SKRIPSI DESAIN BRACKET PADA STRUKTUR KANTILEVER

Transkripsi

1 SKRIPSI DESAIN BRACKET PADA STRUKTUR KANTILEVER Diajukan sebagai syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kelautan Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin Disusun Oleh : MUH. FAISAL SYAM D DEPARTEMEN TEKNIK KELAUTAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HASANUDDIN GOWA 2017

2

3

4 ABSTRAK Muh. Faisal Syam, Desain Bracket Pada Struktur Kantilever (dibimbing oleh Ashury dan Muhammad Zubair Muis Alie). Dalam proses pembuatan kapal, diperlukan sistem perancangan konstruksi yang aman serta bentuk dan desain yang baik. Salah satunya struktur kantilever pada kapal, dimana struktur kantilever dapat terjadi defleksi yang lebih besar sehingga didesainkan bracket untuk mengurangi defleksi yang diterima struktur kantilever. Tujuan penelitian ini adalah mendapatkan desain bracket yang ideal untuk struktur kantilever dan mengetahui pengaruh bracket yang telah didesain pada struktur kantilever. Penelitian diawali dengan pengumpulan data berupa data struktur kantilever. Dari data yang diperoleh kemudian dianalisa dan didesainkan bracket dengan memvariasikan dimensi dan ketebalan bracket untuk mendapatkan dimensi bracket yang ideal dan mengetahui pengaruh bracket yang telah didesain. Hasil penelitian menunjukkan bahwa struktur kantilever tanpa bracket tidak dapat digunakan karena nilai defleksi dan tegangan yang diterima melebihi batas defleksi ijin dan tegangan ijin. Ada 7 model bracket yang telah didesain dimana bracket model dengan dimensi 175x300 dianggap ideal untuk struktur kantilever karena nilai defleksi dan tegangan yang diterima tidak melebihi batas defleksi ijin dan tegangan ijin. Kata kunci: Struktur kantilever, bracket, Defleksi ijin, Tegangan ijin. iv

5 ABSTRACT Muh. Faisal Syam. Bracket Design on Cantilever Structure (supervised by Ashury and Muhammad Zubair Muis Alie). In the shipbuilding process, it necessary to design a safe construction system, the form and good design. One of them is cantilevered structure on the ship, where the cantilever structure can occur a greater deflection, so the bracket is designed to reduce the deflection which happen in the cantilever structure. The purpose of this research is to get the ideal bracket design for cantilever structure and to know the effect of bracket that has been designed on cantilever structure. This research begins with data collection in the form of cantilever structure data. From the data collected and then analyzed and designed bracket by dimensional variation and thickness of the bracket to get the ideal dimension and to know the impact of the bracket that has been designed. The results show that cantilevered structures without bracket can t be used because the deflection value and the received stress exceed the permit deflection limit and the permit stress. There are 7 models of bracket that have been designed where the bracket with the 7th model with size 175x300 dimensions is considered ideal for cantilever structures because the deflection value and the received stress do not exceed the limit of permit deflection and permit stress. Keywords: Cantilever structure, Bracket, Deflection permit, stress permit. v

6 KATA PENGANTAR Segala puji bagi Allah SWT, atas limpahan rahmat dan nikmat berupa nikmat kesehatan jasmani dan rohani yang diberikan kepada penulis, sehingga mampu menyelesaikan tugas akhir ini sesuai yang diharapkan. Shalawat serta salam kepada Baginda Rasulullah Muhammad SAW, sahabat, keluarga, serta para pengikutnya. Penulisan skripsi ini bertujuan untuk memenuhi syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kelautan, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin. Dalam proses penyusunan sampai dengan terselesaikannya skripsi yang berjudul Desain Bracket Pada Struktur Kantilever penulis sangat terbantu oleh banyak pihak, maka dari itu dalam kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Ayahanda (Syamsuddin) dan Ibunda (Farida) tercinta selaku orang tua atas dukungan dan doa yang tak henti-hentinya selalu diberikan kepada penulis. Terima kasih juga telah mendidik, merawat dan membesarkan hingga kini dengan penuh kasih sayang. 2. Bapak Dr. Taufiqur Rachman, ST., MT selaku ketua Departemen Teknik Kelautan Universitas Hasanuddin. 3. Bapak Ashury, ST., MT dan Bapak Muhammad Zubair Muis Alie, ST., MT., Ph.D selaku pembimbing I dan pembimbing II yang telah meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan dan pengarahan mulai dari awal penelitian hingga terselesaikannya penulisan skripsi ini. vi

7 4. Bapak Sabaruddin Rahman, ST., MT., Ph.D selaku penasehat akademik (PA) selama menjadi mahasiswa Teknik Kelautan. 5. Bapak dan Ibu dosen yang telah memberikan ilmu serta pengalamannya selama dalam proses perkuliahan. 6. Staf Departemen Teknik Kelautan yang telah membantu segala aktivitas administrasi selama perkuliahan. 7. Kanda Samuel Izaak Latumahina yang telah membantu selama proses pengerjaan hasil skripsi ini. 8. Teman-teman Mahasiswa khususnya Teknik Kelautan 2012 dan GIRDER Crew yang selalu memberi motivasi dan dukungannya serta waktu yang telah kita lalui bersama dalam suka dan duka. Tak lupa pula penulis sampaikan banyak terima kasih kepada kanda-kanda senior dan dinda-dinda Junior atas motivasi dan dukungannya. 9. Semua pihak yang telah membantu selama menempuh pendidikan di kampus Universitas Hasanuddin. Penulis menyadari dalam penulisan skripsi ini masih terdapat beberapa kekurangan, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun. Gowa, Oktober 2017 Muh. Faisal Syam vii

8 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL LEMBAR PENGESAHAN... ii LEMBAR PENGESAHAN KOMISI PENGUJI... iii ABSTRAK... iv ABSTRACT... v KATA PENGANTAR... vi DAFTAR ISI... viii DAFTAR NOTASI... x DAFTAR TABEL... xi DAFTAR GAMBAR... xii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat Penelitian Sistematika Penulisan... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Struktur Kantilever Konstruksi Kantilever Pada Kapal Macam-Macam Bentuk Struktur Kantilever Bracket... 9 viii

9 2.5 Jenis Pembebanan Parameter Struktur Defleksi Tegangan (Stress) Regangan (Strain) Kurva Tegangan Regangan Gambaran Umum ANSYS BAB III METODOLOGI PENELITIAN Jenis Penelitian Waktu dan Lokasi Penelitian Penyajian Data Analisis Data BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Perhitungan Beban Struktur Kantilever Hasil Analisis Struktur Kantilever Tanpa Bracket Hasil Analisis Struktur Kantilever Menggunakan Bracket Pembahasan BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN ix

10 DAFTAR NOTASI Notasi Keterangan Satuan ijin Defleksi Ijin mm L Panjang Bentang mm σ Tegangan N/mm 2 F Gaya N A Luas Penampang mm 2 σijin Tegangan Ijin N/mm 2 ε Regangan E Modulus Elastis N/mm 2 L Jumlah Luasan m 2 L1 Luas 1 m 2 L2 Luas 2 m 2 q Beban Merata N/mm str Defleksi Struktur mm σ str Tegangan Struktur N/mm 2 x

