Pengenalan Konstruksi Struktur Lambung Kapal

Pengenalan Bagian - Bagian Konstruksi Struktur Lambung Kapal - Konstruksi kapal merupakan nyawa penonggak dari sebuah kapal sehingga dapat kokoh mengapung di laut. Sebuah konstruksi kapal dapat terbuat dari berbagai macam material seperti baja, aluminium, fiberglass, komposit, dan bahan material lainnya tergantung dari jenis dan design dari pemilik kapal. Namun pada intinya, sebuah struktur lambung kapal ini harus kuat untuk menahan gaya dan pembebanan yang terjadi selama kapal berlayar di laut. 

Sama halnya dengan jenis transportasi lainnya, konstruksi struktur lambung kapal juga berevolusi dari tahun ke tahun. Dimana pada awalnya sebuah konstruksi kapal dibuat secara sederhana dan tradisional hanya dengan material kayu. Selain itu design kapal tradisional dahulu, dilakukan dengan hanya sedikit analisis dan quality check terhadap struktur yang menegakkan kapalnya. Namun saat ini konsep Engineering Design telah berkembang dan sudah menggunakan beberapa analisis penguatan kontruksi sehingga kapal yang dibuat sudah aman dan efisien dalam penggunaan material yang digunakan. 

Berikut ini akan dijelaskan mengenai pengenalan konstruksi struktur lambung kapal, komposisi struktur kapal, dan structural design kapal pada umumnya.

Tujuan dan Fungsi dari Struktur Kapal

Sebuah Struktur kapal memiliki beberapa fungsi utama yaitu: 

• Kekuatan - memberikan ketahanan terhadap berat yang dihasilkan, gaya lingkungan serta gelombang laut
• Kekakuan/ resist deflection sehingga memungkinkan kapal/ peralatan dapat  berfungsi dengan baik
• Memberikan kekedapan terhadap air agar tetap mengapung
• Memberikan subdivisi/ sekat ruang muat di kapal
• Memberikan kekuatan terhadap muatan yang dibawa oleh kapal

Dalam mendesign Struktur Kapal, harus memperhatikan beberapa hal sebagai berikut:

• Bentuk Lambung (mengurangi resistensi/ hambatan)
• Menjaga Stabilitas
• Mengurangi kebisingan
• Pengaturan palka untuk memuat kargo
• Pengaturan ruangan untuk memasang mesin
• Pengaturan Superstructure untuk akomodasi/ navigasi
• Pengaturan semua struktur untuk kemampuan build/ maintainability
• Pengaturan semua struktur untuk safety
• Pengaturan semua struktur untuk mendapatkan biaya rendah

Elemen Struktur Kapal

Struktur adalah kumpulan dari bagian-bagian elemen, dimana sebuah beam atau pelat merupakan elemen dari sebuah struktur. Perilaku struktural kapal sama dengan semua perilaku struktural bangunan lainnya pada dasarnya. Teori struktur dibangun berdasarkan pada 'mekanika bahan' (kekuatan bahan), dengan mempertimbangkan interaksi dan perilaku gabungan dari kumpulan komponen struktural.

Level Struktur Konstruksi Kapal

Sebagai sebuah struktur, kapal merupakan kumpulan dari elemen-elemen komponen. Pada skala terbesar, kapal dapat dikatakan sebagai balok sederhana yang membawa muatan dan didukung oleh daya apung (bouyancy). Sebuah kapal memiliki 3 level struktur konstruksi kapal yaitu Primary Structure, Secondary Structure dan Tertiary Structure.

1. Primary Structure (Struktur Utama)

Struktur yang menanggung beban global kapal, seperti gaya lentur (bending moment) dan torsi saat kapal berlayar. Level struktur kontruksi ini berfungsi menjaga kekuatan longitudinal kapal secara keseluruhan. 

Sebuah Kapal secara keseluruhan yang utuh disebut sebagai struktur utama (primary structure). Primary structure ini disupport oleh hull girder. Kekuatan dan kekakuan hull girder tergantung pada sifat-sifat penampang kapal (cross section). Dengan kunci utamanya berada di bagian tengah kapal (midship section).

Contoh:

• Hull Girder (keseluruhan struktur lambung)
• Keel (lunas)
• Center Girder
• Side Girder
• Deck (Main Deck)
• Bottom Plating
• Longitudinal Bulkhead
• Double Bottom

2. Secondary Structure (Struktur Sekunder)

Struktur yang mendukung dan memperkuat bagian utama. Biasanya membentuk sistem panel seperti double bottom, deck panel, dan side shell panel. Hal ini berfungsi menambah kekakuan (stiffness) dan mendistribusikan beban ke struktur utama.

