Beban yang Bekerja pada Kapal

Pada artikel ini akan dijelaskan mengenai beban beban yang bekerja pada Kapal, kapal doibuat untuk mengangkut barang dan penumpang melalui air dan juga untuk bekerja pada waktu berlabuh dan docking, kapal mendapat beban yang tidak berubah-ubah besarnya, tetapi pada waktu berlayar dan bekerja beban yang diterima selalu berubah-ubah. perubahan beban ini ada yang terjadi dengan cepat, tetapi ada yang terjadi perlahan-lahan. jadi secara umum, beban yang diterima kapal dapat kita golongkan menjadi beban statis (tetap), beban statis semu (quasi statis), beban dinamis.

Beban Statis

Beban statis adalah beban yang tidak berubah besarnya maupun arahnya atau beban yang perubahannya sedikit sekali. beban semacam ini biasanya dapat ditentukan dan dihitung dengan teliti. yang termasuk dalam beban jenis ini adalah gaya tarik bumi pada massa badan dan permesinan kapal, pada massa muatan kapal, gaya tekan air keatas, gaya reaksi tanah pada waktu kapal kandas, gaya reaksi balok lunas pada waktu kapal dilimbungkan dan lain-lain

Beban Statis Semu

beban statis quasi semu adalah beban yang berubah besarnya maupun arahnya secara lambat. lambat berarti perubahannya tersebut terjadi dalam selang waktu yang jauh lebih besar dari waktu getar badan kapal ataupun bagian-bagiannya. Sebagai perbandingan, jika senar sebuah gitar didorong perlahan-lahan juga, maka senar tidak akan bunyi. selama tidak berbunyi waktu jari ditarik kembali dengan perlahan-lahan. jari akan selalu merasakan tekanan senar selama gerakan kembalinya dan tekanan ini akan berkurang terus sampai menjadi nol waktu senar tidak lagi menekan jari. barulah jika jari ditarik kembali sehingga senar “tertinggal” oleh jari perubahan itu tidak bisa dikatakan lambat dan dalam hal ini senar akan menghasilkan bunyi. jadi sebenarnya beban yang bekerja pada senar akan beban yang bekerja pada senar akan selalu berubah besarnya, tetapi pada setiap saat, besar beban pada senar dapat dihitung dengan menganggap jari dan senar tadi diam ditempatnya. beban semacam ini disebut beban statis semu, karena untuk perhitungan beban tadi dapat dianggap tidak berubah meskipun sebenarnya sedang terus berubah.

Yang termasuk dalam jenis beban ini adalah :

• beban akibat perubahan tekanan air keatas pada air yang bergelombang. jika kecepatan maju kapal searah dan hampir sama besarnya dengan kecepatan maju gelombang
• beban yang dialami pada saat kapal diluncurkan
• beban akibat dorongan baling-baling dan porosnya pada beban kapal sewaktu kapal berlayar
• beban tarik pada waktu kapal ditunda dan lain-lain

Beban Dinamis

seperti telah dijelaskan pada beban statis semu, senar akan berbunyi dan bergetar jika “tertinggal” oleh jari. Dalam hal ini perubahan tidak lagi dikatakan terjad dengan lambat, tetapi terjadi dengan cepat. beban yang berubah dengan cepat ini disebut beban dinamis. Dalam hal ini beban yang terjadi tidak hanya disebabkan oleh akibat gaya tarik bumi saja, tetapi juga beban inersia. beban inersia adalah beban yang timbul; akibat massa kapal dan muatannya mendapatkan percepatan yang bukan percepatan gaya tarik bumi.

Tegangan Tegangan akibat beban yang diderita

Beban beban diatas, baik bersama-sama maupun sendiri-sendiri, menimbulkan perubahan bentuk pada badan kapal secara keseluruhan maupun pada bagian-bagiannya. perubahan bentuk ini akan menimbulkan tegangan pada badan kapal dan bagiannya dan tegangan ini dapat menimbulkan kerusakan-kerusakan di tempat dia bekerja. Perubahan perubahan bentuk yang mungkin terjadi adalah:

