Jumat, 09 April 2021

modifikasi kekakuan pedestal kolom baja

sebagai catatan saja dari pemodelan base plate yg pernah dulu sya sampaikan, dalam postingan tersebut pertemuan base plate (shell element) kolom baja dengan kolom pedestal diwakilkan dengan pegas winkler atau juga dapat model pasternak foundation yg hanya menerima tekan. hal ini kurang sesuai juga karena kenyataannya sudah diketahui modulus kekakuan dasar (modulus of subgrade reaction) akan meningkat sampai berlipat pada area yg mengalami tegangan tekan yg cukup tinggi. selain itu diabaikannya kontribusi kekakuan tulangan terutama longitudinal akan menambah angka hasil penyimpangan analisa. hal tersebut dapat diperkirakan dari kondisi bidang tekan terbesar yg bekerja pada sayap dan pertemuannya dengan bagian bawah sejajar dengan keberadaan lajur tulangan longitudinal.

.

.

untuk saat ini sya sedang lebih tertarik dengan pemodelan solid element, untuk awal tinjauan tanpa model tulangan longitudinal dan pengekangan tulangan tranversal perlu melakukan sedikit modifikasi pada bagian keliling sisi tepi sejarak selimut beton luar. terlihat pada contoh kasus perhitungan dibawah sisi bagian tepi meningkat sekitar dua kali lipat dibanding tinjauan tanpa tulangan (unreinforced concrete).

.



.

sisi pertemuan base plate tersebut dimodelkan dengan adanya kontak, material beton dapat ditinjau beberapa keadaan yaitu : elastis, compression-only, elasto plastis (tension cut off) atau damage. selanjutnya juga perlu dimodelkan adanya tulangan longitudinal dan sengkang transversal yg disederhanakan tidak perlu bulat ideal. pemodelan slip tulangan dan beton akan cukup rumit, diserhanakan dengan penerapan tie constraint selain itu juga menghidari stress averaging pada muka transisi perbedaan material tersebut.

nilai radius takikan penampang baja standar AISC & CISC

pada tabel baja merujuk pada fabrikasi standar Jepang (JIS) dan Eropa ditampilkan secara langsung besarnya radius takikan (root radii) penampang profil hot rolled. sedangkan jika merujuk pada fabrikasi standar Amerika (AISC) dan Kanada (CISC) tidak ditampilkan langsung namun digunakan nilai 'k' yaitu jarak dari sisi luar sayap terhadap titik ujung radius takikan dengan bagian badan. nilai tersebut juga digunakan berbeda untuk tujuan perhitungan desain dan penggambaran CAD sehingga untuk mencari besarnya nilai radius takikan tersebut dapat dengan mudah merupakan pengurangan nilai 'k' tersebut dengan ketebalan bagian sayap. 

.


(source : AISC, 2001)

.

dapat juga digunakan nilai 'k1' jika ditinjau dari titik tengan bagian badan penampang. database penampang sudah disediakan oleh AISC dalam format Microsoft Excel sehingga cukup mudah dengan menambahkan kolom untuk menghitung nilai radius takikan tersebut untuk jumlah penampang yang sangat banyak dan beragam. untuk aplikasi lapangan di Indonesia banyak menggunakan standar Jepang walau sya juga beberapa kali menemukan standar penampang dari China dan melakukan redesain karena ketidak tersediannya waktu itu. pernah juga diminta dokumentasi peraturan pembebanan Gempa Indonesia dan juga data kecepatan angin dalam format bahasa inggris oleh pihak dari luar sana. tujuan dari itu adalah desain struktur bangunan dilakukan kedua belah pihak untuk kemudian dibandingkan, biasa disebut pemeriksaan pararel. kedua standar penampang dari negara tersebut sudah menampilkan data radius takikan secara langsung.

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.

.

.

.



.

Kamis, 25 Maret 2021

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)

.

Rabu, 24 Maret 2021

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

.


https://www.csiamerica.com

.


https://www.csiamerica.com

.

GT STRUDL

.


https://hexagonppm.com

.

STAAD Pro CONNECT

.


https://www.bentley.com

.

RISA

.
.


Visual Analysis

.


https://www.iesweb.com

.

CGI Real3D

.


https://www.cg-inc.com

.

Canada

S-FRAME

.



https://s-frame.com

.

Korea

MIDAS Gen

.


https://www.midasoft.com

.

Japan

KOJO FAP 3

.


https://www.kozo.co.jp

.

Indonesia

SANSPRO

.


http://www.esrcen.com

.

India

NISA Design Studio

.


https://www.nisasoftware.com

.

Australia

SPACEGASS

.


https://www.spacegass.com

.

, INDUCTA RCB

France

Autodesk ROBOT Structural Analysis

.


https://www.autodesk.com

.

GRAITEC Advance

.


https://www.graitec.com

.

Sweden

FEM-Design

.


https://strusoft.com

.

Belgium

SCIA Engineer

.


https://www.scia.net

.

Finlandia

FIN 3D

.


https://www.finesoftware.eu

.

Rusia 

LIRA

.


https://www.liraland.ru

.

Greece

SCADA Pro

.


https://www.scadapro.com

.

German

Dlubal

.


https://www.dlubal.com

.

InfoGraph

.


https://www.infograph.eu

.

STAAD Pro

.


https://www.reig.de

.

Turkey

ProtaStructure

.


https://www.protasoftware.com/

.

ideCAD

.


https://www.idecad.com

.

United Kingdom

LUSAS

.


https://www.lusas-releases.com

.

MasterSeries

.


.


Netherland

MatrixFrame 

.


http://www.matrix-software.com

.

Italy

TRAVILOG

.


https://www.logical.it

.

SISMICAD

.


https://www.concrete.it

.

Hungary

AxisVM

.


https://axisvm.eu

.

Serbia

RADIMPEX Tower

.


https://www.radimpex.rs

.

Brazil


....

Cheznya