Lebih lanjut, di dalam lambung, sebagai komponen integral dari lambung, terdapat komponen struktural besar yang dibuat dari anggota struktural individu, namun bertindak sebagai sistem individual. Hal Ini disebut Secondary Structure. Misalnya, seluruh double bottom, di antara sekat, adalah unit yang bertindak sebagai sandwich panel.

Contoh:

• Floor
• Web Frame
• Deck Girder
• Stringer
• Deck Beam
• Transverse Bulkhead
• Margin Plate
• Hatch Coaming

3. Tertiary Structure (Struktur Tersier)

Struktur pendukung paling kecil yang memberikan kekuatan lokal pada pelat atau sambungan. Biasanya berupa batang baja kecil atau plat penguat di antara elemen sekunder.

Secara lokal sebuah kapal terdiri dari frame dan plate. Ini disebut struktur tersier. Struktur tersier adalah anggota struktural individu. Semua berbagai bagian dan tingkat struktur kapal saling berinteraksi. Kapal adalah struktur yang dilas, yang berarti bahwa itu semua adalah menjadi satu kesatuan yang kompleks.

Contoh:

• Longitudinal Stiffener
• Frame (Gading-Gading)
• Bracket (Pelat Lutut)
• Knee Plate
• Stiffening Rib

Structural Design Kapal

Proses desain struktur kapal bervariasi tergantung pada beberapa masalah spesifik. Desain struktural terjadi setelah tujuan kegunaan kapal telah ditetapkan dan general arrangement ditentukan. General Arrangement memungkinkan kita untuk menentukan beban dan distribusi bobot lambung, outfitting, kargo. Pembentukan scantlings (dimensi struktural) bersifat iteratif. Beban akan menyebabkan serangkaian tanggapan (tegangan, defleksi). Kriteria respon yang dihadapi kemudian dibandingkan dengan tanggapan. Untuk setiap kekurangan yang ada, kemudian dilakukan modifikasi dimensi struktural dan mengulangi analisis respons. Ketika semua tanggapan memuaskan, maka selesai.

Dalam kasus di mana kita ingin memenuhi batasan tambahan (biaya, kinerja) kita akan menambahkan pemeriksaan untuk item ini setelah kita memeriksa respons struktural. Kita akan mengulang sampai memenuhi kendala dan mencapai nilai optimal untuk beberapa ukuran.

Berdasarkan hal tersebut, desain struktural hanya dapat terjadi setelah konsep dan general arrangement secara keseluruhan ditetapkan, yang dilakukan selama tahap desain awal. Desain struktural itu sendiri adalah proses yang sebanding dengan desain keseluruhan. Seperti halnya kapal yang memiliki tujuan dan konsep, demikian pula struktur memiliki tujuan dan konsep untuk memenuhi goal yang ditetapkan. Sebelum menentukan ukuran struktur (scantling), perancang harus memutuskan konsep dan pengaturan struktur secara keseluruhan. Dalam desain berbasis aturan klasifikasi, kriteria beban dan respons telah digabungkan ke dalam rumus persyaratan scantling standar.

Pengguna dapat menggunakan rumus ini untuk menentukan dimensi minimum untuk anggota dan komponen. Kemudian ada kebutuhan untuk memeriksa kriteria tambahan (misalnya buckling, beban alternatif). Ketika ini selesai, pengguna memiliki desain struktural yang lengkap, tetapi belum sampai pada desain detail akhir. Gambar struktur akhir juga mencakup fitur desain detail (misalnya spesifikasi braket dan las).

Nama dan Keterangan Bagian Pada Konstruksi Kapal

Berikut ini adalah Nama pada bagian-bagian struktur yang ada pada konstruksi kapal berdasarkan jenis kapalnya.

1. Konstruksi Kapal Single Hull Tanker

2. Konstruksi Kapal Single Hull Oil/ Ore Carrier

3. Konstruksi Kapal Double Hull Tanker

4. Konstruksi Kapal Double Hull Tanker - Bulkhead

5. Konstruksi Kapal Single Skin Bulk Carrier

5. Konstruksi Kapal Single Skin Bulk Carrier

6. Konstruksi Kapal General Dry Cargo Ship

Bagian-Bagian Konstruksi Kapal

Konstruksi kapal terdiri dari beberapa bagian penting, antara lain:

Bulkhead (Sekat Ruangan)

Bulkhead adalah dinding sekat yang membagi ruang di dalam kapal menjadi beberapa kompartemen tertutup. Tujuannya adalah untuk meningkatkan kekuatan melintang kapal serta mencegah penyebaran air jika terjadi kebocoran. Bulkhead biasanya terdiri dari transverse bulkhead (sekat melintang) dan longitudinal bulkhead (sekat memanjang).

