beton bertulang merupakan struktur komposit, gaya tekan ditahan oleh material beton sedangkan gaya tarik oleh baja Mengenai gaya geser dan torsi, sebagian atau sepenuhnya ditahan oleh beton namun sesuai kapasitas dan selebihnya tulangan baja tambahan untuk itu. Pemodelan menggunakan elemen solid masih memungkinkan namun untuk jenis pelat atau cangkang beton bertulang yg biasanya pola pembesian masih cukup seragam, maka pemodelan menggunakan elemen shell continuum dan fungsi composite pada CalculiX akan cukup membantu mempercepat dan menyederhanakannya. Elemen shell pada CalculiX akan dilakukan expansi tetap menjadi elemen solid dengan penerapan multi point constraint pada tumpuan atau beban dan integrasi numerik antar lapisnya, dilakukan secara internal oleh solver dan otomatis. Hal tersebut tentunya memberikan kelebihan karena pengaruh tegangan tiga dimensi terutama masalah geser pons dapat lebih mewakilkan, dimana hal tersebut diabaikan dalam formulasi elemen shell jenis klasik atau konvensional. Nonlinearitas material untuk baja dan beton dapat diterapkan setiap lapisnya sehingga perilakunya akan dapat lebih mendekati.
.
.
hal pertama yg dilakukan adalah melakukan partisi geometry membagi menjadi tiga yaitu beton, baja tulangan (jarak dan dimensi equivalen) dan beban terpusat (parsial merata). Contoh berikut adalah pelat dengan tumpuan sederhana dimodelkan seperempat karena kondisi simetris. Dimensi pelat adalah 1400mm panjang dan tebal 100mm, strip tulangan baja sebesar 20mm. Jika terdapat perbedaan diameter tulangan perlu dibuat equivalensi lebar strip dengan kesebandingan luasan, disebabkan ketentuan mengenai ketebalan suatu lapisan (layer) adalah seragam atau sama tebalnya.
.
.
.
berikut hasil sebelum diterapkan fungsi composite, tidak menggunakan beberapa jumlah lapis pada ketebalan pelat, material juga masih asumsi elastis. Elemen shell jenis quadratic (S8 & S6). Perbedaan material tiap lapis pada jalur area tulangan belum diterapkan.
.
.
.
dibawah diterapkan jumlah lapis empat, material yg ditentukan tiap lapisnya masih sama dgn sebelumnya. Elemen shell jenis quadratic (S8R & S6)
.
.
berikut hasil diterapkan jumlah lapis delapan dan juga perbedaan material yg ditentukan, untuk lebih mendekati lagi maka jarak pusat tulangan ke tepi luar permukaan pada arah sumbu-X dan sumbu-Y perlu dipisah partisinya dan menyesuiakn kondisi aktual urutannya.
.
,
.
.
.
model diatas masih dalam kondisi linear elastis pada beton, berikut menggunakan material Compression_Only pada CalculiX. Hasilnya memperlihatkan tegangan leleh kriteria von Mises pada baja tulangan sisi bawah meningkat sekitar 3 (tiga) kalinya lebih dari sebelumnya.
.
.
.
.
.
.
untuk lebih teliti maka penggunaan material baja berikut plastisitas perlu digunakan, model lain material beton plastis seperti DruckerPragerCap atau kerusakan (damage) seperti Mazars dapat cukup mudah definisinya dengan meberikan blok data material dan menerapkannya sesuai lapis pada pilihan composite. Kendala penggunaan material plastis atau damage biasanya pada masalah konvergensi solver, penggunaan beban adalah deleksi mungkin akan membantu atau memang beban permukaan yg diterapkan terlalu besar.. Seperti berikut, iterasi terhenti pada last step 13 tidak dapat dilanjutkan karena masalah konvergensi, hasil terakhir sebelum gagal tersebut untuk deformasi lendutan dapat digunakan sebagai acuan penentuan beban defleksi selanjutnya.
.
.
.
.
.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar