BAB I PENDAHULUAN
I.1 Umum Seiring
dengan perkembangan teknologi,
maka perencanaan bangunan
sipil juga semakin
sulit. Ini dapat
terlihat di kota-kota
besar. Selain bangunan
sipil yang berupa bangunan gedung, terdapat juga
bangunan-bangunan sipil bukan gedung, misalnya jembatan, menara
pemancar, atau rangka-rangka
bangunan baja yang
lain, yang memerlukan perhitungan dan perencanaan yang lebih matang.
Metode Elemen
Hingga (Finite Element
Method) banyak memberikan
andil dalam melahirkan penemuan-penemuan bidang riset dan
industri, hal ini dikarenakan dapat berperan sebagai
research tool pada
eksperimen numerik. Metode
Elemen Hingga (Finite
Element Method) adalah metode
numerik yang digunakan untuk menyelesaikan permasalahan teknik dan problem matematis dari suatu gejala phisis.
Tipe masalah teknik dan
matematis yang dapat diselesaikan dengan
metode elemen hingga terbagi dalam dua
kelompok, yakni kelompok analisa struktur dan kelompok masalahmasalah nonstruktur.
Adapun tipe-tipe permasalahan
struktur meliputi: analisa tegangan/stress (yakni
analisa truss dan
frame serta masalah-masalah yang
berhubungan dengan tegangan-tegangan yang
terkonsentrasi), buckling, analisa
getaran. Problem non struktur
yang dapat diselesaikan dengan metode ini meliputi: perpindahan panas dan
massa, mekanika fluida termasuk aliran
fluida lewat media porus, distribusi dari potensial listrik dan potensial magnet.
Dalam persoalan-persoalan yang
menyangkut geometri yang rumit, seperti persoalan pembebanan
terhadap struktur yang
kompleks, pada umumnya
sulit dipecahkan melalui matematika analisis. Hal ini disebabkan karena
matematika analisis memerlukan besaran atau harga yang harus diketahui pada setiap titik
pada struktur yang dikaji. Penyelesaian analisis dari
suatu persamaan diferensial
suatu geometri yang
kompleks, pembebanan yang
rumit, tidak mudah
diperoleh. Formulasi dari
metode elemen hingga
dapat digunakan untuk mengatasi
permasalahan ini. Metode ini akan mengadakan pendekatan terhadap harga-harga yang tidak diketahui pada setiap titik secara
diskrit. Dimulai dengan pemodelan suatu benda dengan membagi-bagi dalam bagian yang kecil
yang secara keseluruhan masih mempunyai sifat
yang sama dengan benda yang utuh sebelum terbagi dalam bagian yang terkecil.
Setelah dekade delapan puluhan
perekembangan metode ini sangat pesat, karena pada saat
itu juga telah
dikembangkan dan digunakan
komputer untuk penyelesaian
masalah numeriknya. Jika tidak
menggunakan komputer, metode elemen hingga ini mungkin sampai sekarang
tidak akan digunakan
dalam perhitungan praktis,
karena akan memerlukan
waktu yang cukup
lama dan keakuratan
yang kuran baik.
Kemudian setelah dikembangkan komputer maka metode ini menjadi maju sangat
pesat dan menjadi alat yang handal bagi para praktisi
teknik sipil untuk
meyelesaikan berbagai permasalahan
yang ada didalam perhitungan analisa struktur. Pada awalnya
banyak dikembangkan bahasa pemrograman yang low
level languange dengan
diperkenalkannya bahasa assembly
dan high level
languange seperti Fortran, Basic,
Pascal dan lain-lain.
Pada penulisan tugas akhir ini
struktur yang ditinjau adalahelemen dua dimensi yakni perbandingan
perhitungan dengan elemen
segitiga regangan konstan
(constant strain triangle) dan elemen segiempat (linear
quadrilateral) Elemen segitiga merupakan
jenis elemen yang paling sederhana. Elemen semacam ini sering
dinamakan elemen segitiga
regangan konstan karena
dapat dibuktikan regangan
di setiap titik pada elemen
tersebut adalah konstan. Matriks kekakuan dan matriks beban nodal konsisten
dari elemen ini
dapat diturunkan dengan
menggunakan persamaan standar
yang sederhana. Pada
setiap nodal terdapat
paling sedikit 2
derajat kebebasan yaitu
u yang merupakan
perpindahan di arah
x dan v
yang merupakan perpindahan
di arah y.
