BAB I PENDAHULUAN
1.1 Umum Ilmu pengetahuan yang berkembang pesat dan
pembangunan sarana prasarana fisik
menuntut perkembangan model struktur yang variatif, ekonomis, dan aman. Hal tersebut menjadi mungkin karena berbarengan
dengan kemajuan teknologi komputer yang
semakin canggih dapat memenuhi kebutuhan akan analisa dan desain struktur saat ini.
Beton sebagai salah satu material
utama dalam dunia konstruksi memiliki beberapa
keistimewaan antara lain : 1. Tersedianya beton dalam bentuk semi cair
selama proses pembangunan sehingga
memudahkan dalam mencetak kedalam variasi bentuk yang luas.
2. Untuk menambah kekuatan beton, dapat dicampur
dengan bahan-bahan lain seperti tulangan
baja yang akan menghasilkan kekuatan tarik dan lentur.
Kemampuan pembentukan beton yang
mudah dan sifatnya yang juga sederhana
memungkinkan penggunaan bentuk-bentuk yang kompleks sehingga hampir semua bentuk bisa dibuat dengan
beton. Mengingat beton merupakan material konstruksi primadona proyek-proyek di
Indonesia khususnya untuk bangunan
gedung, jembatan, dan jalan, maka perencanaannya baik dalam analisa dan desain telahbanyak diaplikasikan ke dalam
program komputer di bidang rekayasa struktur.
1.2 Latar Belakang Masalah 1.2.1 Aplikasi Struktur Grid di Lapangan Pelat lantai pada bangunan bertingkat maupun
jembatan merupakan bagian struktur yang
terpasang mendatar dan berfungsi sebagai tumpuan/berpijak bagi pengguna yang ada di atasnya. Ketebalan pelat
lantai relatif sangat kecil dibandingkan
panjang bentangnyasehingga sifat kaku daripelat sangat kurang. Hal tersebut menyebabkan defleksi/lendutan dari pelat
menjadi besar, sehingga tidak memenuhi
peraturan dan keamanan konstruksi.
Gambar 1.1 Struktur Grid Pelat
Lantai Pada Jembatan Sederhana Salah
satu alternatif teknis untuk memberikan kekakuan dan menambah kekuatan pada pelat lantai adalah memanfaatkan
struktur grid, yaitu balok-balok yang
saling menyilang dan menyatu padabidang horizontal dimana gaya-gaya dominan yang bekerja adalah tegak lurus bidang
tersebut sehingga menimbulkan 2 3 momen
lentur, momen torsi, dan translasi tegak lurus pada bidang balok-balok.
Dengan menempatkan grid sebagai
penyokong akan menambah kekakuan keseluruhan
struktur pelat lantai sehingga besarnya defleksi/lendutan yang terjadi dapat dikurangi dan memenuhi peraturan dan
keamanan konstruksi.
Beberapa keuntungan dari sistem
struktur grid adalah: 1. Mempunyai kekakuan yang besar, terutama pada
bentang lebar, sehingga dapat memberikan
kekakuan arah horizontal yang lebih besar pada portalbangunannya.
2. Mempunyai bentuk yang seragam dengan berbagai
variasi dan cetakannya dapat digunakan
berulang kali.
3. Dapat mendistribusikan beban dan momen pada
kedua arah bentangnya secara merata
dengan ukuran model grid yang dapat dikembangkan sebagai kelipatan dari bentang kolom-kolomnya.
4. Mempunyai sifat fleksibilitas ruang yang
cukup tinggi dan sederhana sehingga
lebih luwes dalam mengikuti pembagian panel-panel eksterior maupun partisi interiornya.
1.2.2 Pemrograman Komputer Bidang
Rekayasa Struktur Dalam penggunaannya,
program aplikasi komputer bidang rekayasa berbeda dengan program aplikasi komputeruntuk umum. Salah
satu proses atau tahapan penggunaannya
dalam bidang rekayasa strukturadalah proses perencanaan (analisis dan desain struktur).