11 DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Hubungan tegangan-regangan struktur kantilever tanpa bracket Tabel 4.2 Kontrol nilai struktur kantilever tanpa bracket Tabel 4.3 Desain bracket Tabel 4.4 Defleksi yang diterima setiap model Tabel 4.5 Tegangan yang diterima setiap model Tabel 4.6 Kontrol nilai model Tabel 4.7 Kontrol nilai model Tabel 4.8 Kontrol nilai model Tabel 4.9 Kontrol nilai model Tabel 4.10 Kontrol nilai model Tabel 4.11 Kontrol nilai model Tabel 4.12 Kontrol nilai model Tabel 4.13 Hubungan tegangan-regangan struktur kantilever menggunakan Bracket xi

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Struktur kantilever... 5 Gambar 2.2 Struktur kantilever satu sisi... 7 Gambar 2.3 Struktur kantilever dua sisi... 8 Gambar 2.4 Kurva tegangan-regangan baja structural Gambar 3.1 Struktur kantilever pada navigation deck Gambar 3.2 Diagram alur penelitian Gambar 4.1 Struktur kantilever menggunakan profil L Gambar 4.2 Defleksi pada struktur kantilever tanpa bracket Gambar 4.3 Tegangan struktur kantilever tanpa bracket Gambar 4.4 Grafik tegangan regangan struktur kantilever tanpa bracket Gambar 4.5 Posisi dan bentuk desain bracket model Gambar 4.6 Posisi dan bentuk desain bracket model Gambar 4.7 Posisi dan bentuk desain bracket model Gambar 4.8 Posisi dan bentuk desain bracket model Gambar 4.9 Posisi dan bentuk desain bracket model Gambar 4.10 Posisi dan bentuk desain bracket model Gambar 4.11 Posisi dan bentuk desain bracket model Gambar 4.12 Grafik tegangan-regangan struktur kantilever menggunakan bracket model Gambar 4.13 Grafik tegangan-regangan struktur kantilever menggunakan bracket model xii

13 Gambar 4.14 Grafik tegangan-regangan struktur kantilever menggunakan bracket model Gambar 4.15 Grafik tegangan-regangan struktur kantilever menggunakan bracket model Gambar 4.16 Grafik tegangan-regangan struktur kantilever menggunakan bracket model Gambar 4.17 Grafik tegangan-regangan struktur kantilever menggunakan bracket model Gambar 4.18 Grafik tegangan-regangan struktur kantilever menggunakan bracket model xiii

14 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kapal adalah moda transportasi laut yang berfungsi untuk mengangkut penumpang dan barang dari suatu pulau ke pulau lainnya. Dalam perkembangannya saat ini, kapal merupakan transportasi utama dalam mendistribusikan barang dan penumpang. Maka dari itu sebuah kapal harus dirancang sebaik mungkin sebelum digunakan untuk berlayar. Dalam proses pembuatan kapal, diperlukan sistem perancangan konstruksi yang aman serta bentuk dan desain yang baik. Hal ini disebabkan agar pada saat berlayar kapal dapat tetap stabil dan aman hingga sampai ke pelabuhan. Oleh karena itu, konstruksi pada kapal harus dibuat kokoh dan kuat sehingga dapat menahan gaya yang dialami pada saat berlayar. Pada kapal, terdapat beberapa konstruksi, salah satunya konstruksi kantilever. Konstruksi kantilever adalah jenis konstruksi yang dapat menggantikan fungsi tiang (pillar). Dengan menggunakan konstruksi kantilever ruangan yang ada pada kapal dapat semakin luas, sehingga kapal dapat memuat muatan lebih banyak. Namun, perlu diketahui pada struktur kantilever dapat terjadi defleksi yang lebih besar. Jika semakin besar defleksi yang terjadi maka semakin besar pula perkuatan struktur yang harus dilakukan guna mendukung struktur kantilever tersebut. Salah satu perkuatan yang dapat dilakukan adalah dengan menggunakan 1

15 bracket. Dimana, bracket berfungsi untuk menguatkan sambungan antara dua elemen pada sebuah konstruksi. Berdasarkan hal tersebut, penulis menelitinya sebagai bahan penelitian dengan judul Desain Bracket pada Struktur Kantilever. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan permasalahan yang telah dijelaskan pada latar belakang maka diangkat studi kasus untuk melakukan analisa dengan rumusan masalah sebagai berikut: 1. Bagaimana desain bracket yang ideal untuk struktur kantilever pada sebuah kapal? 2. Bagaimana pengaruh bracket yang telah di desain terhadap pengaruh beban pressure? 1.3 Tujuan Penelitian Merujuk pada permasalahan yang telah disampaikan sebelumnya, maka tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah: 1. Mendapatkan desain bracket yang ideal untuk struktur kantilever. 2. Mengetahui pengaruh bracket yang telah di desain pada struktur kantilever. 1.4 Batasan Masalah Agar kajian lebih fokus pada inti permasalahan maka dalam studi ini dilakukan pembatasan masalah, yaitu: 1. Beban yang bekerja pada struktur dianggap sebagai beban merata. 2

16 2. Material bracket menggunakan baja ASTM A Analisis struktur menggunakan metode elemen hingga dengan aplikasi ANSYS. 1.5 Manfaat Penelitian Adapun manfaat dari penelitian tugas akhir ini adalah sebagai dasar dalam menganalisis dimensi bracket yang ideal pada struktur kantilever serta diharapkan dapat memberikan referensi dalam menganalisis bracket menggunakan aplikasi ANSYS dan mengembangkan wawasan keilmuan tentang pengaruh bracket pada struktur kantilever. 1.6 Sistematika Penulisan Sistematika yang digunakan dalam penulisan skripsi ini meliputi bab-bab sebagai berikut: BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisi tentang latar belakang permasalahan yang mendasari penulis dalam melakukan penelitian. Selain itu berisi juga mengenai perumusan masalah yang akan dianalisis, batasan masalah yang digunakan, tujuan dan manfaat dari penelitian serta sistematika penulisan skripsi. BAB II LANDASAN TEORI Bab ini berisi tentang dasar teori dari penelitian ini yang mendukung permasalahan yang dihadapi seperti materi mengenai bracket, struktur kantilever, konstruksi kantilever pada kapal, macam-macam bentuk 3

