penyelesaian

52
45 BAB III METODE ELEMEN HINGGA 3.1 Pendahuluan Perkembangan dunia komputer yang sangat pesat telah mempengaruhi bidang- bidang penelitian dan industri, sehingga impian para ahli dalam mengembangkan ilmu pengetahuan dan industri telah menjadi kenyataan. Pada saat sekarang ini, metode dan analisa desain telah banyak menggunakan perhitungan metematis yang rumit dalam penggunaan sehari-hari. Metode elemen hingga adalah suatu metode pemaparan bagaimana perjalanan aksi hingga timbul reaksi dalam materi, atau metode untuk memperkirakan besar reaksi dan reaksi apa yang timbul dari materi tersebut. 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. Aplikasi banyak dilakukan pada problem kompleks diselesaikan dengan metode elemen hingga seperti rekayasa struktur, steady state dan time dependent heat transfer, fluid flow, dan electrical potential problem, aplikasi bidang medikal. Aplikasi dari Metode Elemen Hingga. : 1. Pada masalah struktur: Analisa Tegangan: pada struktur rangka, balok dan frame; pada struktur pelat berlubang,dst. Universitas Sumatera Utara

Upload: tessa-arthur-philip-tobing

Post on 11-Jul-2016

12 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

Penyelesaian Pengolahan Data Skripsi

TRANSCRIPT

45

BAB III

METODE ELEMEN HINGGA

3.1 Pendahuluan

Perkembangan dunia komputer yang sangat pesat telah mempengaruhi bidang-

bidang penelitian dan industri, sehingga impian para ahli dalam mengembangkan

ilmu pengetahuan dan industri telah menjadi kenyataan. Pada saat sekarang ini,

metode dan analisa desain telah banyak menggunakan perhitungan metematis

yang rumit dalam penggunaan sehari-hari. Metode elemen hingga adalah suatu

metode pemaparan bagaimana perjalanan aksi hingga timbul reaksi dalam materi,

atau metode untuk memperkirakan besar reaksi dan reaksi apa yang timbul dari

materi tersebut. 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. Aplikasi banyak dilakukan pada problem kompleks

diselesaikan dengan metode elemen hingga seperti rekayasa struktur, steady state

dan time dependent heat transfer, fluid flow, dan electrical potential problem,

aplikasi bidang medikal.

Aplikasi dari Metode Elemen Hingga. :

1. Pada masalah struktur:

Analisa Tegangan: pada struktur rangka, balok dan frame; pada struktur

pelat berlubang,dst.

Universitas Sumatera Utara

46

Kejadian Tekuk (Buckling): pada kolom dan shell.

Analisa Getaran.

2. Pada masalah non-struktur:

Kejadian Transfer panas (Heat Transfer).

Aliran Fluida (Fluid Flow), termasuk aliran dalam media berpori (tanah).

Distribusi dari potensi magnetik atau elektrik.

3. Aplikasi pada Bioengineering.

Konsep Dasar Metode Elemen Hingga:

1. Menjadikan elemen-elemen diskrit untuk memperoleh simpangan-

simpangan dan gaya-gaya anggota dari suatu struktur.

2. Menggunakan elemen-elemen kontinu untuk memperoleh solusi

pendekatan terhadap permasalahan-permasalahan perpindahan panas,

mekanika fluida dan mekanika solid.

Dua karakteristik yang membedakan metode elemen hingga dengan metode

numeric yang lain yaitu:

1. Metode ini menggunakan formulasi integral untuk menghasilkan sistem

persamaan aljabar.

2. Metode ini menggunakan fungs-fungsi kontinyu untuk pendekatan

parameter-parameter yang belum diketahui.

Universitas Sumatera Utara

47

Keuntungan dari Metode Elemen Hingga antara lain :

a. Memodelkan bentuk yang kompleks

b. Menyelesaikan kondisi pembebanan umum

c. Memodelkan objek/struktur dengan jenis material yang banyak

d. Memodelkan banyak macam syarat batas

e. Dengan mudah menggunakan bermacam ukuran elemen dalam

meshing/diskritisasi

f. Menyelesaikan model dengan mudah dan murah

g. Dapat memodelkan efek dimanis

h. Menyelesaikan kelakuan tidak linier dari geometri dan material

3.2 Elemen Segitiga Linear

Elemen segitiga linear merupakan elemen pertama yang dikembangkan pada

metode elemen hingga 2 dimensi dan merupakan elemen paling sederhana,

namun terdapat kelemahan pada akurasi hasil perhitungan yang paling tidak

tepat dibandingkan dengan elemen lainnya. Elemen segitiga linear digunakan

ketika mesh dilakukan pada domain dengan bentuk model yang terdapat ujung

runcing sehingga dibutuhkan elemen segitiga pada saat membagi-bagi objek dan

tidak jarang, mesh yang dilakukan pada domain objek menggunakan elemen

campuran seperti elemen segitiga dan elemen segiempat. Gambar 3.2

menunjukkan contoh objek dengan domain segiempat dibagi menjadi elemen

Universitas Sumatera Utara

48

segitiga dan Gambar 3.3 menunjukkan elemen segitiga hasil mesh dengan jumlah

noda dan derajat kebebasan (degree of freedom).