Gambar 1.2 Ilustrasi Beban Kerja Struktur Grid
Proses perencanaan dan evaluasi struktur
ini meliputi: 1. Model Struktur dan Analisanya Suatu struktur yang akan dianalisa terlebih
dahulu dibuat model geometri dan data
strukturnya ke dalam program komputer. Pemodelan dilakukan dengan menggunakan pendekatan dan asumsi-asumsi
tertentu seperti kondisi perletakan/tumpuan
apakah dapat diasumsikan sebagai sendi, rol, atau jepit penuh/sebagian yang dapat mewakili dan sesuai
dengan kondisi geometri struktur
sebenarnya.
Model struktur juga harus sesuai
dengan permasalahan yang akan dianalisis yang dikenakan pada struktur seperti beban
tegangan, efek temperatur (thermal),
beban gempa, riwayat waktu, dan lain-lain. Setelah dianggap sesuai dan dapat mewakili keadaan struktur
sebenarnya barulah proses analisa dengan
komputer melalui pendekatan numerik dapat dilakukan. Dalam proses ini perencana struktur dituntut untuk memiliki
pemahaman akan struktur yang 4 5 dianalisis
sehingga analisa yang dihasilkan dapat menggambarkan perilaku struktur yang sebenarnya dan dapat
dipertanggungjawabkan.
Berbagai pendekatan dalam
analisis model struktur untuk mengetahui perilaku terhadap beban kerja, dikategorikan
sebagai berikut: Linier-Elastik Elastik berarti struktur yang diberisuatu
pembebanan akan berubah bentuk/berdeformasi,
dan akan kembali seperti semula jika pembebanan tersebut dihilangkan. Bidang
penampang rata sebelum terjadi lenturan,
tetap rata setelah terjadi lenturan dan tetap berkedudukan tegak lurus pada sumbu bujur
balok (prinsip Bernoulli).
Beban dan deformasi bersifat
linier/proporsional, nilai regangan dalam
penampang komponen strukturterdistribusi linier atau sebanding lurus terhadap jarak ke garis netral
(prinsip Navier).
Penyelesaian kondisi
linier-elastik dapat dilakukan dengan menggunakan
metode Slope Deflection, Cross (Hardy Cross), dan Metode Elemen Hingga/Finite Elemen Method
(FEM).
Non-Linier Perilaku dimana pada suatu pembebanan tertentu
hubungan beban dan deformasi tidak
linier/proporsional. Deformasi pada suatu kondisi beban tidak bisa digunakan untuk memprediksi
deformasi pada kondisi beban lain hanya
dengan mengetahui rasio beban-beban tersebut.
Penyelesaian kondisi non-linier umumnya
menggunakan iterasi dan hasilnya
spesifik. Kondisi yang menyebabkan
struktur dapat berperilaku non-linier
dapat dikategorikan sebagai berikut: 6 Non-Linier geometri: efek P-∆(analisis orde
kedua) Non-Linier material: Plastik, Yield Non-Linier tumpuan: gap 2.
Desain penampang Hasil analisis
struktur akibat beban yang bekerja, yaitu gaya-gaya dalam (momen, lintang, normal, dan torsi) yang
ditimbulkan pada struktur selanjutnya
digunakan dalam perancangan penampang dan kebutuhan tulangan longitudinal (akibat lentur) tarik/tekan dan tulangan transversal (akibat geser) sesuai atau memenuhi syarat
kekuatan dan daktalitas yang ditetapkan
dalam peraturan yang berlaku.
3. Pembuatan Gambar dan Detail Struktur Hasil desain struktur selanjutnya diwujudkan
dalam bentuk gambar berupa denah,
potongan, detail, dan lain-lain. Gambar-gambar tersebutlah yang nantinya akan digunakan sebagai acuan pada proses pelaksanaan pembangunan struktur di lapangan. Untuk itu
diperlukan program rekayasa lain yang
khusus untuk penggambaran (drawing).
