Pengertian
Konstruksi Melintang
Konstruksi melintang adalah struktur/susunan konstruksi kerangka
kapal baik bagian geladak, lambung dan alas. Yang dominan adalah unsur-unsur
profil dan pelat yang melintang, disamping ada
beberapa profil penumpu yang memanjang.
Kelebihan
dari konstruksi melintang:
Menghasilkan konstruksi
yang sederhana.
Mudah dalam
pembangunannya.
Dengan adanya
gading-gading besar (web frames)
memberikan kekuatan melintang yang baik.
Kekurangan dari konstruksi
melintang:
Ø Modulus
penampang melintang kapal lebih kecil akibat kurangnya balok-balok /
profil-profil memanjang.
Ø Biasanya
diperuntukkan pada kapal-kapal berukuran pendek yang mana kekuatan membujur
kapal tidak terlalu besar.
Ukuran Utama dan
Kofisien Kapal
Ukuran
utama kapal dan koefisien bentuk kapal merupakan data awal yang kita butuhkan
dalam merencanakan kapal. Salah satunya untuk menghitung konstruksi melintang.
Berikut adalah uraian tentang ukuran utama kapal dan koefisien bentuk kapal.
Ukuran Utama
Ukuran-ukuran
utama kapal terdiri atas panjang, lebar, tinggi dan sarat kapal. Adapun
ukuran-ukuran utama yang perlu diperhatikan dalam menentukan kapal adalah:
1.
Panjang
Panjang dibagi menjadi tiga, yaitu LOA, LBP, dan LWL.
a. LOA
(Length Over All)
Panjang kapal
keseluruhan yang diukur dari ujung buritan sampai ujung haluan.
b. LBP (Length Between Perpendicular)
Panjang yang diukur antara dua garis tegak, yaitu jarak
horizontal antara garis tegak buritan (After
Perpendicular/AP) dan garis tegak haluan (Fore Perpendicular/FP).
c. LWL (Length of water line)
Jarak mendatar antara ujung garis muat ( garis air ), yang
diukur dari titik potong dengan linggi buritan sampai titik potongnya dengan
linggi haluan dan diukur pada bagian luar linggi buritan dan linggi haluan.
2.
Lebar
atau B (Breadth)
Lebar
terbesar pada kapal yang diukur dari kulit kapal bagian dalam.
3.
Tinggi
atau H (Height)
Jarak
tegak dari garis dasar sampai garis geladak pada sisi tengah panjang kapal.
4.
Sarat
atau T (Draft)
Jarak tegak yang
diukur dari sisi atas lunas sampai ke permukaan air pada sisi kapal.
Koefisien Bentuk Kapal
Secara
garis besar koefisien bentuk kapal dikelompokkan menjadi 4 bagian yaitu,
koefisien block kapal, koefisien waterline kapal, koefisien midship dan
koefisien prismatik.
1.
Koefisien Blok (Block Coeficient/Cb)
Cb adalah merupakan perbandingan antara Isi Carene (volume
badan kapal yang tercelup dalam air) dengan volume balok dengan panjang (Lwl) lebar (B) dan tinggi (T).
2.
Koefisien garis air (Water
Plane area coefficient/Cwl)
Cwl adalah perbandingan antara luas bidang garis air muat (Awl) dengan luas sebuah empat persegi
panjang dengan lebar B.
3.
Koefisien Gading Besar (Midship
Coeficient/Cm)
Cm adalah perbandingan antara luas
penampang gading besar yang
terendam air dengan luas suatu penampang yang lebarnya (B) dan tingginya (T)
4.
Koefisien Prismatik (Prismatik Coefficient/Cp)
Koefisien prismatik
kapal di bagi menjadi dua bagian yaitu koefisien prismatik memanjang (biasa
disebut koefisien prismatik horizontal atau longitudinal) dan yang kedua adalah
koefisien prismatik vertikal (biasa disebut koefisien prismatik tegak).