Dengan demikian akan
terdapat 3 derajat
kebebasan masing-masing untuk
u dan v
yang dapat dinyatakan sebagai fungsi perpindahan
polinomial dengan 3 buah konstanta.
Gambar 1.1 Elemen segitiga
regangan konstan.
Untuk Elemen
Quadrilateral, matriks B
dari suatu elemen
tidak tidak lagi merupakan
konstanta yang dapat
dikeluarkan dari integrasi,
karena kedua matriks
tersebut masih merupakan fungsi
dari Koordinat natural s dan t Gambar
1.2 Elemen segiempat.
1.2 Latar Belakang Masalah Pekerjaaan dalam perencanaan teknik sipil
dengan menggunakan perhitungan sruktur dua
dimensi memerlukan waktu lama serta ketelitian yang cukup besar jika dilakukan
secara manual dan terdapat juga ketidakpastian
pemikiran antara perbandingan penggunaan elemen segitiga dan elemen segiempat, elemen manakah
yang lebih akurat atau tidak dipergunakan.
Oleh karena
itu, diperlukan suatu
alat bantu yang
dapat mempermudah pekerjaan
dalam menyelesaikan perhitungan
tersebut dan oleh karena itu dipakailah Program Microsoft Excel yang nantinya akan sangat membantu dalam
mengerjakan perhitungan yang akan dibuat.
Adapun struktur dua dimensi yang
akan dibahas, memiliki gambaran umum sebagai berikut: 200 mm 2000 mm 1000 mm Gambar 1.3 Gambar
sketsa Kemudian, struktur ini
akan dihitung dengan
menggunakan elemen segitiga
atau segiempat.
10000mm 200 mm 2000 mm 1000 mm Gambar 1.4 Pengerjaan
dengan Elemen segitiga regangan konstan.
200 mm 2000 mm 1000 mm Gambar 1.5
Pengerjaan dengan Elemen segiempat.
I.3 Tujuan Adapun
tujuan penulisan tugas
akhir ini adalah
untuk membandingkan hasil
yang diperoleh yaitu
dengan perhitungan struktur
jika menggunakan elemen
segitiga regangan konstan
(constant strain triangle)
dan elemen segiempat
(linear quadrilateral) serta membandingkannya dengan
nilai secara eksak.
Didalam tugas akhir
ini juga akan
dibahas seberapa besar keakuratan
dari hasil perhitungan kedua elemen tersebut.
10000mm 10000mm I.4 Pembatasan Masalah Pada tugas
akhir ini, ditinjau
suatu struktur dengan
bentang yang cukup
panjag dengan karakteristik tertentu. Yang menjadi batasan
masalah adalah : 1. Model
struktur bangunan adalah
struktur dengan panjang,
lebar dan tebal
struktur yang tertentu.
2. Menganalisa Lendutan yang terjadi akibat
beban.
Analisis struktur yang dilakukan
adalah adalah dengan Finite Element Method untuk dua dimensi.
I.5 Metodologi Metode yang digunakan dalam penulisan tugas
akhir ini adalah analisa yaitu dengan mengumpulkan
data-data dan keterangan dari buku yang
berhubungan dengan pembahasan tugas akhir ini serta masukan-masukan dari
dosen pembimbing, untuk perhitungan tabel-tabel dan
matriks dilakukan dengan
bantuan progran Microsoft
Exel 2007. Sedangkan
untuk perhitungan gaya-gaya dalam
yang terjadi pada komponen struktur dilakukan dengan Finite Element Method.
I.6 Sistematika Pembahasan Penulisan tugas akhir ini dilakukan dengan
sistematika pembahasan sebagai berikut : BAB I
Pendahuluan BAB II Tinjauan Pustaka BAB III
Metode Analisa & Aplikasi BAB
IV Hasil dan Pembahasan BAB V
Kesimpulan dan Saran
Skripsi Civil Engineering:Analisa Perbandingan Perhitungan Elemen Hingga Dengan Menggunakan Elemen Segitiga (Constant Strain Triangle) Dan Elemen Segiempat (Bilinear Quadrilateral)
Download lengkap Versi PDF >>>>>>>KLIK DISINI
 |
Bab I
|
Download
|
|
Bab II
|
Download
|
|
Bab III - V
|
Download
|
|
Daftar Pustaka
|
Download
|
|
Lampiran
|
Download
|