Metode Elemen Hingga (FEM) adalah
suatu metode pendekatan yang digunakan
untuk menyelesaikan problem dalam bidang rekayasa struktur. Jika tidak menggunakan komputer, metode ini mungkin tidak
akan digunakan dalam perhitungan praktis
sampai sekarang, karena akan memerlukan waktu yang cukup lama dan keakuratan yang kurang baik. Dengan
pengembangan metode tersebut ke dalam
program komputer, telah menciptakan suatu efisiensi dalam pembuatan programnya serta tingkat keakuratanyang cukup
baik jika digunakan dalam perhitungan
struktur. Dalam tugas akhir ini disajikan suatu perbandingan (solusi program komputer dengan menggunakan
MATLABVersi 6.1dan SAP2000Student Version) mengenai analisa struktur grid element.
1.3 Maksud dan Tujuan Sesuai
dengan latar belakang diatas makatujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah: 1.
Menganalisa deformasi dan gaya-gaya yang timbul pada struktur grid element akibat beban luar, yaitu berupa: 1. Reaksi tumpuan 2. Gaya-gaya dalam (momen, lintang, dan torsi) 3. Lendutan (translasi vertikal dan putaran
sudut) 2. Mengembangkan suatu program
analisa struktur untuk grid yang berbasis metode elemen hingga dengan menggunakan bahasa
script programming yaitu MATLABVersi 6.1.
3. Membandingkan hasil yang diperoleh dengan
software profesional untuk teknik sipil
seperti SAP2000Student Version.
1.4 Landasan Teori dan Tinjauan
Literatur Singkat 1.4.1 Landasan Teori Adapun landasan teori yang digunakan
padapenulisan Tugas Akhir ini adalah: 1. Metode elemen hingga (FEM), yaitu metode
pendekatan berdasarkan fungsi peralihan.
7 z Dz θx θy Dz θx θy 1 2 L x y Gambar
1.3 Peralihan Pada Grid Element 2. Prinsip usaha virtual: Bila ada suatu struktur dalam keadaan seimbang, dikerjakan suatu peralihan virtual
yang kecil dalam batasbatas deformasi yang masih dapat diterima, maka usaha
virtual dari beban luar tadi sama dengan
energi regangan virtual dari tegangan dalamnya.
3. Prinsip Bernoulli: Bidang penampang rata
sebelum terjadi lenturan, tetap rata
setelah terjadi lenturan dan tetap berkedudukan tegak lurus pada sumbu bujur balok.
4. Prinsip Navier: Beban dan deformasi bersifat
linier/proporsional, nilai regangan
dalam penampang komponen struktur terdistribusi linier atau sebanding lurus terhadap jarak ke
garis netral.
1.4.2 Tinjauan Literatur Singkat Untuk mempermudah dalam menganalisis struktur,
bentuk struktur sebenarnya harus
diasumsikan sebagai susunan dari elemen garis satu dimensi atau 1D.
Karakteristik elemen-elemen
tersebut selanjutnya ditentukan oleh properti masing-8 9 masing
materialnya seperti moduluselastisitas E, angka poisson v,dan ditentukan pula oleh properti geometriknya, seperti
luaspenampang A, inersia lentur I, dan inersia
torsi J. Kemudian perilaku nodal penghubung elemen-elemen untuk struktur secara keseluruhan dapat diasumsikan
berperilaku sebagai sendi, semi kaku, atau kaku.
Metode Elemen Hingga untuk
struktur1D membutuhkan penyusunan relasi dalam bentuk matriks yang menghubungkan gaya
nodal dengan peralihan nodal.
Skripsi Civil Engineering:Program Analisis Grid Pelat Lantai Menggunakan Elemen Hingga Dengan Matlab Versus SAP2000
Download lengkap Versi PDF >>>>>>>KLIK DISINI
 |
Bab I
|
Download
|
|
Bab II
|
Download
|
|
Bab III - V
|
Download
|
|
Daftar Pustaka
|
Download
|
|
Lampiran
|
Download
|