Ø Koefisien
Prismatik Memanjang (Horizontal Prismatic
Coeficient).
Cph adalah perbandingan antara volume badan kapal yang ada di bawah permukaan
air (Isi Carene) dengan volume sebuah prisma dengan luas penampang midship (Am) dan panjang (Lwl).
Ø Koefisien
Prismatik Tegak (Vertical Prismatic
Coeficient/Cpv)
Cpv adalah perbandingan antara volume badan
kapal yang ada dibawah permukaan air (Isi Carene) dengan volume sebuah prisma
yang berpenampang (Awl) dengan tinggi
(T).
Catatan :
Dalam hal ini penulis
membatasi bahwa koefisien merupakan kerakter lambung atau bentuk kapal yang
digunakan untuk menghitung hidrostatik dan stabilitas bukan untuk menghitung
konstruksi melintang kapal. Hanya karena dipenyajian data ada koefisien maka
penulis membahas sedikit mengenai koefisien.
Pengenalan Umum
Sebelum
kita menghitung konstruksi melintang kapal, ada baiknya kita mengetahui
elemen-elemen apa saja yang dalam konstruksi melintang:
1.
Beban (BKI Vol. II 2006 SEC. 4)
Beban ada beberapa macam yaitu beban geladak cuaca, beban
luar sisi kapal, beban luar alas kapal, beban geladak muatan, beban alas dalam
dan beban geladak akomodasi.
a. Beban geladak cuaca/PD
(Load and Weather Decks)
(BKI
Vol. II 2006 SEC. 4 B.1.1)
Beban
geladak cuaca adalah beban yang bekerja pada geladak cuaca. Yang dianggap
sebagai geladak cuaca adalah semua geladak yang bebas, kecuali geladak bangunan
atas yang tidak efektif, yang terletak dibelakang 0,15 L dari garis tegak
haluan. Beban geladak cuaca dihitung dengan rumus :
PD
= PO
x CD2
Dimana :
·
Po = basic eksternal dynamic load
·
Cb = koefisien blok
·
Co = koefisien gelombang
·
CL = koefisien panjang
·
f = factor kemungkinan pelat kulit dengan
geladak cuaca
·
CRW = koefisien jangkauan
·
z = jarak vertical pusat beban terhadap
garis dasar
·
CD = factor distribusi
·
T = sarat kapal
·
L = panjang kapal (yang digunakan yaitu
LBP)
Catatan z itu memiliki banyak
pengertian juga memiliki rumus yang berbeda-beda sesuai dengan perhitungan apa
yang akan dicari.
b.
Beban luar sisi kapal/Ps (Load
on Ship’s Side)
(BKI Vol. II 2006 SEC. 4 B.2.1)
Beban luar sisi kapal adalah beban yang timbul akibat adanya
gelombang air laut. Beban luar sisi kapal dibagi menjadi dua, yaitu beban luar
sisi kapal dibawah garis air muat (Ps1) dan beban luar sisi kapal
diatas garis air muat (Ps2). Beban luar sisi kapal dihitung dengan
rumus :
Ps1 = 10 ( T – z ) + Po . Cf2 ( 1
+ z / T ) Ps2 = Po
. Cf2
Dimana:
·
Po = basic eksternal dynamic load
·
Cf = faktor distribusi (Cf=CD)
·
z = jarak tengah antara pusat beban dengan
garis bawah
·
T = sarat kapal
·
Hdb = tinggi double bottom
·
H = tinggi kapal
c.
Beban luar alas kapal/Pb (Load
on Ship’s Bottom)
(BKI Vol. II 2006 SEC. 4 B.3)
Beban luar alas kapal adalah beban yang timbul akibat
tekanan pemindahan volume air oleh badan kapal. Beban luar alas kapal dihitung
dengan rumus :
Pb = 10
. T + Po . Cf
Dimana :
·
Po = basic eksternal dynamic load
·
T = sarat kapal
·
Cf = faktor distribusi (Cf=CD)
d.
