Senin, 29 Maret 2021

pendekatan awal data material baja untuk analisa FE

analisa struktur advanced dgn program bantu FE elemen solid untuk komponen baja membutuhkan tabulasi hubungan tegangan regangan kondisi terdeformasi (true stress-strain) hasil uji laboratorium, perlu perhitungan lanjut data tersebut karena hasil alat uji merupakan engineering stress-strain. untuk profil wide flanges diambil sample (coupon) dari bagian sayap dan badan. untuk tujuan awal dan praktis dapat dilakukan pendekatan dari data hasil yg pernah ada sebagai berikut:

berikut koefisien yg sya dapatkan dari pendekatan tersebut, pada plot grafik ditampilkan dengan warna abu-abu (grey). sedangkan untuk stabilitas numerik solver FE definisi nilai regangan maksimum diambil sekitar dua kali regangan ultimit baja mutu lunak (mild steel) yg biasa digunakan pada struktur bangunan umumnya.

untuk material las sifatnya hanya pendekatan kasar saja, karena adanya ketidak pastian proses thermo-mechanical yg mempengaruhi bagian pelat/profil baja yg disambungkan biasa disebut dengan Heat Affected Zone (HAZ). selain merubah karakteristik material bagian tertentu yg disambung juga menimbukan tegangan residu awal dan deformasi permanen bergelembung tidak flat lagi (distorted). pengaruh kurang baik tersebut perlu direduksi dengan diterapkannya prosedur pengelasan dan sertifikasi fabrikator.

meninjau ulang batasan pola beban hidup lantai

beban mati (dead loads) pada suatu lantai bangunan terdiri dari berat sendiri pelat dan balok ditambah lainnya (super-impossed) seperti lantai keramik dan adukan serta plafon penggantung. sedangkan beban hidup (live loads) terdiri dari penguhi dan barang furniture yg dapat dipindahkan/bergerak. peraturan beton ACI 318 memberikan kelonggaran untuk tidak meninjau pengaruh pola beban hidup jika rasio beban hidup tidak terfaktor dengan beban matinya kurang dari 3/4. nilai rasio tersebut banyak dipengaruhi jarak antar kolom sebelahnya serta beban hidup sesuai fungsi bangunan. pada kondisi lain saat pembebanan kombinasi hasil dari pola beban hidup dapat direduksi sebesar 20% s/d 25% dengan pertimbangan adanya redistribusi momen (2014).

dalam peraturan beton tersebut cukup jelas, namun bagaimana dengan peraturan baja AISC yg tidak cukup jelas mengani hal tersebut? sebaiknya memang ditempuh pengaruh pola beban hidup tersebut pada berbagai keadaan rasio beban. bahkan merujuk tulisan dari J. Kent Hsiao (2018) dibutuhkan juga tinjauan beban hidup yg bekerja parsial hanya sebagian rasio bentang balok jarak antar kolom.

(source : PCA Beam, 2000)

(source : Vishal Saxena, 2003)

(source: J. Kent Hsiao, 2018)

menilik program analisa & desain struktur gedung dari berbagai negara

program untuk analisa struktur terutama gedung merupakan alat bantu perencana dan sudah ada sejak tahun 80'an dikomersilkan yg sebelumnya hanya berjalan di lab khusus (supercomputer), perkembangan sat ini tentunya jauh lebih maju baik itu dari segi interface berbasis grafis, kemampuan analisa dan juga desain serta keluaran proses lanjut CAD untuk layout bahkan detailing dan quantity material. jika boleh netral dapat dikatakan semua software struktur sekarang bagus semua interfaces nya, mungkin kapabilitas juga setara.

(source: AISC Magazines)

sekedar mengingatkan sya bebrapa tahun silam ketika diminta perusahaan dan rekan konsultan untuk memilih software hubungannya dengan invest dan legalisasi. saat itu sya melakukan kontak langsung dgn sole distributors Indonesia dan beberapa dari luar negeri, bahkan ada yg langsung bertemu dan presentasi yaitu dari pihak GRAITEC Advance cabang Asia. sedangkan dengan pembuat software dari Indonesia pernah bertemu langsung, namun dalam tema lain yaitu Value Engineering suatu project cukup besar milik perusahaan swasta ternama. jikalau saat itu sya ditanya beliau mengenai software :) mungkin jawab sya angkatan lama under DOS apalagi kalo bukan SAP90 yg kemudian jadi SAP2000 under Windows. jadi ya agak kaku migrasi lainnya. perlu diketahui menggunakan suatu software harus mengetahui batasan-batasan, verifikasi dan validasi analisa dan desain struktur juga. hal tersebut membutuhkan waktu dan pemahaman mendalam dari karakter suatu software.

obrolan dalam dunia kerja selama ini juga ada beberapa saat bertemu konsultan lain sya melakukan review, beberapa perubahan desain atau metode erection baja, khususnya waktu sya menggunakan analisa rangka batang (truss) dan balok rafter tapered terhadap panjang tekuk lateral secara elastic eigen buckling atau large deformation. dulu beberapa rekan menanyakan pakai software apa ya itu? advanced bilangnya ngga ada pada software pegangan mereka.

diatas sekilas gambaran sya mengenai software komersil utuk aplikasi umum alat bantu perencana struktur terutama bangunan gedung, sya pribadi sudah sejak lama meluangkan waktunya sepulang kerja atau hari libur untuk mempelajari software lain yg opensource/free dan advanced dari kalangan researcher tujuan investigasi/performace yaitu OpenSEES dan CalculiX, cukup sulit juga diawal dulu mulai walau bisa bertahap dan belakangan interface tersebut mulai berkembang cukup maju baik itu pre-processor modeling (meshing, boundary condition) dan post-processor menampilkan hasil. terkadang juga scripting membuat aplikasi converter (model/mesh) atau modul desain untuk kedua software tersebut.

**catatan

screenshoot interface berikut diambil dari berbagai sumber, kemungkinan ada yg belum updates. bukan maksud penulis condong ke suatu software dan mendeskriminasi dengan menampilkan screenshot yg (mungkin) dianggap kurang bagus/terbaik.

United States of America

CSi SAP2000/ETABS