1. Badan Kapal secara keseluruhan melengkung dalam bidang tengah bujur, jika bagian tengah lebih tinggi dari bagian ujung, keadaan ini disebut keadaan menggunung (hogging condition). dalam keadaan ini, geladak akan mengalami tegangan tarik terbesar sedang alas mengalami tegangan tekan terbesar. jika bagian tengah lebih rendah daripada bagian ujung, keadaan ini disebut keadaan melembah (sagging condition). disini geladak mengalami tegangan tekan terbesar dan alas mendapat tegangan tarik terbesar. jika kapal berlayar di air yang bergelombang, maka kedua keadaan ini terjadi berganti-ganti. saat dimana bagian tengah kapal berada di puncak gelombang, dan kedua ujungnya berada di lembah gelombang, kapal akan berada di kadaan hogging condition. sebaliknya, jika bagian tengah kapal berada di lembah gelombang maka kapal berada pada kondisi sagging

   

2. Badan kapal secara keseluruhan melengkung dalam bidang mendatar. karena bentuk kapal simetris terhadap bidang tengah bujur, tidak dibedakan lengkung kiri atau kanan. serupa seperti diatas, jika sisi kiri mendekati bidang tengah bujur maka sisi ini akan tertekan dan sisi kanan tertarik. keadaan ini dapat terjadi jika kapal berlayar dengan arah yang membentuk sudut dengan arah gerak gelombang.
3. badan kapal secara keseluruhan terpuntir pada arah memanjang. juga disini tidak dibedakan arah puntiran dengan alasan sama seperti diatas. keadaan ini biasanya terjadi bersama dengan lengkungan dalam  bidang mendatar, akibat sifat dari bentuk penampang kapal itu sendiri.

Ketiga perubahan bentuk diatas terjadi pada badan kapal secara keseluruhan. selain itu, bagian-bagian badan kapal juga dapat berubah bentuk secara sendiri-sendiri maupun terpisah, yang akan menyebabkan perubahan bentuk penampang melintang kapal. perubahan bentuk ini terjadi pada :

a. bagian besar yang dibatasi oleh bagian besar lain, misalnya bagian geladak yang dibatasi oleh dua buah sekat lintang dan oleh kedua sisi. bagian ini juga dapat melengkung, terutama bagian tengahnya. lengkungan ini dapat disebabkan oleh gaya tekan air laut, muatan maupun berat bagian itu sendiri.

b. Bagian-bagian yang dibatasi oleh penumpu-penumpu berukuran besar atau oleh penumpu besar dan bagian besar. misalnya pada bagian sisi yang dibatasi oleh dua buah gading besar, geladak dan alas.  Penumpu besar dapat berupa penumpu geladak, dan balok besar di geladak, gading besar dan senta sisi di sisi serta penumpu-penumpu di alas dan wrang kedap air maupun wrang pelat. bagian bagian ini akan melengkung juga akibat tekanan air dan muatan.

c. Bagian yang dibatasi oleh penguat dan penumpu besar atau bagian besar. penguat dapat berupa balok geladak, gading dan wrang terbuka. bagian ini melengkung akibat tekanan air dan muatan.

masing masing perubahan bentuk akan menimbulkan tegangan dan tegangan yang terjadi di suatu tempat atau titik adalah jumlah semua tegangan akibat semua perubahan bentuk yang terjadi di tempat tersebut, dengan memperhatikan arah masing masing tegangan. selain itu, kapal secara keseluruhan maupun masing-masing bagiannya dapat bergetar. Getaran dapat terjadi bersama-sama maupun secara terpisah dan hal ini juga menimbulkan tegangan akibat perubahan bentuk diatas. macam getaran yang dapat terjadi adalah sesuai dengan macam perubahan bentuk, yaitu getaran dalam bidang tengah bujur, dalam bidang mendatar, getaran puntir atau getaran putar dan getaran melintang pada tiap jenis bagian.

Dari macam-macam perubahan bentuk dan getaran itu, yang menimbulkan tegangan paling besar adalah lengkungan dan getaran pada bidang tengah bujur serta kelengkungan dan getaran pada bagian besar.

pada umumnya beban dinamis menimbulkan getaran, baik pada badan kapal secara menyeluruh maupun pada bagain-bagiannya misalnya : sekat, pelat sisi dan sebagainya.

yang termasuk beban jenis ini adalah:

• beban damparan ombak pada anak kapal bergerak maju dengan cepat melawan arah gelombang
• beban yang terjadi waktu tubrukan
• beban yang terjadi pada saat benturan dengan kapal lain atau dermaha

beban dinamis ini lebih berbahaya daripada beban statis maupun beban statis semu, sebab dapat menimbulkan retak atau patah akibat kelelahan materialnya.