Beban geladak muatan/PL (Load
on Cargo Deck)
(BKI Vol. II 2006 SEC. 4 C.1.1)
Beban geladak muatan adalah beban yang timbul karena adanya
muatan pada geladak. Beban geladak muatan dihitung dengan rumus :
PL = Pc
(1+av) Dimana :
·
Pc = beban statis muatan
·
h = tinggi rata-rata twin deck (geladak
antara)
·
Hdb = tinggi double bottom
·
av = factor akselerasi
·
F = 0,11
.
·
m = 1,0 untuk tengah kapal
·
Vo = kecepatan dinas
e.
Beban alas dalam/Pi (Load
On Inner Bottom)
(BKI Vol. II 2006 SEC. 4 C.2.1)
Beban alas dalam adalah
beban yang terjadi akibat adanya tekanan beban dari dalam. Beban alas dalam
dihitung dengan rumus
Pi = 9,81
. (G / V) . h . (1 + av)
Dimana :
·
G = berat muatan bersih
·
V = volume ruang muat
·
h = jarak tertinggi muatan terhadap dasar
ruang muat
·
H = tinggi kapal
·
Hdb = tinggi double bottom
2.
Konstruksi pelat (BKI Vol. II 2006
SEC.6)
Konstruksi pelat yang akan kita bahas kali ini yaitu pelat
lunas, pelat alas, pelat lajur bilga, pelat sisi, pelat lajur atas dan pelat
kubu-kubu.
a.
Pelat lunas (keel plate)
(BKI Vol. II 2006 SEC.6 B.5)
Pelat lunas adalah bagian konstruksi utama yang membentang
sepanjang garis tengah bagian bawah kapal dari depan sampai belakang.
Tebal pelat lunas pada
daerah 0,7 tengah kapal tidak kurang dari:
Tfk = t
+ 2
b.
Pelat alas (bottom plate)
(BKI Vol. II 2006 SEC.6 B.1.1)
Pelat alas letaknya
didasar kapal, sebelah kiri dan kanan pelat lunas. Pelat ini menerima beban
gaya tekan air, yang selanjutnya diteruskan ke wrang dan penumpu. Pelat alas
dihitung dengan rumus :
tb = 1,9
. nf . a
+ tk
(mm)
Dimana
:
·
nf = 1,0 (untuk sistem melintang)
·
a = jarak antar gading
·
Pb = beban
alas kapal
·
k = factor
bahan (1,0 untuk bahan baja)
·
tk = factor
korosi (1,5 untuk sistem konstruksi melintang)
c.
Pelat lajur bilga (bilge strake)
(BKI Vol. II 2006 SEC.6 B.4)
Pelat lajur bilga terletak disamping
pelat alas. Tebal pelat lajur biga di bagian yang melengkung sama dengan pelat
sisi, bila pada sisi digunakan system gading-gading melintang. Tebalnya sama
dengan tebal alas. Lebar pelat lajur bilga dihitung dengan rumus :
B = 800
+ 5 . L bmax =
1800 mm
d.
Pelat sisi (side shell plate)
(BKI Vol. II 2006 SEC.6 C.1)
Pelat sisi terletak diantara pelat lajur bilga (bilge strake) dan pelat lajur atas (sheer strake) pada sisi kapal.
ts = 1,9
. nf . a
+ tk
Dimana :
·
nf = 1,0 (untuk sistem melintang)
·
a = jarak antar gading
·
Ps1 = beban luar sisi kapal dibawah garis
air muat
·
k = factor
bahan (1,0 untuk bahan baja)
·
tk = factor
korosi (1,5 untuk sistem konstruksi melintang)
e.