17 struktur kantilever, defleksi, tegangan, kurva tegangan regangan dan gambaran umum ANSYS yang digunakan dalam penelitian. BAB III METODOLOGI PENELITIAN Bab ini berisi jenis penelitian, waktu dan lokasi penelitian, penyajian data, analisa data dilakukan studi literatur terkait dengan desain bracket pada struktur kantilever, analisa defleksi dan tegangan yang terjadi pada struktur kantilever. Pada bab ini juga akan dijelaskan langkah-langkah pengerjaan model dan pemberian beban-beban yang bekerja pada struktur dengan menggunakan aplikasi ANSYS. Alur penelitian dan kesimpulan dari tahapan analisis. BAB IV PEMBAHASAN Bab ini berisi pembahasan tentang hasil analisis struktur kantilever tanpa menggunakan bracket hingga struktur kantilever yang telah didesainkan bracket. Inti dari pembahasan berupa defleksi dan tegangan yang terjadi pada struktur serta hubungan tegangan regangan yang bekerja pada struktur. BAB V PENUTUP Bab ini merupakan penutup dari keseluruhan isi penelitian berupa kesimpulan dan saran atas permasalahan yang telah dibahas pada bab sebelumnya. Adapun hasil dari penelitian ini akan dijelaskan pada kesimpulan sedangkan beberapa masukan akan kekurangan dari penelitian ini akan dijelaskan pada saran. 4

18 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Struktur Kantilever Struktur kantilever adalah struktur dimana salah satu ujungnya dijepit dan ujung lainnya bebas yang batas kekuatannya adalah batas terbesar ukuran bangunan dimana perhitungan dan pemilihan material yang digunakan adalah meterial yang kaku. Gambar 2.1 Struktur kantilever Dari Gambar 2.1 dapat dilihat bentuk struktur kantilever dimana salah satu ujungnya dijepit dan ujung lainnya bebas. Struktur kantilever adalah hubungan struktur antara bidang penjepit dengan yang dijepit, terjadi pada salah satu pangkalnya saja, sehingga cenderung ujung yang lain menggantung sehingga memungkinkan ruang yang lebar dan bebas kolom. 5

19 Namun demikian struktur ini mempunyai keterbatasan, dalam hal beban yang ditimbulkan oleh bidang yang menggantung dan berhubungan dimensi bidang tersebut (tebal, panjang, lebar, dan lain-lain) [2]. Pada struktur kantilever dapat terjadi defleksi yang lebih besar, jika semakin besar defleksi yang terjadi maka semakin besar pula perkuatan struktur yang harus dilakukan guna mendukung struktur kantilever tersebut [6]. 2.2 Konstruksi Kantilever Pada Kapal Kantilever adalah suatu konstruksi yang ide awalanya demi untuk menggantikan konstruksi penopang (pillar) pada ruangan-ruangan di kapal agar kondisi ruangan lebih leluasa dan dari segi ergonominya juga dirasa lebih nyaman pandangannya. Ruangan-ruangan yang menggunakan pillar dan diganti alternatif lain yaitu menggunakan kantilever antara lain yaitu bangunan atas kapal, ruanganruangan palka, engine casing dan ruangan yang lain dimana terdapat lubang bukaan di atasnya. Pada hakekatnya konstruksi kantilever fungsinya sama dengan pelintang balok pada kapal yaitu gading besar di bagian sisi/lambung kapal yang dihubung balok geladak besar oleh lutut (knee). Yang membedakan konstruksi kantilever dan pelintang penumpu geladak kapal yaitu cara merencanakan dan betuk konstruksinya. Dari segi proses bongkar muat di ruang palka kapal dengan adanya konstruksi kantilever dan tidak adanya konstruksi pillar maka barang yang di atur di palka lebih mudah karena tidak terhalang, lebih-lebih barang dalam ukuran yang besar [1]. 6

20 2.3 Macam-Macam Bentuk Struktur Kantilever Pada struktur kantilever terdapat 2 macam bentuk struktur kantilever yaitu: 1. Kantilever satu sisi Kantilever bersisi satu ini juga memperkaya komposisi arsitektural sebagai hasil untuk ciri yang diperlukan untuk membedakan berbagai tampak. Gambar 2.2 Struktur kantilever satu sisi Pada Gambar 2.2 menunjukkan distribusi beban pada kerangka grid lebar yang lantai-lantainya diberi tonjolan konsol/kantilever disepanjang pendek bangunan, sedangkan kolom-kolom disepanjang bangunan tetap berada dalam permukaan bangunan. Kantilever satu sisi berhubungan erat dengan penyusunan kembali tampak pada sisi panjang dari sistem pendek bangunan. Hal-hal yang perlu diperhatikan sebagai berikut : a. Sebuah balok kantilever yang bebas tidaklah dengan sendirinya bentuk struktur yang fasih. b. Diperhitungkan bagaimana pembebanannya, dimana menonjolnya, bagaimana menahannya dan hubungan antara bentangan kantilever dan struktur pendukung. 7

21 c. Balok kantilever harus dihubungkan secara organis kerangkanya, sebab balok kantilever dan rangka bangunan merupakan satu kesatuan yang rigid (kaku) dan monolit. d. Bila kantilever mempunyai proporsi yang sama, maka akan terjadi perkembangan yang wajar dari dimensi konstruksi lantai. 2. Kantilever dua sisi Dalam struktur rangka kecuali kantilever di satu sisi dapat pula dipasang kantilever dikedua sisi sudut bangunan bagian atas. Gambar dibawah ini menunjukkan bagaimana cara rangka grid lebar membagi ratakan beban pada kolom-kolom berikut yakni kolom sudut. Disini kolom sudut mendapat bagian beban yang sama dideretan kolom tengah. Gambar 2.3 Struktur kantilever dua sisi Pada Gambar 2.3 menunjukkan bagaimana cara rangka grid lebar membagi ratakan beban pada kolom-kolom berikut yakni kolom sudut. Disini kolom sudut mendapat bagian beban yang sama dideretan kolom tengah. Pemberian kantilever ini pada grid sempit tidaklah cocok, karena jarak kolom ke arah memanjang terlalu dekat untuk memenuhi keperluan didalam. Pada gambar dilihat beberapa bangunan dengan kantilever dikedua sisi. Disini kerangka diundurkan dari semua tampak dan hanya dapat dibedakan dari luar, karena bidang-bidang jendela dibuat transparan [2]. 8

22 2.4 Bracket Bracket kapal yaitu konstruksi kapal pada midship Section kapal merupakan pelat siku yang berfungsi sebagai penguat sambungan antara dua elemen konstruksi, misalnya digunakan pada sambungan antara balok geladak dengan gading besar (web Frame) atau dengan gading utama (main Frame) [8]. Ukuran konstruksi bracket ditentukan oleh modulus penampang profil yang disyaratkan. Bila profil dengan modulus penampang yang berbeda dihubungkan satu sama lain, maka ukuran konstruksi bracket umumnya dihitung berdasarkan profil yang lebih kecil. 2.5 Jenis Pembebanan Beban yang dipikul oleh suatu bangunan dapat dibagi menjadi 2 bagian besar yaitu beban mati dan beban hidup. Beban mati terdiri dari beban angin, salju dan konstruksi sedangkan beban hidup terdiri dari beban manusia dan beban perabot. Unsur struktur pada umumnya, dirancang untuk beban mati dan beban hidup. Akan tetapi unsur tersebut dapat dibebani oleh beban yang lebih besar dari beban rencana ketika bangunan didirikan. Beban ini dinamakan sebagai beban konstruksi dan merupakan pertimbangan yang penting dalam sebuah rancangan arsitektur. Beban konstruksi juga harus diperhitungkan untuk suatu balok yang dirancang untuk perilaku secara komposit dengan pelat beton [2]. 9

