distribusi tegangan pada sambungan baja welded splice

pada kondisi pelaksanaan (medium to large spans) akan ditemui konstruksi dengan panjang batang yg melebihi panjang standar produksi yaitu 12 meter, selain kondisi tesebut adalah untuk mereduksi material sisa (waste) maka diperlukan sambungan jenis welded splice jika dikerjakan di workshop atau sambungan bolt splice untuk perakitan di lapangan on site. sambungan jenis lain seperti bolted endplate kurang direkomendasikan karena pertimbangan penurunan kekakuan dan perilaku penyaluran tegangannya.

sebaiknya splice plate dibuat simetris kedua sisi untuk menghindari tegangan tambahan akibat eksentrisitas, namun keadaan tertentu cukup sulit diterapkan karena terkait pelaksanaan pekerjaan las yg satu atau beberapa jalur tidak terlihat atau terjangkau. untuk mengatasinya dibuat kombinasi dengan butt weld dimana sebelumnya ujung profil penampang dibuat coakan (coped). berikut model welded splice plate sederhana, dikenakan beban tarik dan diterapkan simetri model separuh. analisa linear elastis, meshing jenis tetrahedral quadratic dan diterapkan bonded contact/tie constraint antar pertemuan komponennya.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

diatas adalah contoh sambungan jenis welded splice pada profil wide flanges (IWF). tumpuan jepit dengan beban terpusat, sambungan terletak pada 1/3 panjang elemen dari tumpuan. dikerjakan beban lareral sebanding dengan kapasitas momen plastis penampang. tahap pertama analisa jenis elastis linear, mengabaikan kontak dan tegangan residu awal. menggunakan elemen tetrahedral quadratic pada software FE/CCX.

.

.

.

.

terdapat distribusi tegangan yg sudah diatas tegangan leleh pada daerah transisi antara pelat sambung sisi flanges dengan profil penampang. 

.

.

.

.

.

.

berikut saat diterapkan beban tarik sebesar 75% kapasitas kondisi leleh,

.

.

.

.

.

keadaan hampir sama dengan sebelumnya (lentur sumbu kuat), ada tambahan leleh setempat pada daerah webs.

dibawah adalah contoh lain pada profil siku,

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

perlu dimodelkan filler weld antara celah profil tersebut, walau cukup kecil nilainya namun dapat mereduksi spot atau tegangan leleh titik terpusat daerah transisi.

Read More

penyederhanaan bentuk profil baja UNP

jika melihat dari gambar ilustrasi profil UNP atau Channel standar JIS, terlihat adanya sloping pada flanges sebesar 5 derajat, selain itu sisi tepi terlihat radius mempunyai sudut yg tajam bertemu dengan sisi atas flanges seperti pada gambar "B"

.

.

namun saat digambarkan dengan akurasi tinggi program CAD menunjukkan bahwa ada perbedaan nilai pada definisi ketebalan flanges "t2" setelah dicari ulang didapat bahwa yg memenuhi adalah seperti gambar "A" namun biasanya disederhanakan seperti gambar "D" akan dicari perbedaanya terhadap karakteristik penampang dengan program bantu FEM, lalu dibandingkan ulang dengan tabel stndar.

.

.

.

.

terlihat metode penyederhanaan dapat selisih sampai 10% lebih besar pada sumbu lemah penampang, lainnya yaitu pada hasil konstanta warping.

Read More

elemen solid dengan tumpuan pegas elastis

pada masa awalnya analisa elemen struktur diatas medium elastis adalah untuk elemen balok (beam) seperti disampaikan oleh Winkler (1867) lalu kemudian dikembangkan untuk elemen pelat (plate/shell) dan belakangan dikembangkan untuk elemen pejal (solid/brick) bahkan sudah dapat meninjau nonlinearitas pegas tumpuan yg hanya menerima tekan dan lainnya dengan hubungan beban-penurunan.

.

.

.

Hasil keluaran program MW/CCX distribusi tegangan arah-X,

.

.

.

.

.

.

.

.

(sumber: Teodoru, 2009)

.

.

hasil FEM sya lakukan perataan (averaging) terlihat hasilnya sudah cukup mendekati kecuali daerah tengah (middle) serat atas, penyebab perbedaan tersebut adalah asumsi teori elemen balok 1D dengan elemen solid 3D. mungkin penyebab lainnya adalah tingkatan kehalusan mesh, perlu studi konvergensi.

.

,

(sumber: Dhondt, 2018)

.

pada kebanyakan refferensi menggunakan elemen balok dan pelat, untuk tujuan simplifikasi beban terpusat gaya dan momen, sehingga pemodelan yg mudah dan mendekati adalah dengan elelem shell continuum pada CalculiX karena saat solving akan dikonversi menjadi elemen solid. jika digunakan elemen shell jenis linear (S4) maka diperlukan penghalusan mesh daerah konsentrasi tegangan sekita beban terpusat tersebut agar dicapai akurasi yg cukup memadai.

.

.

.

.

(sumber: Dhondt, 2018)

.

(sumber: Huang et al (2005), Parvanova (2011) after Bund, 2012)

.

.

.

.

.

(sumber: ELPLA GeotecOffice, 2019)

.

.

.

.

.

.

sebenarnya metode analisa menggunakan tumpuan pegas diatas adalah penyederhanaan masalah kontak antara elemen 1D balok, 2D pelat atau 3D solid dengan tanah masif, tentunya akan lebih akurat jika dimodelisasi secara langsung secara full 3D karena dapat memperhitungkan perilaku kontak dan gesek friksi serta nonlinearitas tanah dibawahnya. lainnya juga dapat memasukan pengaruh beban lain didekat sampingnya serta pola kegagalan tanah penumpunya.

(sumber: USACE, 1992)

.

Read More