Studi Defleksi Balok Beton Bertulang Pada Sistem Rangka Dengan Bantuan Perangkat Lunak Berbasis Metode Elemen Hingga

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "Studi Defleksi Balok Beton Bertulang Pada Sistem Rangka Dengan Bantuan Perangkat Lunak Berbasis Metode Elemen Hingga"

Bambang Hamdani Santoso
7 tahun lalu
Tontonan:

1 Dosen Pembimbing : 1. Tavio, ST, MT, Ph.D 2. Ir. Iman Wimbadi, MS Oleh : Muhammad Fakhrul Razi Studi Defleksi Balok Beton Bertulang Pada Sistem Rangka Dengan Bantuan Perangkat Lunak Berbasis Metode Elemen Hingga

2 Pendahuluan Tinjauan Pustaka Metodologi Studi Kasus Studi Kasus 1 Studi Kasus 2 Studi Kasus 3

3 Pendahuluan Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Batasan Masalah Manfaat

4 Latar Belakang Pemanfaatan komputer dalam analisa struktur Aplikasi analisa struktur: SAP 2000, PCACOL, STAADPRO, ETABS semuanya berlisensi Pembajakan Software Peraturan Pemerintah tentang pembajakan UU No 19 th 2002 tentang HAKI

5 Pembuatan aplikasi analisa struktur yang bersifat open source

6 Rumusan Masalah Bagaimana cara menganalisa defleksi yang terjadi pada balok struktur sistem rangka? Apakah defleksi maksimum yang terjadi sesuai dengan yang diizinkan berdasarkan SNI ? Apakah nilai output dari aplikasi yang telah dibuat dapat dipertanggungjawabkan kebenarannya melalui perbandingan dengan aplikasi analisa struktur professional yang lain? Bagaimana membuat aplikasi analisa struktur yang dapat dipelajari dan dikembangkan oleh semua orang?

7 Tujuan Menyusun analisa defleksi pada balok sistem rangka Menyesuaikan defleksi maksimum berdasarkan SNI Mengetahui bahwa nilai output dari aplikasi yang telah dibuat dapat dipertanggungjawabkan kebenarannya melalui perbandingan dengan aplikasi analisa struktur professional yang lain Membuat sebuah program yang bersifat open source listing sehingga dapat dipelajari dan dikembangkan lagi oleh semua orang.

8 Batasan Masalah Program yang dibuat hanya menganalisa besarnya defleksi yang terjadi pada balok Penampang balok yang dipakai hanya penampang persegi Program yang dibuat menggunakan bahasa pemrograman Visual Basic 6.0 Beban yang dikenakan pada struktur adalah beban gravitasi khususnya beban merata

9 Manfaat Melengkapi program sebelumnya Program alternatif Menjadi referensi untuk pengembangan program selanjutnya

10 Tinjauan Pustaka Sumbu sebuah balok akan berdefleksi (atau melentur) dari kedudukannya semula apabila berada dibawah pengaruh gaya terpakai. Defleksi (lendutan) diukur dari permukaan netral awal kepermukaan netral setelah balok mengalami deformasi. Karena balok biasanya horizontal, maka defleksi merupakan penyimpangan vertical

11 Perilaku Defleksi Tahap I : tahap praretak Tahap II : tahap pasca retak Tahap III : tegangan pada tulangan tarik sudah mencapai tegangan lelehnya

12 Tahap I : tahap praretak Daerah praretak berhenti pada saat mulainya retak lentur pertama dimana tegangan beton mencapai kekuatan modulus rupturnya (fr). Tahap II : tahap tahap pasca retak Daerah Praretak diakhiri dengan mulainya retak pertama dan mulai bergerak menuju daerah II Hampir semua balok terletak pada daerah ini pada saat beban kerja.

13 Untuk menghitung momen inersia : Tulangan tunggal Tulangan rangkap

14 Untuk menghitung momen inersia efektif : Dimana :

15 Perhitungan Defleksi Dimana: W = beban total pada bentang l n = panjang bentang bersih E = modulus beton I c = momen inersia penampang K = suatu faktor yang bergantung pada derajat kekakuan tumpuan

16 Metodologi start A Studi Literatur Pembuatan Program Error Pendahuluan Dan Tinjauan Pustaka Tidak Running Program Algoritma program dengan Metode Kekakuan Langsung OK Output benar Konsep Analisa Lendutan Perbaiki Tampilan dan Penyusunan Laporan A Finish

17 mulai Input data properti geometri penampang, As, As, fc, dan Es C B Menghitung Ec: ' E c = 4700 f c menghitung n=es/ec Menghitung Ig dan Mcr 2 bh 2 I g = bh h I 12 gt = + bh( y) + ( n 1) As( d y) + ( n 1) As'( y d') 12 2 ' f r = 0,7 f h c y t = 2 I g f r M cr = y t I e M = M Menghitung momen inersia efektif Ie cr a 3 I g M + 1 M Menghitung lendutan maksimum sesaat Δ cr a 3 I cr I g Menghitung tinggi sumbu netral c penampang retak dan momen inersia retak Icr Perbesar penampang Tidak Δ Δ maksimum yang diizinkan Menghitung c dan Icr jika tulangan tunggal: 2 bc + nasc nasd = bc 2 I cr = + nas ( d c) 3 Menghitung c dan Icr jika tulangan ganda: ' ' ' [ na + ( n 1) A ] c na d ( n 1) A = 0 2 bc + s s s s d 2 3 bc 2 ' I cr = + nas ( d c) + n 1 As c d 3 ' ( ) ( ) 2 selesai C B

