Sambungan tidak kaku pada portal baja

Sambungan dalam struktur baja biasa dikategorikan sambungan penahan momen (moment resisting) atau fully rigid dan sambungan sendi (pinned) pada kenyataannya ini tidaklah mudah mengkategorikan dan mengimplementasikannya pada analisa struktur dan desain maupun dalam pelaksanaan.

(Saouma, V.E., 2004)

Desain struktur baja dengan peninjauan kekakuan sambungan menjadikannya tidak dapat digunakannya nomogram panjang kolom efektif dan faktor tekuk, perlu meninjau nonlinearitas geometri dan material. Dalam penerapan kekakuan sambungan tersebut juga tidak mudah dikarenakan kekakuan tersebut merupakan hubungan momen dengan rotasi joint yang terjadi (Chen, 1997).



Ada beberapa penyederhanaan dalam pemodelan diantaranya adalah faktor kekangan (fixity factor) yg diajukan oleh Romstad, et al, 1970 dalam persamaan sederhana :

Sc = n/(1-n)*4EI/L

dimana n adalah faktor kekangan yang besar nilainya adalah 0(nul) untuk sambungan tipe sendi dan 1(satu) untuk  sambungan tipe jepit / nilai kekakuan tak terhingga.



Untuk tinjauan awal pengaruh kekakuan sambungan dapat ditinjau  kekakuan sambungan tersebut bernilai 20% (batasan pinned), 50%,75% atau 90%(batasan fixed) sebenarnya nilai ini tegantung juga jenis sambungan dan konfigurasi baut dan stiffener. Ditinjau porta 2D dgn data

bentang, L = 6.0m

Tinggi, H = 4.0m

Inersia Balok WF400, Ib = 22964 cm4
Mod. Elastisitas, Es = 2.0x10^6 kg/cm2

Besaran nilai kekakuan ujung sambungan Sc
near pinned
n=0.2
Sc = 76546666.67 kgf.cm/rad
near fixed
n=0.9
Sc = 2755680000.00 kgf.cm/rad

Beban merata pada balok, q = 1.5 Tonf/m

Beban lateral, Px = 0.5 Tonf

.

.

Sedangkan jika ditinjau  kekakuan sebesar 30%, 50% dan 70% terhadap sambungan jepit.

.

Perbandingan beberapa nilai kekakuan ujung sambungan terhadap pengaruh momen tumpuan ditampilkan dalam grafik berikut.



.

Read More

Balok T, tinjauan beberapa pemodelan

Balok beton bertulang bentuk T atau L (Tee Beams) kenyataanya pasti dijumpai pada struktur portal beton bertulang. Pada tinjauan analisa struktur portal dapat ditinjau sebagai balok persegi biasa dengan arti diabaikan perilaku komposit balok dgn pelat/slab, namun ada beberapa keadaan khusus yaitu pada analisa struktur slab itu sendiri terutama two-ways slabs dengan balok sekunder atau ribbed slabs. Pemodelan yang paling mendekati eksak adalah dengan element frame untuk balok dan element shell untuk pelat slab, sedangkan untuk peyederhanaan digunakan balok persegi ekivalensi terhadap tinjauan lendutan.

Ditinjau balok T dengan:

Beton, f'c = 27.58 MPa

Ec = 24855.58 MPa

Lebar, Bflens = 150 cm

Tslab = 15 cm

Bweb = 40 cm

Hbeam = 60 cm



Inersia penampang, Ibeam = 0.0446 m^4

Kantilever bentang, Lspan = 4.00 m

Beban terpusat ujung, Pz = -100 kN.

Momen tumpuan yg terjadi, Mfix = -400 kN.m

Lendutan, Dz = ((100*4.0^3)/(3*24855.58*10^3*0.0125))*1000= -6.86 mm.



Perilaku komposit antara element frame dgn shell dilakukan dengan penempatan element rigid links (element penghubung dgn kekakuan tak terhingga) atau penerapan fungsi Constraints.



Lendutan yang terjadi pada kedua element tersebut bekerja bersama-sama.