Keel 

Keel adalah bagian terbawah dari kapal dan terdiri dari beberapa jenis, seperti lunas dasar, lunas tegak, dan lunas lambung. Lunas dasar merupakan jalur pada bagian dasar kapal yang memiliki ketebalan sekitar +/- 35% dari kulit kapal lainnya. Sementara itu, lunas tegak adalah lunas yang berjalan secara vertikal sepanjang kapal dan memiliki ketebalan 5/8 lebih besar daripada lunas dasar pada 4/10 bagian lunas tegak di tengah kapal.

Gading-gading / frame

Gading-gading adalah kerangka dari lambung kapal di mana kulit kapal ditempelkan dengan menggunakan keeling atau las. Gading-gading besar, juga dikenal sebagai Web Frame, berfungsi sebagai penguat pelat lambung. Web frame berperan dalam menyalurkan gaya atau beban yang diterima oleh pelat sisi ke konstruksi dasar, terutama pada sistem rangka konstruksi melintang, sehingga membentuk profil T.

Longitudinal Stiffener dan Girder 

Longitudinal stiffener dan girder dapat diibaratkan sebagai tulang yang memanjang pada kapal. Perbedaannya terletak pada ukurannya, di mana girder memiliki ukuran yang lebih besar daripada stiffener. Girder sendiri merupakan pelat baja berukuran besar yang terhubung secara memanjang dari depan ke belakang kapal. Fungsinya adalah untuk memperkuat kapal terhadap momen bengkok.

Floor 

Floor memiliki bentuk yang mirip dengan girder, namun posisinya melintang dari kiri ke kanan (sedangkan girder terletak dari depan ke belakang). Floor berfungsi sebagai penguat pada bagian bawah kapal. Pada bagian atas kapal, terdapat deck girder yang memiliki fungsi serupa.

Bracket atau Pelat Lutut 

Bracket atau pelat lutut berbentuk segitiga dan dipasang pada bagian bawah kapal. Bracket berfungsi sebagai penguat struktur kapal. Selain itu, terdapat juga knee yang memiliki bentuk segitiga dan dipasang di atas kapal.

Dengan adanya berbagai bagian konstruksi kapal tersebut, kapal dapat memiliki struktur yang kuat dan stabil untuk beroperasi di laut.

Stringer (Penguat Horizontal)

Stringer merupakan elemen penguat horizontal yang dipasang sepanjang sisi kapal untuk memperkuat pelat lambung dan menambah kekakuan struktur. Stringer sering ditemukan di bagian dalam sisi kapal dan pada bagian dek sebagai tambahan kekuatan terhadap tekanan air laut.

Deck Beam (Balok Geladak)

Deck beam adalah balok yang mendukung deck dan dipasang melintang di atas frame. Fungsinya untuk menahan beban dari atas deck, seperti muatan, peralatan, atau aktivitas kru kapal, serta menjaga bentuk lambung agar tidak berubah akibat beban vertikal.

Double Bottom (Dasar Ganda)

Double bottom adalah ruang kosong antara dasar luar dan dasar dalam kapal. Ruang ini digunakan untuk menampung air ballast, bahan bakar, atau minyak pelumas, sekaligus berfungsi sebagai perlindungan tambahan jika terjadi kebocoran pada dasar kapal.

Margin Plate

Margin plate merupakan pelat batas antara double bottom dengan sisi lambung kapal. Komponen ini penting karena menjadi area transisi antara pelat dasar dan pelat sisi. Margin plate harus memiliki kekuatan tinggi dan las yang baik untuk menjaga kekedapan kapal dari kebocoran.

Hatch Coaming dan Hatch Cover

Khusus untuk kapal kargo, terdapat hatch coaming yaitu dinding rendah di sekitar lubang palka muatan (cargo hold) dan hatch cover sebagai penutupnya. Komponen ini berfungsi menjaga kekedapan air agar kargo tidak rusak akibat masuknya air laut atau hujan.

Konstruksi struktur lambung kapal merupakan hasil perpaduan antara rekayasa teknik, desain struktural, dan prinsip keselamatan maritim. Setiap bagian pada kapal baik yang terlihat di permukaan maupun tersembunyi di dalam lambung, memiliki fungsi spesifik untuk menjamin kapal tetap kuat, stabil, dan aman di tengah kerasnya lingkungan laut.

Dengan memahami bagian-bagian utama dan fungsinya, kita dapat lebih menghargai kompleksitas desain kapal modern yang tidak hanya menekankan efisiensi dan daya tahan, tetapi juga aspek keselamatan dan kemudahan pemeliharaan. Seiring perkembangan teknologi, desain konstruksi kapal akan terus berevolusi menuju efisiensi material, ramah lingkungan, dan ketahanan struktural yang semakin baik.

Share :