23 2.6 Parameter Struktur Parameter dalam mendesain struktur kantilever yaitu kekuatan, dimana sebuah bangunan haruslah mempunyai kekuatan untuk dapat berdiri. Kekuatan tegaknya suatu bangunan sangatlah tergantung pada jenis struktur yang digunakan, sehingga beban yang mungkin diterima oleh bangunan dapat diperkirakan dengan cara perhitungan matematis struktur. Hal ini perlu dilakukan guna menghindari terjadinya sebuah kecelakaan yang menyebabkan kerugian baik materi maupun jiwa. Selain itu dengan memperhitungkan sistem struktur terutama bangunan yang menggunakan struktur kantilever, maka bangunan tersebut sekiranya dapat menahan beban yang diterima. Pada perencanaan sebuah bangunan dikenal adanya beberapa jenis beban yang sekiranya dapat mempengaruhi bentuk, kekuatan, kestabilan dan keseimbangan dari bangunan tersebut [2]. 2.7 Defleksi Defleksi adalah perubahan bentuk pada balok dalam arah y akibat adanya pembebanan vertikal yang diberikan kepada balok atau batang tersebut. Suatu batang akan mengalami pembebanan transversal baik itu beban terpusat maupun terbagi merata akan mengalami defleksi. Defleksi diukur dari permukaan netral awal ke posisi netral setelah terjadinya deformasi [9]. Batas defleksi ijin yang dapat diterima dalam sebuah struktur yaitu defleksi tidak boleh melebihi 1/360 kali panjang bentangnya balok dengan beban yang diterima yaitu beban struktur itu sendiri. Secara matematis dituliskan: ijin = L/ (2.1) 10

24 Dimana: L = Panjang bentang struktur Adapun hal-hal yang mempengaruhi besar kecilnya defleksi adalah: a. Kekakuan batang b. Besarnya kecil gaya yang diberikan c. Jenis tumpuan yang diberikan d. Jenis beban yang terjadi pada batang 2.8 Tegangan (Stress) Pengetahuan dan pengertian tentang bahan dan perilakunya jika mendapat gaya atau beban sangat dibutuhkan di bidang teknik bangunan. Jika suatu batang prismatik, dengan luas tampang seragam di sepanjang batang, menerima beban atau gaya searah dengan panjang batang, maka gaya tersebut akan menimbukan tegangan atau tekanan pada tampang batang. Tegangan atau tekanan merupakan besaran gaya per satuan luas tampang [6]. Tegangan menunjukkan kekuatan gaya yang menyebabkan perubahan bentuk, Tegangan (stress) didefinisikan sebagai perbandingan antara perubahan bentuk dan ukuran benda bergantung pada arah dan letak gaya luar yang diberikan. Ada beberapa jenis deformasi yang bergantung pada sifat elastisitas benda, antara lain tegangan (stress) dan regangan (strain). Tegangan menunjukkan kekuatan gaya yang menyebabkan perubahan bentuk benda. Tegangan (stress) didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya yang bekerja pada benda dengan luas penampang benda. Secara matematis dituliskan [3]: σ = F/A... (2.2) 11

25 Dimana: σ = tegangan (N/mm 2 ) F = gaya (N) A = luas penampang (mm 2 ) Batas tegangan ijin yang dapat diterima struktur berdasarkan rules BKI section 10- Deck Beams and Supporting Deck Structures adalah: σ = (2.3) dimana: k = Faktor keamanan 2.9 Regangan (Strain) Regangan didefinisikan sebagai perbandingan antara pertambahan panjang batang dengan panjang mula-mula (L). Pertambahan panjang ini tidak terjadi pada ujungnya saja, tetapi pada setiap bagian batang yang terentang dengan perbandingan yang sama. Dengan demikian, regangan dapat ditulis sebagai berikut: [3] ΔL / L... (2.4) Dimana : ΔL = perubahan panjang (m) L = panjang awal (m) 2.10 Kurva Tegangan Regangan Hasil-hasil pengujian biasanya tergantung pada benda uji. Oleh karena sangat kecil kemungkinannya menggunakan struktur yang ukurannya sama dengan ukuran 12

26 benda uji, maka perlu dinyatakan hasil pengujian dalam bentuk yang dapat diterapkan pada elemen struktur yang berukuran berapapun. Cara sederhana untuk mencapai tujuan ini adalah dengan mengkonversikan hasil pengujian tersebut ke tegangan dan regangan. Setelah melakukan uji tarik atau tekan dan menentukan tegangan dan regangan pada berbagai taraf beban, kita dapat memplot diagram tegangan dan regangan. Diagram tegangan-regangan merupakan karakteristik dari bahan yang diuji dan memberikan informasi penting tentang besaran mekanis dan jenis perilaku bahan baja struktural, yang dikenal dengan baja lunak atau baja karbon rendah. Baja struktural adalah salah satu bahan metal yang paling banyak digunakan untuk gedung, jembatan, menara, dan jenis struktur lain. Diagram teganganregangan untuk baja struktural tipikal yang mengalami tarik diperlihatkan pada Gambar 2.4. Gambar 2.4 Kurva Tegangan-Regangan Baja Struktural Pada diagram terlihat garis lurus dari pusat sumbu 0 ke titik A, yang berarti bahwa hubungan antara tegangan dan regangan pada daerah ini linier dan 13

27 proporsional, dimana titik A tegangan maksimum, tidak terjadi perubahan bentuk ketika beban diberikan disebut batas elastis, jadi tegangan di A disebut limit proporsional, dan OA disebut daerah elastis. Dengan meningkatnya tegangan hingga melewati limit proporsional, maka regangan mulai meningkat secara lebih cepat untuk setiap pertambahan tegangan. Dengan demikian kurva tegangan-regangan mempunyai kemiringan yang berangsur-angsur semakin kecil sampai pada titik B kurva tersebut menjadi horisontal. Mulai dari titik B terjadi perpanjangan yang cukup besar pada benda uji tanpa adanya pertambahan gaya tarik (dari B ke C), fenomena ini disebut luluh dari bahan, dan titik B disebut titik luluh. Di daerah antara B dan C, bahan menjadi plastis sempurna, yang berarti bahwa bahan terdeformasi tanpa adanya pertambahan beban. Sesudah mengalami regangan besar yang terjadi selama peluluhan di daerah BC, baja mulai mengalami pengerasan regang (strain hardening). Perpanjangan benda di daerah ini membutuhkan peningkatan beban tarik, sehingga diagram tegangan-regangan mempunyai kemiringan positif dari C ke D, dan beban pada akhirnya mencapai harga maksimum, dan tegangan di titik D disebut tegangan ultimite. Penarikan batang lebih lanjut akan disertai dengan pengurangan beban dan akhirnya terjadi putus/patah di suatu titik yaitu pada titik E [4]. Tegangan luluh dan tegangan ultimite dari suatu bahan disebut juga masingmasing kekuatan luluh dan kekuatan ultimite. Kekuatan adalah sebutan umum yang merujuk pada kapasitas suatu struktur untuk menahan beban. Sebagai contoh kekuatan luluh dari suatu balok adalah besarnya beban yang dibutuhkan untuk 14

28 terjadinya luluh di balok tersebut, dan kekuatan ultimit dari suatu rangka batang adalah beban maksimum yang dapat dipikulnya, yaitu beban gagal. Tetapi dalam melakukan uji tarik untuk suatu bahan, didefinisikan kapasitas pikul beban dengan tegangan di suatu benda uji, bukannya beban total yang bekerja pada benda uji. Karena itu, kekuatan bahan biasanya dinyatakan dalam tegangan Gambaran Umum ANSYS ANSYS adalah program paket yang dapat memodelkan elemen hingga untuk penyelesaian masalah yang berhubungan dengan mekanika, termasuk didalamnya masalah static, dinamik, analisis struktur (baik linear maupun non linear), masalah perpindahan panas, masalah fluida dan juga masalah yang berhubungan dengan akustik dan elektromagnetik. ANSYS memiliki berbagai macam produk seperti ANSYS Mechanical, ANSYS Workbench, ANSYS Fluent, dan lain-lain. Pada penelitian ini produk yang digunakan adalah ANSYS Mechanical APDL yang terintegrasi ke dalam ANSYS produk. Adapun output yang dihasilkan dari ANSYS adalah berupa gaya aksial, gaya geser, gaya lentur, momen, dan displacement yang terjadi [7]. Menganalisa lenturan antara metode elemen hingga dan metode beda hingga. Hal yang dibahas adalah faktor-faktor yang mempengaruhi lendutan dan jumlah elemen yang digunakan. Metode Elemen Hingga dengan menggunakan finite element package dan metode beda hingga dengan dibantu oleh program ANSYS. Pembebanan dilakukan pada struktur yang mana beban tersebut konstan terhadap luas alas. Penelitian ini menggunakan pembebanan pressure yang mana pembebanan ini akan ditransformasikan ke area struktur kantilever. 15

29 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Jenis Penelitian Jenis penelitian yang digunakan yaitu penelitian kuantitatif. Penelitian kuantitatif adalah penelitian yang menggunakan angka, mulai dari pengumpulan data, penafsiran terhadap data tersebut, serta penampilan dari hasilnya dengan melakukan investigasi untuk mendapatkan dimensi bracket yang ideal untuk struktur kantilever dan mengetahui pengaruh bracket pada struktur kantilever. 3.2 Waktu dan Lokasi Penelitian Penelitian dilakukan pada bulan Juli 2017 sampai September 2017 di Laboratorium Struktur Departemen Kelautan, Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin. 3.3 Penyajian Data Penelitian ini menggunakan kapal general cargo dari PT. BANDAR ABADI dengan data yang diperoleh berupa drawing main transverse section, navigation deck and below casing wall structure, general arrangement12 dan data material ASTM A36 dari data tersebut dapat dilihat pada Lampiran. Data struktur kantilever yang digunakan pada pemodelan ini yaitu pada daerah navigation deck dengan panjang kantilever 4250 mm dapat dilihat pada Gambar

30 Gambar 3.1 Struktur kantilever pada navigation deck 17

31 3.4 Analisis Data Tahapan pertama analisis data adalah pengumpulan data awal berupa ukuran konstruksi kantilever pada kapal general cargo seperti pada Gambar 3.1. Selanjutnya dilakukan studi literature terkait dengan desain bracket pada struktur kantilever, analisa defleksi dan tegangan yang terjadi pada struktur kantilever dengan aplikasi ANSYS dan mengetahui pengaruh bracket pada struktur kantilever dilakukan dengan cara memvariasikan dimensi dan tebal bracket pada struktur kantilever yang diberikan beban terbagi merata kemudian menganalisa defleksi dan tegangan yang terjadi pada struktur kantilever. Adapun tahapan dalam analisis struktur kantilever adalah sebagai berikut: 1. Preferences Preferences adalah opsi didalam ANSYS untuk memberikan prioritas modul yang akan diselesaikan oleh software tersebut, dalam opsi preferences, ANSYS didalamnya dapat dipilih opsi penyelesaian structural, thermal, ataupun electromagnetic. Pada penelitian ini opsi yang dipilih yaitu structural. 2. Pre-processor Preprocessing adalah langkah awal dalam melakukan simulasi dalam software ANSYS. Preprocessing adalah proses dimana semua data-data material didefinisikan, model geometri material dibuat, fungsi-fungsi dari material didefinisikan. Berikut hal-hal yang dilakukan dalam tahap preprocessing. a. Element Type Memilihan tipe element yang akan digunakan pada model ini. Element yang digunakan untuk model ini yaitu shell 4node 181. Tipe element shell 4node 18

32 181 dipilih karena lebih cocok untuk pemodelan pelat dan memiliki enam derajat kebebasan pada setiap nodenya, selain itu dengan menggunakan tipe element shell, dapat dilakukan analisis pada tegangan tiga dimensi yaitu terjadi pada sumbuh X, sumbu Y, dan sumbu Z. b. Material Properties Penentuan sifat material yang digunakan berupa densitas material, data linear elastic (modulus elastic dan poisson ratio) dan data plastis atau pengerasan bilinear isotropic. Berdasarkan data material yang didapat makan nilai Ex (modulus elastis) yang digunakan sebesar N/mm 2 dan PRXY (poisson ratio) yang digunakan sebesar 0.26, nilai Yield Stss yang digunakan sebesar 250 dan Tang Mod 425 dan Dens (Density) yang digunakan sebesar 7.85e-5. c. Sections Penentuan ketebalan pelat yang digunakan dalam pemodelan sebesar 8 mm. d. Pemodelan Dalam pembuatan model ada beberapa tahapan yang dilalui. Tahapan tersebut adalah sebagai berikut: 1) Membuat Keypoint 2) Membuat Line Keypoint 3) Membuat Area e. Meshing Pada tahapan ini ketebalan struktur akan diaktifkan dan mengatur pembagian objek menjadi bagian-bagian yang lebih kecil. Semakin kecil 19

33 pembagian objek yang dilakukan maka hasil perhitungan akan semakin teliti. f. Loads Pada tahapan ini pemodelan akan diberikan tumpuan dan beban yang diterima oleh struktur. 3. Solution Setelah pemberian tumpuan dan pembebanan struktur dilakukan maka tahapan selanjutnya yaitu menganalisis struktur agar dapat mengeluarkan hasil analisis pada pemodelan. Setelah proses solution selesai maka akan muncul kotak dialog solve, jika pemberitahuan done muncul maka dapat dilanjutkan untuk melihat hasil analisis yang diinginkan (data defleksi dan tegangan regangan struktur). Apabila pada kotak dialog tidak memunculkan pemberitahuan done maka dapat dinyatakan bahwa model yang dibuat gagal. Ketika model gagal maka dapat dilakukan pengecekan pada pemodelan struktur khususnya pada bagian pembebanan dan pengekangan, setelah itu model dapat dianalisis kembali. 4. Hasil analisis Ketika proses menganalisis struktur selesai maka tahapan selanjutnya adalah memaparkan hasil analisis yang telah didapatkan berupa data defleksi dan tegangan struktur yang telah dianalisis. Dalam menganalisis struktur perlu ada kontrol nilai atau aspek parameter dalam pemodelan struktur agar struktur dikategorikan aman. Pada penelitian ini yang dijadikan kontrol nilai apakah struktur aman atau tidak yaitu defleksi 20

