eksentrisitas balok dan pelat lantai dgn elemen FE continuum

secara prinsip dapat dengan mudah diketahui bahwa eksentrisitas pelat terhadap balok meningkatkan kekakuan lenturnya sehingga lendutan yg terjadi lebih kecil daripada balok dengan tanpa eksenstrisitas. berikut ditampilkan hasil berbagai model tersebut dengan penggunaan elemen shell & beam continuum yg pada CalculiX dilakukan expansi menjadi elemen 3d solid jenis quadratic. pada analisa gedung beton bertulang atau struktur baja secara global biasanya eksentrisitas tersebut diabaikan, hal ini dikarenakan pada daerah momen negatif akibat beban gravitasi yaitu daerah tumpuan pelat lantai beton mengalami retak akibat tertarik dan menjadikan kekakuan lentur daerah tersebut tereduksi cukup besar.

.

Ditinjau portal beton bertulang tiga dimensi dengan denah lingkaran dengan diamater 8.00m dan ketinggian kolom 4.00m, balok dimensi 30x60cm dan kolom 40x40cm, tebal pelat 30cm dan menerima beban merata sebesar 5tonf/m^2.

hasil dengan eksentrisitas positif (atas),

.

.

.

hasil dengan tanpa eksentrisitas (center),

.

.

.

.

.

hasil dengan eksentrisitas negatif (bawah),

.

.

.

.

hasil dengan eksentrisitas positif (atas) dan pengurangan dimensi tinggi balok,

.

.

.

.

perbedaan hasil tersebut ditampilkan dengan tabel dan grafik dibawah,

.

.

karena struktur beton bertulang merupakan material yg non homogen dan non elastis (beton) retak saat mengalami tegangan tarik maka perhitungan diatas adalah hanya bersifat sebagai indikasi awal, kondisi sesungguhnya sangat tergantung dari kondisi atau posisi balok (eksentrisitas) sesungguhnya terlaksana dilapangan dan kekakuan lentur efektif hubungannya dengan retak beton dan regangan tarik tulangan. jika yg ditinjau adalah optimalisasi, pada kasus diatas yg terbaik adalah penempatan eksentrisitas balok sisi bawah (negatif) yg akan menghasilkan tegangan terendah dibanding model lainnya, namun sisi lain adalah kendala permukaan lantai yg tidak datar/flat hanya mungkin tidak masalah jika beban adalah butiran grnular atau cairan liquid dan juga ini menguntungkan secara pandangan arsitektural jika struktur expose terlihat flat dari bawah.