menghubungkan elemen balok dan solid kondisi tertanam

 elemen balok (beam) mempunyai 6 (enam) derajat kebebasan DOF translasi dan rotasi, sedangkan elemen solid (3D) hanya mempunyai DOF translasi sehingga jika node dihubungkan begitu saja secara bersama amaka akan menjadi tidak kompatibel dan solver akan gagal. Diperlukan duplikasi node pada koordinat yg sama serta penghubung translasi tiga arah menggunakan keyword *Equation pada CalculiX atau Abaqus., untuk SAP2000 atau OpenSees dapat menggunakan general constaint yg disesuaikan hanya untuk translasi. Nonlinearitas material pada blok elemen solid misal untuk tanah dan beton dapat dimodelkan, demikian juga nonlinearitas pada elemen balok menggunakan fiber section atau composed.

.

.

.

terlihat deformasi lentur sudah sesuai sehingga perilaku dowel terwakilkan, yg mana hal ini tidak dapat dicapai jika menggunakan elemen rangka batang (truss). Tegangan pada balok akibat gaya momen dan geser juga, pendekatan dengan penghubung ini dapat berguna untuk model tulangan pokok pada balok atau kolom beton bertulang, tiang pancang yg tertanam pada tanah, dowel baja pada pelat lantai beton jalan (slab on grade), dll.

.

.

.

.

diatas hanya contoh sederhana dan cepat saja, mesh yg digunakan masih kasar dan jenisnya linear (C3D8I dan B31) untuk mempersingkat karena definisi persamaan perlu ditentukan secara manual. Akurasi dapat ditingkatkan dengan penghalusan mesh atau penggunaan elemen quadratic seperti berikut ini, secara prinsip pemodelan masih sama termasuk pada mid side nodes. elemen solid (C3D20R) dan balok (B32R)

.

.

.

.

.

dicoba beban lain yaitu kondisi gaya tekan, untuk lebih mewakilkan perilakunya maka dibutuhkan setidaknya penentuan nonlinearitas material untuk blok beton tersebut. 

.

.

.

contoh diatas adalah untuk kondisi node elemen balok dan solid berhimpit atau bertemu (coincident) sedangkan jika tidak demikian maka dipengaruhi oleh semua node terdekatnya beserta jaraknya. Nilai tersebut diterapkan sesuai jarak dari master node ke slave menggunakan prinsip satitika, semakin dekat jaraknya maka faktor pengaruh (weight factor) akan semakin besar.  Seperti contoh berikut kondisi node master dan slave sejajar sumbu orthogonal maka neighbor node yg mempengaruhi ada dua buah dan faktor pengaruh sebesar 0.6 dan 0.4 nilainya.

.

.

.

.

.

.

untuk elemen solid jenis quadratic agak sedikit berbeda dikarenakan tidak ada node pada pusat permukaan sisi bidangnya.  Kondisi lain jika titik node master dengan slave tidak sejajar arah orthogonal sumbu global maka menjadikan neighbor node akan ada empat buah, seperti sebelumnya faktor pengaruh (weight factor) akan sebanding dengan jaraknya. Hal tersebut walau tidak begitu rumit namun akan panjang dan merepotkan ditentukan manual sehingga memang sebaiknya node elemen balok dan solid perlu berhimpitan (coincident) agar lebih praktis. Pada kondisi balok orthogonal hal tersebut masih memungkinkan, namun untuk  suatu kemiringan atau slope maka tdiak dapat dihindari. 

.

.

.

.

.

.

.

Saya ada yg terlewat pembuatan partisi elemen garis (balok) yg sehearusnya diperlukan pada bidang perpotongan dengan pemukaan batas luar elemen solid.

.