Minggu, 13 April 2025

program bantu analisa struktur untuk pembelajaran

pengalaman sya dulu belajar analisa struktur sifatnya adalah wajib bahkan dimulai analisa struktur tingkat 1(satu) sampai 7(tujuh) masisng-masing berbobot 3(tiga) seingat sya, yg terakhir adalah metode elemen hingga (MEH) belum lagi tugas besar lain yg melibatkan ini seperti struktur beton, baja dan kayu serta jembatan. Saat itu mempelajari program bantu analisa struktur jadi berbasis matriks kekakuan  dan elemen hingga seperti SAP2000, ETABS dan STAAD bukan suatu keharusan, walau pelatihan diluar jam pelajaran disediakan juga oleh pihak kampus. hal tersebut sudah sesuai prinsip kemandirian dan kebebasan kampus yg tidak terpengaruh oleh politik, militer dan industri/bisnis. Kondisinya sya lihat berbeda dgn saat ini, cukup memprihatinkan jika kampus yg seharusnya mandiri dan bebas didominasi oleh suatu produk alat bantu tsb. Alasanya klasik yaitu lisensi penggunaan software tersebut tidak bebas, jika memang pihak kampus sudah membeli versi edukasi SAP2000 atau ABAQUS juga tetap mempunyai batasan yaitu hanya dapat dipakai di laboratorium komputer penggunaan internal, tidak dapat digunakan untuk belajar mandiri siswa dirumah. Memang masih ada versi lama 6/7 dari SAP2000 yg educational (limited 30nodes) sedangkan versi pelajar atau student (limited 100nodes) memang berlisensi/berbayar dan yg ada tersebar sudah terlalu lama karena didesain berjalan pada sistem operasi Windows 98 dikhawatirkan tidak kompatibel lagi kedepannya. Hal lain kekurangannya adalah topik lain dalam analisa struktur seperti sambungan baja tidak kaku penuh (semi-rigid) atau pembesian pelat/cangkang beton bertulang pada SAP2000 versi lama (link) tidak tersedia.

.


.

sebenarnya pelajar hanya membutuhkan verifikasi mandiri karena dalam pelajaran analisa struktur sudah diberikan banyak metode untuk itu, pemahaman langkah demi langkah tahapan pembebanan dan analisa struktur serta desain elemen lebih ditekankan. Jadi kalau menggunakan program jadi seperti ETABS, TEKLA Structural Designer, PROTA Structures atau SANSPRO yg semua sudah banyak serba otomatis sampai pondasi dan gambar pembesiannya tentunya akan membuat ketergantungan dan berkurangnya kreativitas dalam mengembangkan pengetahuan. Kenapa tidak sekalian aja ada Universitas Komputer dan Struktural (UKS) atau Computer and Structure University (CSU) didirikan? kelihatannya akan banyak peminatnya dan terkenal seperti di TUM (link). Benar program bantu itu produk teknologi yg akan digunakan dalam dunia kerja, namun menjadikannya kurikulum wajib pastinya akan membingungkan dan persaingan produk antar pengembang. Ingatan sya pada seorang senior menengah dulu saat berbincang merencanakan suatu bangunan industri di Jakarta, saya disindirnya dgn candaan kurang percaya diri sudah menghitung dan mendesain ditanya fee sama owner untuk lanjut pelaksanaan namun tidak mau (pondasinya ditawar). Beliau sampaikan ini desainnya sya robah dikit ya biar kliatan kerja konsultannya, tadinya mau disamain.. trus fee sya ambil ya hehehe gitu, bapak (sya) dan perusahaan ambil cari sendiri ya di pelaksanaan karena posisi design-build awalnya. Selain itu obrolan mengenai alat bantu tersebut, kita sebenarnya mirip operator komputer pak semua sudah banyak otomatis maksudnya jika ada engiineer yg kompeten lebih dari satu sdg mereview suatu desain bangunan hasilnya akan mirip atau hampir sama jika model, kriteria pembebanaan dan dan peraturan perencanaan juga sama. Sebagai catatan, desain struktur atas kolom dan balok beton serta rangka atap baja hampir sama, perbedaanya pada pondasi saya murni mengandalkan pancang namun beliau mengkombinasikanya dengan daya dukung tapak, mirip piled-raft foundation pada bangunan tinggi, pilecap sya lebih tebal namun kecil sedangkan desainya pilecap adalah slab lebar namun agak tipis dengan jumlah pancang lebih sedikit (spesialisasi senior atas beliau). Pihak owner juga ada engineer yg mereview ulang keseluruhan, jadi satu bangunan direview keseluruhan oleh 3(tiga) perencana: sya (design&build) yg mengajukan, owner (independent) dan konsultan struktur khusus (senior expert, international class). Dari beliau juga saya ditekankan ulang untuk belajar lebih pentingnya konsep stability first dan plasticity formation untuk struktur baja (terima kasih banyak). 