Pelat lajur atas (sheer strake)
(BKI Vol. II 2006 SEC.6 C.3.1)
Pelat lajur atas adalah pelat yang terletak di antara pelat
geladak dengan pelat sisi. Pelat lajur atas ini dipasang secara
memanjang dari haluan sampai buritan kapal. Pelat lajur atas dihitung dengan
rumus :
T = 0,5
(Td + Ts)
Dimana :
Td = tebal pelat
geladak
Ts = tebal
pelat sisi geladak
f.
Pelat kubu-kubu (bulkwark)
(BKI Vol. II 2006 SEC.6 K.1)
Pelat yang digunakan pelat
baja atau batang yang dipasang sepanjang kedua sisi geladak cuaca untuk
mencegah air tidak membasahi geladak dan menjaga barang atau orang tidak
tercebur kelaut.
Modulus stay bulkwark dihitung dengan
rumus :
W = 4 . Ps . e . l2
Dimana:
Ps1 = beban luar sisi kapal dibawah garis
air muat
e = jarak
antar gading besar
l = panjang
tidak ditumpu
3.
Konstruksi alas (BKI Vol.II 2006 SEC
8)
Konstruksi alas terdiri atas yaitu pelat alas dalam, pelat
tepi, penumpu tengah, penumpu samping, wrang plate, wrang terbuka dan
lightening hole.
a.
Pelat alas dalam (inner bottom plate)
(BKI Vol.II 2006 SEC 8 B.2.1)
Pelat alas dalam adalah pelat alas kedua dari dasar kapal
yang kedap air. Pelat ini diletakkan menerus di atas wrang-wrang. Pelat alas
dalam dihitung dengan rumus:
Ti = 1,1 . a
+
tk
Dimana :
·
a = jarak
antar gading
·
Pi = beban
alas dalam
·
k = factor
bahan
·
tk = factor
korosi
b.
Pelat
tepi (margin plate)
(BKI Vol.II 2006 SEC 8 B.2.1)
Pelat tepi adalah
pelat penerusan dari pelat alas dalam sampai ke pelat bilga yang dibuat miring.
Pelat tepi yang miring digunakan untuk mengumpulkan air kotor.
Tebal pelat tepi
dihitung dengan rumus :
T = Ti
+ 20% . Ti
c.
Penumpu
tengah (center girder)
(BKI Vol.II 2006 SEC 8 B.2.2)
Penumpu tengah
adalah pelat atau profil yang dipasang vertikal memanjang kapal tepat pada
center line. Dalam alas ganda tinggi penumpu tengah ini merupakan tinggi alas
ganda. Tinggi penumpu tengah tidak kurang dari hdb. hmin
adalah 600 mm.
d.
Penumpu samping (side girder)
(BKI Vol.II 2006 SEC 8 B.3.1)
Penumpu samping dipasang di sebelah penumpu tengah. Suatu
kapal dapat memiliki satu atau lebih penumpu samping, tergantung lebarnya dan
kebutuhannya, tetapi ada juga tidak memiliki penumpu samping. Jarak maksimum
jarak penumpu samping ke penumpu tengah dan sisi kapal sekitar 1,8 m – 3,5 m.
e. Wrang – wrang (floors)
Wrang merupakan profil atau pelat
yang dipasang melintang pada alas kapal untuk menambah kekuatan melintang
kapal. Terdapat 3 macam wrang pada alas ganda, yaitu:
ü
Wrang kedap air (water tight floor)
Dasar ganda dapat digunakan untuk menyimpan
bermacam-macam cairan, sehingga membutuhkan wrang kedap. Fungsi wrang kedap ini
membagi tangki didasar kapal kedalam ruang-ruang (kompartement) secara
memanjang. Kompartement merupakan ruang
atau tangki kosong untuk membatasi antara dua tangki yang berisi cairan yang
berbeda. Wrang kedap dilaskan ke pelat alas, pelat tepi, penumpu tengah serta
penumpu samping.