34 dan tegangan yang diterima struktur, jika defleksi dan tegangan yang diterima struktur tidak melebihi dari defleksi ijin dan tegangan ijin maka struktur dikategorikan aman. Berdasarkan data yang diperoleh maka nilai defleksi ijin dan tegangan ijin yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut: a. Defleksi Ijin Dari Persamaan (2.1) maka defleksi ijin untuk struktur kantilever dengan panjang 4250 mm sebesar 11,805 mm. b. Tegangan Ijin Faktor keamanan yang digunakan pada penelitian ini adalah 0,9 maka dengan menggunakan Persamaan (2.3), tegangan ijin struktur kantilever sebesar 138,89 N/mm Kesimpulan Pada bagian ini akan dibuat kesimpulan secara keseluruhan dari hasil analisis model yang telah didapatkan. 21

35 Secara ringkas tahapan analisis diatas dapat ditunjukkan dengan alur penelitian pada Gambar 3.2. Mulai Pengumpulan Data Struktur Pemodelan Struktur Menggunakan Program ANSYS Analisis Model Hasil Analisis Tidak struktur< ijin σstruktur< σijin Ya Kesimpulan Selesai Gambar 3.2 Diagram Alur Penelitian 22

36 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Perhitungan Beban Struktur Kantilever Beban yang diterima struktur kantilever terdiri dari kombinasi antara beban mati dan beban hidup. Adapun perhitungannya sebagai berikut: 1. Beban mati Beban mati adalah beban dengan besar yang konstan dan berada pada posisi yang sama setiap saat. Gambar 4.1 Struktur kantilever menggunakan profil L Dari Gambar 4.1 beban mati yang diterima yaitu beban struktur kantilever adapun perhitungannya sebagai berikut: L1 = 0,25 x 0,01 = 0,0025 m 2 L2 = 0,09 x 0,01 = 0,0009 m 2 L = L1 + L2 23

37 = 0,0025 m 2 + 0,0009 m 2 = 0,0034 m 2 = 0,0034 m 2 x 4,25 m = 0,01445 m 3 = 0,01445 m 3 x 7850 kg/m 3 = 113,4325 kg = 1112,7728 N 2. Beban Hidup Beban hidup adalah beban yang besar dan posisinya dapat berubah-ubah. Pada navigation deck ada 3 ABK yang beroperasi dengan estimasi berat 80 kg/orang atau 2352 N. Karena beban yang bekerja pada penelitian ini dianggap sebagai beban merata maka total beban yang digunakan sebesar: q = (beban mati + beban hidup)/panjang struktur = (1112,7728 N N)/4250 mm = 3464,7728 N/4250 mm = 0,81524 N/mm 4.2 Hasil Analisis Struktur Kantilever Tanpa Bracket Hasil analisa struktur kantiver tanpa bracket menggunakan ANSYS maka defleksi dan tegangan yang diterima struktur dapat dilihat sebagai berikut: 24

38 1. Defleksi Defleksi adalah perubahan bentuk pada balok akibat adanya pembebanan vertikal yang diberikan kepada balok atau batang tersebut. Defleksi diukur dari permukaan netral awal ke posisi netral setelah terjadinya deformasi. Defleksi yang terjadi pada struktur kantilever tanpa menggunakan bracket dapat dilihat pada Gambar 4.2. Sumber : Hasil analisis ANSYS Gambar 4.2 Defleksi pada struktur kantilever tanpa bracket Dari Gambar 4.2 merupakan bentuk defleksi yang terjadi pada struktur kantilever tanpa menggunakan bracket yang diakibatkan beban pressure atau beban struktur itu sendiri dimana perubahan tersebut dapat dilihat dalam perubahan warna. Setiap pembagian warna tersebut memiliki nilai yang menyatakan defleksi yang diterima struktur, warna merah menunjukkan bahwa 25

39 pada area tersebut terjadi defleksi maksimum dan warna biru menunjukkan bahwa area tersebut terjadi defleksi minimum. Berdasarkan Gambar 4.2 didapatkan nilai defleksi maksimum sebesar 15,194 mm dapat dinyatakan dengan warna merah sedangkan defleksi minimum sebesar 0 mm dinyatakan dengan warna biru. 2. Tegangan (Stress) Hasil tegangan yang diterima struktur kantilever tanpa bracket dapat dilihat pada Gambar 4.3. Sumber : Hasil analisis ANSYS Gambar 4.3 Tegangan struktur kantilever tanpa bracket Berdasarkan Gambar 4.3 dengan penambahan beban yang diterima struktur akibat beban hidup maka tegangan maksimum yang diterima struktur kantilever tanpa menggunakan bracket sebesar 152,882 N/mm 2. 26

40 3. Grafik Hubungan antara Tegangan dengan Regangan Berdasarkan hasil analisis ANSYS tegangan-regangan yang bekerja pada struktur kantilever tanpa menggunakan bracket dapat dilihat pada Tabel 4.1 dan Gambar 4.4. Tabel 4.1 Hubungan tegangan-regangan struktur kantilever tanpa bracket σ (N/mm 2 ) ε 7,6441 0, ,2882 0, ,7543 0, ,9536 0, ,7524 0, ,451 0, ,498 0, ,939 0, ,634 0, ,58 0, ,487 0, ,858 0, ,537 0, ,419 0, ,389 0, Sumber : Hasil analisa ANSYS Hasil analisis pada Tabel 4.1 dapat dibuat menjadi sebuah grafik dimana pada grafik tersebut akan terlihat jelas hubungan tegangan regangan struktur kantilever tanpa bracket. Grafik hubungan tegangan regangan struktur kantilever tanpa bracket dapat dilihat pada Gambar

41 ε Sumber : Hasil analisa ANSYS Gambar 4.4 Grafik tegangan regangan struktur kantilever tanpa bracket Pada Tabel 4.1 dan Gambar 4.4 dapat diketahui bahwa ketika nilai tegangan sebesar 242,939 N/mm 2 dengan nilai regangan sebesar 0,001157, pada titik tersebut merupakan daerah elastis dimana tegangan berbanding lurus terhadap regangan. Setelah itu beban terus bertambah mengakibatkan tegangan dan regangan terus meningkat hingga mencapai nilai tegangan 325,389 N/mm 2 dengan nilai regangan 0,176843, pada titik tersebut merupakan daerah plastis dimana struktur tidak dapat kembali kebentuk semula. 4. Kontrol Nilai Berdasarkan hasil analisis defleksi dan tegangan yang terjadi pada struktur kantilever tanpa menggunakan bracket, apakah struktur kantilever dapat digunakan atau tidak dapat dilihat pada Tabel

