Outrigger Pad Design

Read Time:8 Minute, 20 Second

Crane merupakan alat yang sangat penting dalam berbagai proyek konstruksi dan sektor industri. Salah satu faktor yang krusial dalam pemakaian crane adalah kestabilannya saat mengangkat beban berat. Untuk menjaga kestabilan ini, penggunaan outrigger crane menjadi sangat diperlukan. Outrigger adalah bagian yang mendukung crane agar lebih stabil dengan memperluas pijakannya dan mengurangi kemungkinan terbalik. Namun, untuk menjamin bahwa outrigger bekerja secara efektif, penghitungan beban yang tepat sangatlah penting. Artikel ini akan membahas langkah-langkah yang tepat dalam menghitung beban outrigger crane, untuk menjamin keselamatan dan efisiensi saat melakukan pengangkatan. Dalam artikel ini juga akan dijelaskan bagaimana perhitungan dilakukan berdasarkan elemen-elemen:

1. Geometri pad
2. Beban kerja (loadings)
3. Kapasitas material bantalan
4. Kekuatan dukungan kayu (mat)

Semua perhitungan mengikuti prinsip rekayasa struktur kayu (wood structural design) sesuai dengan standar NDS (National Design Specification – USA) yang sering digunakan secara internasional karena di Indonesia belum ada standarnya sendiri.

1. Geometri Crane Outrigger Pad

Untuk memulai perhitungan, informasi geometri dasar pad crane perlu dimasukkan:

$A_p = x_{dim} \times y_{dim}$

Dimana:

– $x_{dim}$ dan $y_{dim}$ adalah panjang sisi pad dalam mm
– $A_p$ adalah luas pad dalam mm², yang dikonversi ke m² untuk perhitungan tekanan tanah

2. Beban Kerja & Faktor Beban

Beban kerja berasal dari gaya tekan vertikal dari sistem crane yang bertumpu pada pad. Beban harus dikalikan dengan faktor keamanan seperti Load Factor dan Impact Factor:

$P_u = P_s \times (1 + \text{Load Factor} + \text{Impact Factor})$

Dimana:

– $P_s$ adalah beban aktual dari crane (kN)
– $P_u$ adalah beban terfaktorkan (kN)

Contoh nilai:

– $P_s = 1137,62 \text{kN}$
– $P_u = 1137,62 \times (1 + 0.4 + 0.2) = 1820,19 \text{kN}$

3. Tekanan Dasar (Base Pressure)

Tekanan ini dihitung untuk memastikan tanah atau basis (beton atau tanah keras) mampu menahan beban tanpa mengalami keruntuhan lokal.

$q_u = \frac{P_u}{A_R}$

Dimana:

– $A_R$ adalah area efektif tumpuan pad pada tanah (m²)

Jika beban mat sendiri diperhitungkan, dapat ditambahkan sebagai berikut:

$q_u = \frac{P_u}{A_R} + \frac{W_{mat}}{A_{pad}}$

4. Sifat Material Mat (Dukungan Kayu)

Material mat biasanya menggunakan jenis kayu struktural seperti “Douglas Fir – Larch (Select Structural)” yang memiliki nilai kekuatan berikut:

Parameter	Simbol	Nilai contoh
Tegangan Lentur	$F_{b}$	1500 MPa
Tegangan Geser	$F_{v}$	170 MPa
Tegangan Tekan ⟂	$F_{c p}$	625 MPa

5. Perhitungan Momen Lentur & Gaya Geser

a. Momen Lentur:

$M_u = \frac{2 \times q_u \times W_r \times L_r^2}{6}$

b. Gaya Geser:

$V_u = q_u \times W_r \times (L_r - d_s)$

Dimana:

– $W_r$ adalah lebar efektif mat
– $L_r$ adalah panjang efektif mat
– $d_s$ adalah tebal kayu (m)

6. Perhitungan Kapasitas Penampang (Bending Capacity)

Rumus klasik struktur kayu digunakan:

$M' = F_b' \cdot S_{xx}$

Dimana:

– $F_b'$ adalah tegangan lentur yang sudah disesuaikan (MPa)
– $S_{xx}$ adalah modulus penampang lentur (mm³)

Untuk balok persegi panjang:

$A = b \cdot d$

$S_{xx} = \frac{b \cdot d^2}{6}$

$I_{xx} = \frac{b \cdot d^3}{12}$

Dengan:

– $b$ adalah lebar balok kayu (mm)
– $d$ adalah tinggi (tebal) balok kayu (mm)

7. Pemeriksaan Kekuatan Struktur

A. Momen Lentur:

Memenuhi syarat jika:

$M' \geq M_u$

B. Gaya Geser:

$V' = \frac{3}{2} \cdot F_v' \cdot A$

Memenuhi syarat jika:

$V' \geq V_u$

C. Kapasitas Tekan:

$R' = F_{cp}' \cdot A_b$

Memenuhi syarat jika:

$R' \geq R_u = P_u$

8. Evaluasi Keseluruhan & Utilisasi

Untuk mengetahui margin keamanan:

$Utilisasi = \frac{Kapasitas struktur}{Daya dukung yang diminta}$

Jika utilisasi < 1 → ✅ OK
Jika utilisasi > 1 → ❌ Gagal

9. Solusi Jika Tidak Memenuhi

🔹 INPUT PARAMETERS
————————————————————————————————————————
🧱 Crane Outrigger Pad Geometry:
Pad Dimensions: 750.0 mm × 750.0 mm
Pad Area (A_p): 562500 mm² = 0.562 m²

⚙️ Load Inputs:
Service Load (Ps): 1137.62 kN
Factored Load (Pu): 1820.19 kN
Load Factor: 1.4, Impact Factor: 1.2

🔩 Timber Mat Properties:
Width: 187.5 mm
Thickness (depth): 170.0 mm
Bending Stress Fb: 1500.0 MPa
Shear Stress Fv: 170.0 MPa
Compressive Stress Fcp: 625.0 MPa
Modulus of Elasticity E: 1,600,000.0 MPa

📐 Base Properties:
Required Area (AR): 1.16 m²
Provided Area (Ap): 1.20 m²
Admissible Base Pressure (b_base): 981.0 kN/m²
————————————————————————————————————————

📏 Timber Section Properties (auto-calculated):
Gross Area (A): 31,875.00 mm²
Ixx: 76,765,625.00 mm⁴
Sxx: 903,125.00 mm³
Iyy: 93,383,789.06 mm⁴
Syy: 996,093.75 mm³

📊 Forces Considered:
Bending Moment (Mu): 1044.26 kNm
Shear Force (Vu): 1661.32 kN
Compressive Force (Ru): 1820.19 kN

✅ Adjusted Strength Values:
Fb': 1200.00 MPa
Fv': 136.00 MPa
Fcp': 375.00 MPa

💪 Bending Capacity (M’): 1083.75 kNm | Utilization: 0.96 | Status: ✅ OK
🔧 Shear Capacity (V’): 2890.00 kN | Utilization: 0.57 | Status: ✅ OK
📦 Bearing Capacity (R’):52875.00 kN | Utilization: 0.03 | Status: ✅ OK

📝 SUMMARY:
Bending Moment Check: 1083.75 > 1044.26 ➤ ✅ OK
Shear Force Check: 2890.00 > 1661.32 ➤ ✅ OK
Bearing Force Check: 52875.00 > 1820.19 ➤ ✅ OK
Base Bearing Pressure: 948.02 / 981.00 ➤ ✅ OK

🎯 OVERALL RESULT: ✅ PASS

Jika hasil menunjukkan ❌ maka bisa dicoba solusi rekayasa berikut:

– 💪 Menambah kedalaman (thickness) kayu dari misalnya 150 → 250 mm
– 🪵 Menggunakan kayu struktur dengan tegangan lentur lebih tinggi
– 🧱 Menambah jumlah pad (distribusi beban)
– ⚖️ Mengurangi nilai beban kerja dari crane

Dengan mengikuti panduan ini, diharapkan operasi crane barge dapat dilakukan dengan aman dan efektif, memastikan stabilitas yang optimal selama proses pengangkatan.

You must log in to read the rest of this article. Please log in or register as a user.

Forgotten username or password?

About The Author

Muh. Burhanuddin

Industrial Engineer, Specialist in Heavy Cargo Transportation and Heavy Lifting Works. Hobby in computer programming, reading and writing. No occupation except waiting for a prayer time. Ready for working as a surveyor, transport planer, or as lifting engineer.

See author's posts

Outrigger Pad Design

1. Geometri Crane Outrigger Pad

2. Beban Kerja & Faktor Beban

3. Tekanan Dasar (Base Pressure)

4. Sifat Material Mat (Dukungan Kayu)