ü
Wrang
alas penuh/wrang pelat (solid floor/plate
floor)
(BKI Vol.II 2006 SEC 8 B.6.1)
Wrang alas penuh adalah
jenis wrang yang tidak membutuhkan kekedapan, oleh karena itu pada wrang ini
dilengkapi dengan lubang peringan atau lubang lalu orang. Fungsi lubang peringan
untuk memperingan konstruksi juga untuk lewat orang pada waktu pemeriksaan.
Konstruksi wrang alas penuh terdiri atas
pelat dengan lubang peringan (lightening hole) dan lubang lalu orang (man hole)
serta penegar tegak.
ü
Wrang terbuka (open floor/bracket floor)
(BKI Vol.II 2006 SEC 8 B.6.4.3)
Wrang alas terbuka dipasang pada tiap-tiap jarak gading,
antara wrang alas penuh/wrang pelat. Wrang alas terbuka terdiri atas gading
alas (bottom frame) pada pelat alas
dan gading balik (reserve frame/inner
bottom frame) pada pelat alas dalam.
Modulus gading balik :
W = n
x c x a x l2 x Pi x k
Modulus
gading alas :
W = n
x c x a x l2 x Pb x k
Dimana
:
·
n = 0,55
(jika P=Pi)
·
n = 0,7 (jika P=Pb)
·
c = 0,6
·
a = jarak
antar gading
·
l = panjang
tak ditumpu
·
Pi = beban
alas dalam
·
Pb = beban
luar alas kapal
·
k = factor
bahan (1,0 untuk bahan baja)
4.
Gading-gading (BKI Vol.II 2006 SEC
9)
Gading (frame) adalah
salah satu anggota kerangka melintang kapal berupa profil baja yang dipasang
pada sisi kapal mulai dari bilga sampai geladak atau dari geladak sampai
geladak diatasnya. Yang akan kita bahas kali ini adalah jarak antara gading,
gading utama dan gading besar.
a.
Jarak antara gading
a = L/500 +
0,48 m
Jarak gading pada tengah kapal
600 mm.
b.
Gading utama (ordinary frame)
(BKI Vol.II 2006 SEC 9 A.2)
Gading utama dapat berupa profil L,
T atau pelat bulb sesuai dengan kebutuhan. Fungsinya sebagai penguat pelat
lambung sisi kapal dalam arah melintang. Modulus penampang gading utama tidak
kurang dari :
Wr = n
x c x a x l2 x Ps x Cr x k
Dimana :
· n = 0,9
– (0,0035 x L)
·
c = 0,6
·
a = jarak antar gading
·
l = panjang
tak ditumpu (H-Hdb)
·
Ps1 = beban
sisi kapal dibawah garis air
·
Crmin = factor
dari frame kurva
·
k = factor bahan (1,0 untuk bahan baja)
c.
Gading besar
(web
frame)
(BKI Vol.II 2006 SEC 9 A.5.3)
Gading besar (web
frame) bentuknya seperti gading, tetapi mempunyai ukuran yang lebih besar
daripada gading utama. Web frame
berfungsi sebagai penerus gaya-gaya atau beban yang diterima oleh pelat sisi
untuk disalurkan ke konstruksi dasar, terutama pada sistem rangka konstruksi
melintang.
Modulus
gading besar tidak kurang dari :
W = 0,6 x e x l2 x Ps x n x k
Dimana :
·
e = jarak antar gading besar (3 x a)
·
l = panjang tak ditumpu (H-Hdb)
·
Ps1 = beban
sisi kapal dibawah garis air
·
n = 0,6
·
k = factor bahan (1,0 untuk bahan baja)
5.
Konstruksi
geladak dan ambang kapal (BKI Vol.II 2006 SEC 10, 16, 17&21)
Konstruksi geladak dan ambang kapal
meliputi balok pelintang geladak, penumpu geladak, balok palka, ambang palka,
penegar dan penutup palka.
a. Balok pelintang geladak (Transverse
Deck Beam)
(BKI Vol.II 2006 SEC 10 B.1)
Balok geladak adalah bagian dari
system kekuatan geladak yang mempunyai bentuk profil baja siku sama kaki, baja
siku tidak sama kaki atau pelat bulb. Balok geladak dipasang pada setiap jarak
gading.
Modulus penampang balok pelintang
geladak adalah :
W = c
x a x PD x l2 x
k
Dimana :
·
c = 0,75 untuk beam
·
a = jarak antar gading
·
PD = beban geladak cuaca
·
l = panjang
tak ditumpu (0,25 x H)
·
k = factor bahan (1,0 untuk bahan baja)
Gambar 3.16
Konstruksi Balok Geladak, Ambang Palka dan Balok Palka
b.
Penumpu
Geladak (Deck Girder)
(BKI Vol.II 2006 SEC 10 B.4.1)
Bentuk dan jumlah penumpu tergantung
pada lokasi dimana ditempatkan. Sama seperti konstruksi alas, penumpu geladak
juga terdiri atas penumpu tengah dan penumpu samping. Sementara untuk daerah
sekitar ambang palka dipasang penumpu yang sesuai kebutuhan konstruksi ambang
palka.
Modulus
penampang penumpu geladak adalah :
W = c
x e x l2 x PD x
k
Dimana :
·
c = 0,75 untuk beam
·
e = jarak antar gading besar
· PD = beban geladak cuaca
·
l = panjang tak ditumpu (0,25 x H)
·
k = factor bahan (1,0 untuk bahan baja)
c. Balok palka (Hatch
Beam)
(BKI Vol.II 2006 SEC 17 C.3)
Balok palka adalah balok-balok
portable yang dipasang melintang untuk menyangga sistem penutupan palka. Diatas
balok palka yang berbentuk profil L, diletakkan susunan-susunan papan dalam
arah memanjang kapal. Papan ini digunakan untuk menutup lubang, sedangkan
bagian atas papan ditutup lagi oleh kain terpal. Hal ini untuk menghindarkan
masuknya air ke dalam palka.
Modulus
penampang balok palka adalah :
W = (125
x c x a x l2 x PD)
/ Tb
Dimana
:
·
c = 1,0
·
a = jarak antar gading
·
PD = beban geladak cuaca
·
l = 0,5
x B
·
Tb = tebal
pelat alas kapal
d. Ambang palka
(BKI Vol.II 2006 SEC 17 B.1)
Ambang
palka kapal adalah lubang pada geladak kapal yang berfungsi sebagai tempat masuk keluarnya
muatan ke ruang muat dan juga berfungsi menjamin kelancaran bongkar muat.
Tebal ambang palka tidak boleh
kurang dari :
t = 6,0 + (0,0833 x L)
Tinggi ambang palka minimum 600 mm
e. Penegar (Stay)
(BKI Vol.II 2006 SEC 16)
Penegar adalah penguat ikatan pelat ambang palka terhadap
geladak yang dipasang disekeliling ambang palka.
Modulus penampang stay adalah:
W =
4 x e x PD x l2 x
k
Dimana :
·
e = jarak antar gading besar
·
PD = beban geladak cuaca
·
l = 1,0
untuk tinggi bulkwark
·
k = factor bahan (1,0 untuk bahan baja)
f.
Penutup
palka (Hatch Cover)
(BKI Vol.II 2006 SEC 17 C.5.1)
Fungsi penutup lubang palka adalah untuk melindungi lubang
palka, melindungi isi palka dan
barang-barang yang ada di dalamnya. Konstuksi penutup palka harus dibuat
sedapat mungkin kedap air, sehingga perlindungan terhadap muatan didalam palka
dapat terhindar dari kerusakan yang disebabkan
oleh air, dan mencegah masuknya air ke dalam palka ditinjau dari
stabilitas kapal.
Tebal penutup palka adalah : T = 10 x a
