupun tumpuan.
Struktur, termasuk bejana tekan, yang terkena gempa akan mengalami
beban akibat pergerakan dasar bejana/tumpuan sehingga keseluruhan
struktur bejana akan bergetar.
Bejana vertikal diasumsikan sebagai bejana tinggi fleksibel, sedangkan
bejana horisontal diasumsikan sebagai bejana rigid.
Beban gempa diperhitungakan dalam dua arah, yaitu vertikal dan
horisontal dengan besaran yang akan ditentukan berdasarkan
rancangan bejana tekan, wilayah gempa dan jenis tanah sesuai dengan
aturan-aturan pada sub bab Error! Reference source not found. dan
A.1.3 berikut ini.
A.1.2
Perhitungan Beban Gempa untuk Bejana Tinggi Fleksibel
Adanya percepatan yang terjadi karena gempa pada bejana tinggi
fleksibel akan mengakibatkan terjadinya defleksi pada bejana dan
terjadinya pergerakan relatif antara pusat massa bejana dan tumpuan
terhadap pondasi karena adanya gaya inersia. Getaran yang terjadi
karena defleksi elastis akan diredam oleh struktur, baik dalam bentuk
deformasi elastis maupun plastis sebagian. Bejana akan beresonansi
ketika getaran gempa mendekati periode getar pertama dari bejana.
Semakin lama periode getar pertama T bejana dan tumpuan serta
semakin tinggi kapasitas redaman, akan mengurangi kerusakan yang
mungkin terjadi.
Pada arah vertikal, beban gempa akan memperbesar dead weight
menjadi 1.25 x dead weight. Penambahan beban vertikal sebesar 0.25
didapat dari percepatan batuan dasar pada wilayah gempa 5, seperti
ditunjukkan pada gambar B.2.
Sedangkan untuk pembebanan arah horisontal, beban gempa
disederhanakan menjadi gaya horisontal statik ekivalen. Gaya horisontal
statik ekivalen ini merupakan besaran empirik yang ditentukan oleh
PT. PERTAMINA (PERSERO)
AREA GEOTHERMAL LAHENDONG
PT. TITIS SAMPURNA
PT. LAPI - ITB
HALAMAN 18 DARI 47
PEMBUATAN FEED DAN DETAIL DESIGN
FASILITAS PRODUKSI UNIT II DAN UNIT III
AREA GEOTHERMAL LAHENDONG
Dokumen
Revisi
: LHD-DTNK-ME-DTN-001
:1
Tanggal
Status
: 16-09-2005
:C
koefisien seismik, yaitu berdasarkan sejarah gempa pada lokasi bejana
yang akan dibangun.
Bejana harus dirancang supaya bisa menahan gaya geser minimum
yang terjadi pada dasar pada semua arah saat terjadi gempa. Besarnya
gaya geser tersebut adalah:
(B.2)
V  ZKCW
Dengan
W
Z
K
C
Dead weight bejana
Faktor zone gempa, untuk wilayah gempa 5 (SNI 1726 2002)
diambil nilai Z=4
koefisien struktur, untuk bejana silinder yang ditumpu pada
dasarnya, nilai K=2
Faktor fleksibilitas
untuk T < 0.12 s C=0.10
untuk T  0.12 s C=0.05/T1/3
Untuk menghitung nilai C di atas tidak diperlukan nilai T yang terlalu
akurat, karena tidak akan menghasilkan nilai C yang jauh berbeda.
Selain itu, asumsi kantilever (tumpuan jepit) pada dasar skirt akan
berakibat nilai T yang dihasilkan lebih kecil dibanding nilai T sebenarnya.
Nilai T ditentukan dari Pressure Vessel Handbook, yaitu:
H
T  0.0000265  
D
2
wD
t
(B.3)
dengan:
D
H
w
t
Diameter outside (ft)
Tinggi bejana, termasuk skirt (ft)
Berat bejana per tinggi bejana (lb/ft)
Tebal skirt pada dasar (in.)
