ikatan antar mesh (FE) yg tidak bertemu

pada analisa FE standard pertemuan antar mesh pada satu joint (coincidence) merupakan suatu keharusan, namun program FE yg advanced saat ini sudah memberikan kemudahan dengan menfasilitasi dengan bonded contact atau tie constraint. program FE yg general purpose SAP2000 juga menfasilitasi dengan adanya penerapan edge constraint pada mesh yg tidak bertemu tersebut.

seperti contoh diatas, pelat baja tebal 20mm dengan dimensi 300mm x 200mm yg terhubung dengan pelat tegak berdimensi 150mm x 50mm arah diagonal sembarang dengan beban terhadapnya, terlihat mesh yg tidak bertemu.

jika menggunakan program FE standar maka akan gagal, perlu diterapkan hubungan muka pelat tersebut yg diterapkan sperti kontak adanya master dan slaved face. perbedaannya pada bonded contact atau tie constraint merupakan sambungan ideal tanpa adanya interaksi kontak dan friksi.

fig. 1 mismatched FE mesh

fig. 2 master surfaces

fig. 3 slaved surfaces

fig. 4 vertical deflection

fig. 5 von Mises stress

Bending moment Y & X

Twisting moment XY

contoh diatas dengan menggunakan elemen solid,

Dokumentasi dari Abaqus & CalculiX,

(sumber, HKS)

(sumber: Dhondt)

***updates

berikut perbandingan hasil analisa meshing standard dengan pertemuan antar node elemen shell quadratic,

pemodelan dan meshing dengan program bantu SALOME 7.7.1 dengan algoritma Netgen 2D quad dominant.

terlihat penggunaan bonded contact pd elemen shell cukup reliable dan mempercepat modelisasi, hasil defleksi menunjukan mendekati atau dapat dikatakan sama. perbedaan pada distribusi tegangan kriteria leleh von Mises yg mana pada model bonded contact nilai maksimum berada pada pertemuan pelat tegak sedangkan cara standar mesh menerus menunjukan pada bagian sisi tumpuan pelat, hal ini kemungkinan disebabkan rumusan MPC's yg diterapkan pada FE codes.



... need to be add,

a result comparison : continuous mesh with coincided nodes for element
shell& solid.

*FE solver: MW/CCX

Read More

gaya rencana minimum untuk balok sloof

balok sloof atau lainnya biasa disebut tie-beam dan ground-beam/grade beam merupakan balok yg terdapat pada struktur bawah (sub-structure) tertanam dibawah permukaan tanah, berfungsi utama untuk menerima beban dinding (jika ada), mengikat antar pondasi dan kolom akibat gaya lateral serta lainnya adalah untuk meratakan beban ke pondasi. akibat beban dinding dapat diketahui kebutuhan dimensi dan penulangan secara langsung, begitupula kombinasi dengan beban lainnya seperti gempa. adanya gaya lateral menjadikan balok berfungsi sebagai pengikat sehingga diperlukan tulangan tarik yg kebutuhannya sesuai gaya tarik ultimit yg bekerja. desain pondasi (dimensi tapak atau jumlah pancang) perlu direncanakan secara proporsional sesuai gaya yg bekerja untuk mencapai penuruan seragam dan menghindari perbedaan penurunan yg berlebih, namun ini tidaklah mudah dicapai karena adanya dua peninjauan beban rencana yaitu kombinasi beban tetap (D+L) dan sementara (D+L+E/W) selain penyebab tsb adalah perbedaan kedalaman tanah keras dan non-homogenitas tanah dibawahnya dan lainnya faktor kemudahan pelaksanaan misal dimensi tiang pancang  yg disamakan.

(source: Fleming, 2002)

permasalahan terakhir hubungannya dengan gaya internal akibat perbedaan penurunan pondasi (differential settlement) karena tingkat ketidakpastian diatas maka sebaiknya sub-structure direncanakan secara over-design dan ini sudah sesuai dengan peraturan desain yg menentukan tetap dalam kondisi elastis. adapun nilai batasan perbedaan penurunan untuk struktur umumnya berkisar antara L/200 sampai L/600. sedangkan penurunan pondasi itu sendiri disebabkan oleh penurunan segera, konsolidasi utama dan sekunder. perbedaan penurunan adalah selisih penurunan dari dua buah titik kolom pondasi yg ditinjau.

(source: University of Melbourne - Geomechanics Text)

diatas adalah hasil penelitian hubungan grafik antara nilai perbedaan penurunan maksimum dgn nilai distorsi sudut maksimum.

berikut hasil perhitungan dan penelitian perbedaan penurunan pondasi dari salah satu gedung di Jepang,

(source: Aoki et al, 1993)

rujukan pustaka (1),

(source: Ricerri et al, 1985)

(source: Skempton et al, 1974)

(source: Bjerrum, 1963 & Mayerhof, 1979)

rujukan pustaka (2),

(source: Fleming, 2002)

.

.

(source: Fleming, 2002)

.

rujukan pustaka (3),

(source: Sowers, 1962)

(source: Bjerrum, 1963)

rujukan pustaka (4),

(source: USACE, 1994)

rujukan pustaka (5) khusus struktur atas tangki baja,

(*1ft = 0.3048m)

(source: API 653, 1995)

Berikut ini ditinjau gaya rencana balok sloof serta estimasi awal kebutuhan dimensi tinjauan kegagalan geser, dimensi kolom diambil 30x30cm dgn tinggi 1.0m, gaya reaksi pada kolom tidak diperhitungkan.

hasil analisa struktur (1),

hasil analisa struktur (2),

.

.

.

.

.



.



.



.

perbandingan dengan hasil analisa struktur hanya terhadap beban gravitasi saja,

.

.

.

.

masalah penurunan dan pergerakan pondasi merupakan spesifik dari Geoteknik namun perencana struktural perlu mengetahui hubungan keadaan tersebut dengan struktur diatasnya, pada desain struktur bangunan tinggi atau bentang panjang dilakukan oleh bagian perencana  yg berbeda, pengetahuan dasar akan perkiraan awal dari perilaku pondasi dan tanah akan berguna dalam mendesain struktur atasnya.

Read More