42 Tabel 4.2 Kontrol nilai struktur kantilever tanpa bracket Defleksi Tegangan ( struktur<11,805 mm) (σstruktur<138,89 N/mm 2 ) struktur = 15,194 mm σstruktur = 152,882 N/mm 2 (tidak memenuhi) (tidak memenuhi) Sumber : Hasil analisa ANSYS Karena defleksi dan tegangan yang diterima struktur kantilever tanpa menggunakan bracket melebihi defleksi dan tegangan ijin maka struktur akan di tambahkan bracket agar struktur kantilever dapat digunakan. 4.3 Hasil Analisis Struktur Kantilever Menggunakan Bracket Desain bracket yang dianalisis dalam penelitian ini hingga didapatkan desain bracket yang ideal untuk struktur kantilever agar layak digunakan dapat dilihat pada Tabel 4.3. Tabel 4.3 Desain bracket No Uraian Dimensi (mm) Bracket Ketebalan (mm) 1 Model 1 150x Model 2 150x Model 3 150x Model 4 175x Model 5 175x Model 6 175x Model 7 175x

43 Dari Tabel 4.3 dapat dilihat posisi dan bentuk desain bracket tiap model pada gambar berikut: 1. Model 1 Gambar 4.5 Posisi dan bentuk desain bracket model 1 Dari Gambar 4.5 dapat dilihat posisi bracket sebagai penumpu dari struktur kantilever dengan dimensi 150 mm x 225 mm. 2. Model 2 Gambar 4.6 Posisi dan bentuk desain bracket model 2 Dari Gambar 4.6 dapat dilihat posisi bracket sebagai penumpu dari struktur kantilever dengan dimensi 150 mm x 250 mm. 3. Model 3 Gambar 4.7 Posisi dan bentuk desain bracket model 3 Dari Gambar 4.7 dapat dilihat posisi bracket sebagai penumpu dari struktur kantilever dengan dimensi 150 mm x 275 mm. 30

44 4. Model 4 Gambar 4.8 Posisi dan bentuk desain bracket model 4 Dari Gambar 4.5 dapat dilihat posisi bracket sebagai penumpu dari struktur kantilever dengan dimensi 175 mm x 225 mm. 5. Model 5 Gambar 4.9 Posisi dan bentuk desain bracket model 5 Dari Gambar 4.9 dapat dilihat posisi bracket sebagai penumpu dari struktur kantilever dengan dimensi 175 mm x 250 mm. 6. Model 6 Gambar 4.10 Posisi dan bentuk desain bracket model 6 Dari Gambar 4.10 dapat dilihat posisi bracket sebagai penumpu dari struktur kantilever dengan dimensi 175 mm x 275 mm. 31

45 7. Model 7 Gambar 4.11 Posisi dan bentuk desain bracket model 7 Dari Gambar 4.11 dapat dilihat posisi bracket sebagai penumpu dari struktur kantilever dengan dimensi 175 mm x 300 mm. Adapun hasil analisis struktur kantilever dengan menggunakan tiap-tiap model desain bracket adalah sebagai berikut: 1. Defleksi Defleksi yang terjadi pada struktur kantilever menggunakan bracket yang didesain dapat dilihat pada Tabel 4.4. Tabel 4.4 Defleksi yang diterima setiap model Defleksi yang diterima (mm) No Uraian Ketebalan Ketebalan bracket 8 mm bracket 10 mm 1 Model 1 12, , Model 2 12,541 12, Model 3 12, , Model 4 12, , Model 5 12, ,391 6 Model 6 12,264 12, Model 7 11,055 10,928 Sumber : Hasil analisa ANSYS 32

46 2. Tegangan (Stress) Tegangan menunjukkan kekuatan gaya yang menyebabkan perubahan bentuk, Tegangan (stress) didefinisikan sebagai perbandingan antara perubahan bentuk dan ukuran benda bergantung pada arah dan letak gaya luar yang diberikan. Dari hasil analisa menggunakan ANSYS, tegangan yang terjadi pada struktur kantilever dengan menggunakan bracket yang didesain dapat dilihat pada Tabel 4.5. Tabel 4.5 Tegangan yang diterima setiap model Tegangan yang diterima (N/mm 2 ) No Uraian Ketebalan Ketebalan bracket 8 mm bracket 10 mm 1 Model 1 134, ,122 2 Model 2 133, ,646 3 Model 3 129, ,377 4 Model 4 134, ,008 5 Model 5 133, ,67 6 Model 6 129, ,813 7 Model 7 119, ,826 Sumber : Hasil analisa ANSYS 3. Kontrol Nilai Berdasarkan hasil analisis defleksi dan tegangan yang diterima struktur kantilever menggunakan bracket yang didesain maka kontrol nilai tiap-tiap model adalah sebagai berikut: 33

47 a. Model 1 Berdasarkan hasil analisis defleksi dan tegangan yang diterima struktur kantilever dengan desain bracket model 1 dapat dilihat pada Tabel 4.6. Tabel 4.6 Kontrol nilai model 1 Ketebalan bracket 8 mm Ketebalan bracket 10 mm Defleksi Tegangan Defleksi Tegangan ( str<11,805 mm) (σstr<138,89 ( str<11,805 mm) (σstr<138,89 N/mm 2 ) N/mm 2 ) str=12,7481 mm σstr=134,594 str=12,6545 mm σstr=134,122 (tidak memenuhi) N/mm 2 (tidak memenuhi) N/mm 2 (memenuhi) (memenuhi) Sumber : Hasil analisa ANSYS b. Model 2 Berdasarkan hasil analisis defleksi dan tegangan yang diterima struktur kantilever dengan desain bracket model 2 dapat dilihat pada Tabel 4.7. Tabel 4.7 Kontrol nilai model 2 Ketebalan bracket 8 mm Ketebalan bracket 10 mm Defleksi Tegangan Defleksi Tegangan ( str<11,805 mm) (σstr<138,89 ( str<11,805 mm) (σstr<138,89 N/mm 2 ) N/mm 2 ) str=12,541 mm σstr=133,532 str=12,4246 mm σstr=133,646 (tidak memenuhi) N/mm 2 (tidak memenuhi) N/mm 2 (memenuhi) (memenuhi) Sumber : Hasil analisa ANSYS 34

48 c. Model 3 Berdasarkan hasil analisis defleksi dan tegangan yang diterima struktur kantilever dengan desain bracket model 3 dapat dilihat pada Tabel 4.8. Tabel 4.8 Kontrol nilai model 3 Ketebalan bracket 8 mm Ketebalan bracket 10 mm Defleksi Tegangan Defleksi Tegangan ( str<11,805 mm) (σstr<138,89 ( str<11,805 mm) (σstr<138,89 N/mm 2 ) N/mm 2 ) str=12,3706 mm σstr=129,788 str=12,2403 mm σstr=129,377 (tidak memenuhi) N/mm 2 (tidak memenuhi) N/mm 2 (memenuhi) (memenuhi) Sumber : Hasil analisa ANSYS d. Model 4 Berdasarkan hasil analisis defleksi dan tegangan yang diterima struktur kantilever dengan desain bracket model 4 dapat dilihat pada Tabel 4.9. Tabel 4.9 Kontrol nilai model 4 Ketebalan bracket 8 mm Ketebalan bracket 10 mm Defleksi Tegangan Defleksi Tegangan ( str<11,805 mm) (σstr<138,89 ( str<11,805 mm) (σstr<138,89 N/mm 2 ) N/mm 2 ) str=12,7243 mm σstr=134,458 str=12,6345 mm σstr=134,008 (tidak memenuhi) N/mm 2 (tidak memenuhi) N/mm 2 (memenuhi) (memenuhi) Sumber : Hasil analisa ANSYS 35