Besar momen pada dasar yang diakibatkan oleh beban gempa adalah:
M b  VH pusat massa
A.1.3
(B.4)
Perhitungan Beban Gempa untuk Bejana Rigid
Perhitungan beban gempa untuk bejana horisontal mengambil asumsi
bejana kaku (rigid) sehingga tidak berdeformasi. Konsekuensinya
seluruh bejana mengalami percepatan arah horisontal sama dengan
PT. PERTAMINA (PERSERO)
AREA GEOTHERMAL LAHENDONG
PT. TITIS SAMPURNA
PT. LAPI - ITB
HALAMAN 19 DARI 47
PEMBUATAN FEED DAN DETAIL DESIGN
FASILITAS PRODUKSI UNIT II DAN UNIT III
AREA GEOTHERMAL LAHENDONG
Dokumen
Revisi
: LHD-DTNK-ME-DTN-001
:1
Tanggal
Status
: 16-09-2005
:C
percepatan gempa. Setiap bagian dari bejana akan mengalami gaya
inersia horisontal yang besarnya sama dengan massa bejana dikalikan
percepatan gempa:
P  m  a   W   a   a   W  c  W
g

 g
(B.5)
dengan:
m
a
W
c
P
Bagian kecil dari massa bejana
Percepatan gempa arah horisontal
Bagian kecil dari berat bejana
Koefisien seismik pada lokasi tertentu
Gaya inersia horisontal
Resultan gaya inersia bejana akibat gempa terletak pada pusat massa
bejana yang besarnya:
Pe  c  W
(B.6)
Nilai c didapat dari gambar B.2, wilayah gempa Indonesia menurut SNI
1726-2002. Untuk wilayah 5, nilai c=0.25. Sehingga resultan gaya yang
bekerja pada bejana pada arah horisontal adalah:
Pe  0.25.W
(B.7)
Beban statik ekivalen tersebut selanjutnya akan menyebabkan momen
pada dasar bejana/tumpuan seperti dijelaskan pada Gambar Error! No
text of specified style in document..1. Besarnya momen pada dasar
bejana adalah:
M b  Pe H pusat massa
PT. PERTAMINA (PERSERO)
AREA GEOTHERMAL LAHENDONG
PT. TITIS SAMPURNA
(B.8)
PT. LAPI - ITB
HALAMAN 20 DARI 47
PEMBUATAN FEED DAN DETAIL DESIGN
FASILITAS PRODUKSI UNIT II DAN UNIT III
AREA GEOTHERMAL LAHENDONG
Dokumen
Revisi
: LHD-DTNK-ME-DTN-001
:1
Tanggal
Status
Gambar Error! No text of specified style in document..1
ekivalen akibat gempa
: 16-09-2005
:C
Beban statik
Sedangkan, pada arah vertikal, seperti pada bejana tinggi fleksibel,
beban gempa akan memperbesar dead weight menjadi 1.25 x dead
weight. Penambahan beban vertikal sebesar 0.25 didapat dari
percepatan batuan dasar pada wilayah gempa 5, seperti ditunjukkan
pada gambar B.2.
PT. PERTAMINA (PERSERO)
AREA GEOTHERMAL LAHENDONG
PT. TITIS SAMPURNA
PT. LAPI - ITB
HALAMAN 21 DARI 47
PEMBUATAN FEED DAN DETAIL DESIGN
FASILITAS PRODUKSI UNIT II DAN UNIT III
AREA GEOTHERMAL LAHENDONG
Dokumen
Revisi
: LHD-DTNK-ME-DTN-001
:1
Tanggal
Status
: 16-09-2005
:C
Gambar Error! No text of specified style in document..2
percepatan puncak batuan dasar dengan perioda ulang 500
Wilayah Gempa Indonesia dengan
HALAMAN 22 DARI 47