Kembali lagi ke operator dari obrolan yg dimaksud tadi, jadinya terdengar agak lucu kenapa ngesap, ngga ngetabs atau ngestad, ngesans, ngeprota, ngetekla, ngabaqus, ngopensees, dll :) trus nanti yg jurusan arsitektural bagaimana kira kira, pilih AutoCAD, SketchUp, ArchiCAD atau Revit? memang sebaiknya jangan dimasukkan pelajaran karena pastinya akan memilih satu produk dan menyingkirkan yg lain yg membuat kecenderungan dan tidak netral.

.


.

aplikasi program pembelajaran seharusnya tidak harus setara aplikasi komersil untuk profesional, penekana pada tahapan perhitungan lebih diutaamakan, belum lagi batasan belajar mandiri. Alasan itu sya membuat tulisan mengenai program sejenis yg bertujuan untuk pembelajaran yaitu LESM yg mempunyai feature cukup lengkap untuk tujuan itu. LESM (link) dibuat oleh prof. Luiz F. Martha bersama  Rafael Lopez Rangel dkk, dengan toolbok Matlab namun didistribusikan secara cuma-cuma dan juga opensource, saat ini hanya mendukung elemen balok dan rangka batang sedangkan elemen pelat tidak tersedia,  namun dapat menggunakan pendekatan grillage analysis. Instalasi LESM membutuhkan Matlab Runtime Library R2019b seperti ditunjukkan berikut akan men-download secara otomatis, atau dapat dilakukan instalasi terpisah secara offline (link)

.


.


.



.


.


.

diatas adalah proses instalasi dan mencoba untuk menjalakan program untuk memastikan sudah berjalan dgn baik pada OS Windows, untuk pengguna Macintosh juga didukung. Setelah berhasil selanjutnya dicoba pada portal sederhana sbb.

.


.


.


.


.

data masukan berupa file neutral yg dapat dibuat secara manual atau hasil konversi model dari program lain seperti DXF untuk geometri model, sedangkan data keluaran LESM dapat disimpan dalam format text untuk kemudian dilakukan proses lanjut seperti desain elemen struktural dengan spreadsheet. Penggambaran denah dan portal juga dapat dibuat seperti yg disampaikan pada tulisan (link) sya sebelumnya. 

.



.


.


.



.

tampilan grafis model dan diagram hasil analisa dapat disimpan dalam format SVG beresolusi tinggi karena berbentuk vector graphics, EMF juga ada namun ukuran file akan cukup besar.

.


.


.

terlihat LESM sudah mencukupi untuk pembelajaran atau verifikasi mandiri hasil perhitungan tangan analisa struktur statis tertentu dan tidak tertentu secara dua dan tiga dimensi, analisa dinamik (ragam getar dan riwayat waktu) juga sudah tersedia. Jika dibandingkan dengan komersial mengenai solver saja yaitu pada analisa orde dua, response-spectrum dan rigid end offset namun masih memungkinkan dengan metode lain seperti fictitious lateral force methods untuk orde dua, perhitungan lanjut untuk response spectrum (modal combination) dan kekakuan ujung yg besar untuk rigid end zone. Karena ini adalah proyek opensource berkelanjutan maka tidak menutup kemungkinan feature tesebut akan ada kedepannya, atau anda sebagai pengajar kampus ikut berkontribusi? kalau sya pribadi yg diminati awal adalah modul desain baja, beton bertulang dan kayu peraturan Amerika/Kanada dan untuk itu perlu bahasa pemrograman yg sama yaitu Matlab, beruntung sekarang ada GNU Octave yg tersedia bebas dan sudah lebih kompatibel da juga baik interface nya.


.


.


.


.


.


.


.
untuk analisa struktur rangka kaku membutuhkan data kepemilikan penampang yg mana LESM belum memberikan untuk jenis penampang yg umum dipakai, berikut beberapa model beserta rumusan yg dapat dipakai.

.


catatan: bahasan diatas adalah untuk lingkup pembelajaran program bachelor's degrees yg umumnya ada sedangkang untuk program master atau doctor jurusan khusus kelihatannya memang perlu advanced  sepertu Abaqus, Ansys (commercial) atau pilihan lain CalculiX, Code_Aster (opensource)



0 komentar:

Posting Komentar