49 e. Model 5 Berdasarkan hasil analisis defleksi dan tegangan yang diterima struktur kantilever dengan desain bracket model 5 dapat dilihat pada Tabel Tabel 4.10 Kontrol nilai model 5 Ketebalan bracket 8 mm Ketebalan bracket 10 mm Defleksi Tegangan Defleksi Tegangan ( str<11,805 mm) (σstr<138,89 ( str<11,805 mm) (σstr<138,89 N/mm 2 ) N/mm 2 ) str=12,5013 mm σstr=133,555 str=12,391 mm σstr=133,67 (tidak memenuhi) N/mm 2 (tidak memenuhi) N/mm 2 (memenuhi) (memenuhi) Sumber : Hasil analisa ANSYS f. Model 6 Berdasarkan hasil analisis defleksi dan tegangan yang diterima struktur kantilever dengan desain bracket model 6 dapat dilihat pada Tabel Tabel 4.11 Kontrol nilai model 6 Ketebalan bracket 8 mm Ketebalan bracket 10 mm Defleksi Tegangan Defleksi Tegangan ( str<11,805 mm) (σstr<138,89 ( str<11,805 mm) (σstr<138,89 N/mm 2 ) N/mm 2 ) str=12,264 mm σstr=129,662 str=12,1442 mm σstr=129,813 (tidak memenuhi) N/mm 2 (tidak memenuhi) N/mm 2 (memenuhi) (memenuhi) Sumber : Hasil analisa ANSYS 36

50 g. Model 7 Berdasarkan hasil analisis defleksi dan tegangan yang diterima struktur kantilever dengan desain bracket model 7 dapat dilihat pada Tabel Tabel 4.12 Kontrol nilai model 7 Ketebalan bracket 8 mm Ketebalan bracket 10 mm Defleksi Tegangan Defleksi Tegangan ( str<11,805 mm) (σstr<138,89 ( str<11,805 mm) (σstr<138,89 N/mm 2 ) N/mm 2 ) str=11,055 mm σstr=119,835 str=10,928 mm σstr=119,826 (memenuhi) N/mm 2 (memenuhi) N/mm 2 Sumber : Hasil analisa ANSYS (memenuhi) (memenuhi) 4. Tabel dan Grafik Hubungan antara Tegangan dengan Regangan Berdasarkan hasil analisis ANSYS tabel dan grafik hubungan teganganregangan yang bekerja pada struktur kantilever menggunakan bracket tiaptiap model adalah sebagai berikut: a. Tabel hubungan tegangan dan regangan Hubungan tegangan-regangan yang diterima struktur kantilever menggunakan bracket dapat dilihat pada Tabel Tabel 4.13 Hubungan tegangan-regangan struktur kantilever menggunakan bracket Ketebalan 8 mm Ketebalan 10 mm No Uraian σ σ ε (N/mm 2 ) (N/mm 2 ) ε 6, , , , Model 1 13,4594 0, ,4122 0, ,554 0, ,4714 0,

51 38,6959 0, ,5602 0, ,4087 0, ,1934 0, ,478 0, ,1432 0, ,582 0, ,068 0, ,879 0, ,129 0, ,003 0, ,793 0, ,33 0, ,73 0, ,694 0, ,724 0, ,28 0, ,023 0, ,449 0, ,762 0, ,933 0, ,226 0, ,066 0, ,714 0, , , ,6823 0, ,3532 0, ,3646 0, ,368 0, ,388 0, ,3903 0, ,4232 0, ,9238 0, ,976 0, ,7239 0, ,8051 0, ,424 0, ,549 0, ,19 0, ,372 0, ,054 0, ,056 0, Model 2 258,236 0, ,147 0, ,797 0, ,609 0, ,194 0, ,996 0, ,606 0, ,409 0, ,288 0, ,103 0, ,948 0, ,791 0, ,46 0, ,364 0, ,366 0, ,709 0, ,991 0, ,642 0, ,75 0, ,58 0, , , , , ,9788 0, ,9377 0, ,7129 0, ,641 0, Model 3 37,3141 0, ,1959 0, ,2158 0, ,0282 0, ,0685 0, ,7767 0, ,347 0, ,9 0, ,241 0, ,588 0,

52 249,837 0, ,762 0, ,495 0, ,439 0, ,392 0, ,281 0, ,624 0, ,297 0, ,035 0, ,608 0, ,903 0, ,059 0, ,339 0, ,139 0, ,013 0, ,735 0, ,693 0, ,424 0, , , , , ,4458 0, ,4008 0, ,5302 0, ,4515 0, ,6568 0, ,5274 0, ,3466 0, ,1413 0, ,3813 0, ,0622 0, ,433 0, ,943 0, Model 4 213,663 0, ,948 0, ,908 0, ,726 0, ,147 0, ,6 0, ,317 0, ,335 0, ,775 0, ,48 0, ,634 0, ,109 0, ,216 0, ,45 0, ,419 0, ,442 0, , , , , ,3555 0, ,367 0, ,3722 0, ,3922 0, ,3972 0, ,4301 0, ,9347 0, ,9868 0, ,7409 0, ,822 0, ,45 0, ,575 0, Model 5 212,228 0, ,41 0, ,055 0, ,057 0, ,201 0, ,118 0, ,679 0, ,484 0, ,07 0, ,851 0, ,48 0, ,256 0, ,171 0, ,942 0, ,854 0, ,636 0,

53 285,396 0, ,209 0, ,715 0, ,601 0, ,633 0, ,566 0, ,617 0, ,028 0, , , , , ,9662 0, ,9813 0, ,6909 0, ,7172 0, ,2779 0, ,3212 0, ,1584 0, ,2271 0, ,9791 0, ,086 0, ,21 0, ,374 0, ,041 0, ,281 0, Model 6 249,814 0, ,731 0, ,459 0, ,413 0, ,351 0, ,229 0, ,497 0, ,22 0, ,864 0, ,401 0, ,027 0, ,832 0, ,217 0, ,137 0, ,842 0, ,536 0, ,534 0, ,067 0, , , , , ,9835 0, ,9826 0, ,9711 0, ,9695 0, ,4525 0, ,4499 0, ,6746 0, ,6705 0, ,0078 0, ,0013 0, ,508 0, ,498 0, ,425 0, ,41 0, Model 7 244,939 0, ,957 0, ,265 0, ,256 0, ,773 0, ,786 0, ,249 0, ,272 0, ,27 0, ,293 0, ,895 0, ,903 0, ,913 0, ,925 0, ,222 0, ,257 0, ,608 0, ,567 0, Sumber : Hasil analisis ANSYS 40