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