18 Studi Kasus

19 Studi Kasus 1 Pada contoh studi kasus yang pertama ini dibuat sebuah portal sederhana dengan 2 perletakan jepit. Direncanakan beban yang dikenakan ialah beban merata sebesar 5000 kg pada balok. Diketahui material beton dengan : E : ,85415 kg/m 2 G : ,55929 kg/m 2 f c : 30 Mpa b 1 : 0,85 U : 0,3 Dimensi kolom 0,5 x 0,5 m 2, tinggi kolom : 5 m Dimensi balok 0.3 x 0.5 m 2, panjang balok : 5m

21 Setelah selesai melakukan run analysis dan menghasilkan output element forces maka dilanjutkan dengan proses running deflection. Data input yang digunakan sebagai berikut : Diameter tulangan lentur : D19 f y = f yv = 400 Mpa

22 Setelah proses running analisis geser akan didapatkan hasil seperti gambar dibawah :

23 Dari tampilan output deflection analysis terdapat dua option disebelah kiri, yang berfungsi untuk menampilkan hasil output deflection analysis dalam dua metode yang berbeda. Dimana metode yang digunakan adalah metode biasa yang asumsinya penampang balok dianggap penampang gross. Sedangkan metode yang kedua adalah metode tranformasi penampang dengan mentranformasikan beton dan tulangan.

24 Perbandingan hasil perhitungan SFAP dengan perhitungan manual studi kasus 1 pada frame 2 Metode (SFAP) (Manual) % Selisih mm 11, mm mm 9, mm 0.012

25 Studi Kasus 2 Pada contoh studi kasus yang kedua ini dibuat sebuah portal sederhana bertingkat dua dengan 4 perletakan jepit. Direncanakan beban yang dikenakan ialah beban merata sebesar 6000kg pada balok. Diketahui material beton dengan : E : ,85415 kg/m 2 q = 6000 kg G : ,55929 kg/m 2 5 m f c : 30 MPa b 1 : 0,85 6 m U : 0,3 6 m Dimensi kolom 0,5 x 0,5 m 2, tinggi kolom : 5 m Dimensi balok 0.3 x 0.5 m 2, panjang balok : 6 m

26 Setelah selesai melakukan run analysis dan menghasilkan output element forces maka dilanjutkan dengan proses running deflection. Data input yang digunakan sebagai berikut : Diameter tulangan lentur : D20 f y = f yv = 400 Mpa

27 Setelah proses running analisis geser akan didapatkan hasil seperti gambar dibawah untuk frame 5 :

28 Perbandingan hasil perhitungan SFAP dengan perhitungan manual studi kasus 2 pada frame 5 Metode (SFAP) (Manual) % Selisih 1 21, mm 21, mm 0, mm 19, mm 0,012

29 Studi Kasus 3 Pada contoh studi kasus yang kedua ini dibuat sebuah portal sederhana bertingkat dua dengan 6 perletakan jepit. Direncanakan beban yang dikenakan ialah beban merata sebesar kg dan pada balok. Diketahui material beton dengan : E : ,85415 kg/m 2 G : ,55929 kg/m 2 f c : 30 MPa b 1 : 0,85 U : 0,3 Dimensi kolom 0,5 x 0,5 m 2, tinggi kolom : 3m Dimensi balok 0.3 x 0.5 m 2, panjang balok : 3 m

30 15000 kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m kg/m

31 Setelah selesai melakukan run analysis dan menghasilkan output element forces maka dilanjutkan dengan proses running deflection. Data input yang digunakan sebagai berikut : Diameter tulangan lentur : D13 f y = f yv = 400 Mpa

32 Setelah proses running analisis geser akan didapatkan hasil seperti gambar dibawah untuk frame 13 :

33 Setelah proses running analisis geser akan didapatkan hasil seperti gambar dibawah untuk frame 14 :

34 Perbandingan hasil perhitungan SFAP dengan perhitungan manual studi kasus 3 pada frame 13 Metode (SFAP) (Manual) % Selisih mm 4, mm mm 3, mm 0,0127 Perbandingan hasil perhitungan SFAP dengan perhitungan manual studi kasus 3 pada frame 13 Metode (SFAP) (Manual) % Selisih mm 2, mm 0, mm 2, mm 0,013

35 Kesimpulan Untuk hasil output analisis defleksi antara SFAP dengan perhitungan manual berselisih sedikit (mendekati) Penggunaan SFAP cukup mudah karena memiliki penjelasan penggunaan yang cukup mudah dipahami Saran Perlu dikembangkan bentuk penampang balok yang lain seperti balok T Pembebanan hanya terbatas pada beban pada titik dan beban merata sehingga perlu ditambahkan beban yang lain

36 Terima Kasih

dokumen-dokumen yang mirip

Studi Geser pada Balok Beton Bertulang

Dosen Pembimbing : 1. Tavio, ST, MT, Ph.D 2. Prof.Ir. Priyo Suprobo, MS, Ph.D 3. Ir. Iman Wimbadi, MS Oleh : Nurdianto Novansyah Anwar 3107100046 Studi Geser pada Balok Beton Bertulang Pendahuluan Tinjauan