Bending moment, Mmaks = -146.03 kN.m (sebesar 36.05% Momen aktual)



Axial force, Fmax = -670.84 kN (tekan)

Momen total aktual yang terjadi, Mreal = -146.03+(-670.84*0.375) = -397.60 kN.m dengan arti selisih hanya 0.6% (match).

Walau hasil perhitungan momen terlihat sama atau selisih kecil sekali namun hasil analisa terhadap peninjauan defleksi yg terjadi cukup besar perbedaannya ??? defleksi maksimal yg terjadi pd model element shell adalah sebesar 5.01 mm.

Kelanjutannya pemodelan balok dengan ekivalensi dan pemodelan balok T dengan element shell tinjauan tegangan yg terjadi, berikut pandangan kelebihan dan kekurangan beberapa pemodelan tsb.



Tegangan yang terjadi

Tinjauan balok T, Teg = (400/0.0318)/1000 = 12.579 N/mm2
Tinjauan balok komposit, TegF = (670.84/(0.4*0.6))/1000 = 2.795 N/mm2

TegM = (146.03/(1/6*0.4*0.6^2))/1000  = 6.084 N/mm2

TegTot = 2.795+6.084 = 8.879 N/mm2

Tinjauan Element Shell, Teg =30.341 N/mm2 @ support

Teg = 13.887 N/mm2 @ 18.52 mm from support.

Pemodelan dgn element eqivalensi tinggi balok ??? dokumen blum ktmu :) ntar lagi... sekilas terlihat paling efektif.

Dari berbagai pemodelan diatas  yg paling mudah adalah dgn element frame 1D  dikarenakan jika menggunakan element shell akan kurang akurat hasilnya terutama akibat konsentrasi tegangan dan juga pada keadaan penampang yang menerima torsi.

... to be continue

Read More

Kemampuan GUI & bridge files pd software FE, perlu?

Perbedaan yg paling terlihat antara bebrapa software FE adalah antarmuka grafis pengguna GUI dalam memodelkan struktur, penentuan material & penampang, penerapan beban, penampilan hasil gaya dalam dan hasil desain. Hal yang paling penting diantara kemampuan GUI tersebut adalah penampilan beban yang sudah diterapkan, dikarenakan kompleksitas beban yg diterapkan pd elemen lebih tinggi dibanding karakteristik material atau penampang. SAP2000 V7 (Student) dapat menampilkan beban yg diterapkan, namun terlihat agak sulit, karena beban yg ditampilkan hanya dapat ditampilkan tiap as-portal satu persatu. Hal yang lebih cepat dilakukan adalah tampilan 3D namun jadi benar2 rumit jika portal yg dimodelkan mempunyai bentang banyak dan bertingkat. Jika akan ditapilkan hanya beban pd balok dalam suatu lantai saja perlu dibatasi tampilannya.



Setelah ditentukan batasannya maka akan dapat lebih mudah meng -check penerapan beban yg sdh ditentukan oleh penggunan. Tampilan dapat dibedakan seperti terlihat dibawah ini.



Zoom object pada daerah yg ingin kita lihat akan sgt membantu.



Pada perencanaan pondasi berdasarkan reaksi tumpuan.



Bridge files dimaksudkan SAP2000 dapat berinterkasi dgn program lain seperti CAD atau FEA lain yg lebih advanced. File yg digunakan diantaranya DXF, IFC, IGES & Nastran (meshing 3d shell/solid compleks).

Sedangkan untuk tujuan presentasi/ penyampaian kejelasan model yg kita buat perlu kemampuan tambahan seperti dimensioning dan 3d render dan shadow agar lebih terlihat lebih nyata. expot 1,2,3 steps  ... done :)

SAP2000 model 3D views



Model setelah di import ke SkecthUp, diberikan keterangan dimensi dan bayangan biar keliatan bagusan. Bisa juga ditambahkan gambar lain seperti slab, dinding dan arsitektural lain jika diperlukan.



Model  setelah render 3D kemudiandipoles inin itu biar lebih bagus lagi, dibuat video walkthrough jga bisa.



hmmm.. nice apps, thx.

Read More