Gambar 3.2 Objek segiempat dibagi menjadi elemen segitiga

Gambar 3.3 Elemen segitiga linear

Pada metode elemen hingga, terdapat persamaan dasar untuk menentukan

perpindahan perkiraan (approximate displacement) dengan formula pada

persamaan (3.2.1)

deyxNyxU h ,, (3.2.1)

Dimana N adalah persamaan bentuk elemen dengan persamaan berupa matriks:

321

321

000

000

NNN

NNNN

node1 node2 node3 (3.2.2)

Universitas Sumatera Utara

49

Sedangkan nilai de adalah vector perpindahan noda dengan susunan matriks

sebagai berikut:

3

3

2

2

1

1

v

u

v

u

v

u

de

node1

node2

node3

(3.2.3)

Sehingga persamaan 3.2.1 dapat dituliskan sebagai berikut:

332211

332211

,,,,

,,,,

vyxNvyxNvyxNyxv

uyxNuyxNuyxNyxu

h

h

(3.2.4)

3.2.1 Pembentukan Persamaan Bentuk Elemen Segitiga

Cara pembentukan matriks persamaan bentuk untuk elemen segitiga

dimulai dengan menentukan koordinat luas untuk elemen segitiga dan

membaginya menjadi tiga luasan (A1, A2, A3) seperti pada Gambar 3.4 dan dari

ketiga luasan tersebut dibuat perbandingan dari bagian-bagian segitiga tersebut

dengan luas total segitiga, sehingga terdapat 3 luasan yang dibandingkan dengan

luasan total segitiga (L1, L2, L3)

Universitas Sumatera Utara

50

Gambar 3.4 Koordinat area

yxxxyyyxyx

yx

yx

yx

A 23322332

33

2212

1

1

1

1

2

1 (3.2.1.1)

Sehingga nilai perbandingan A1 dengan Luas total dinyatakan sebagai berikut:

eA

AL 1

1 (3.2.1.2)

Begitu juga dengan nilai A2 dan nilai A3 dengan nilai sebagai berikut:

yxxxyyyxyx

yx

yx

yx

A 31133113

11

3322

1

1

1

1

2

1 (3.2.1.3)

yxxxyyyxyx

yx

yx

yx

A 12211221

22

1112

1

1

1

1

2

1 (3.2.1.4)

Universitas Sumatera Utara

51

Dengan nilai L2 dan L3 sebagai berikut:

eA

AL 2

2 (3.2.1.5)

eA

AL 3

3 (3.2.1.6)

Dan ketiga nilai tersebut harus memenuhi:

1321321

eee A

A

A

A

A

ALLL (3.2.1.7)

Dan ketiga nilai L1, L2, L3, merupakan nilai untuk persamaan bentuk yaitu:

N1 = L1, N2 = L2, N3 = L3 (3.2.1.8)

3.2.2 Matriks Regangan

Langkah kedua setelah kita mendapatkan persamaan matriks bentuk dari

elemen segitiga maka selanjunya kita menentukan matriks regangan yang

nantinya akan digunakan untuk menentukan persamaan matriks kekakuan. Pada

elemen segitiga 2 dimensi, komponen tegangan utama berupa

xyyyxx

T untuk benda 2D dan regangan utama pada benda 2

dimensi solid berupa xyyyxx

T , sehingga dengan tengangan dan

regangan sumbu tersebut, dituliskan persamaan:

Universitas Sumatera Utara

52

y

v

x

u

y

v

x

u

xx

yy

xx

(3.2.2.1)

Dan jika dibentuk dalam bentuk matriks, didapat persamaan:

LU (3.2.2.2)

Dimana L didapat dari persamaan (3.2.2.1) dan dituliskan dalam persamaan

matriks yaitu:

xy

y

x

L

0

0

(3.2.2.3)

Dengan mensubstitusikan persamaan (3.2.1) dengan persamaan (3.2.2.2) didapat:

BdeLNdeLU (3.2.2.4)

Nilai B pada persamaan (3.2.2.4) merupakan matriks regangan yang akan dicari

dimana:

N

xy

y

x

LNB

0

0

(3.2.2.5)

Dengan mensubstitusikan persamaan bentuk elemen segitiga pada persamaan

(3.2.2) , (3.2.1.8) dengan persamaan (3.2.2.5) maka akan didapat:

332211

321

321

000

000

ababab

bbb

aaa

B (3.2.2.6)

Universitas Sumatera Utara

53

Dengan nilai:

eA

yxyxa

2

2332

1

,

eA

yxyxa

2

3113

2

,

eA

yxyxa

2

11213

(3.2.2.7)

eA

yyb

2

32

1

,

eA

yyb

2

13

1

,

eA

yyb

2

211

(3.2.2.8)

3.2.3 Elemen Matriks

Langkah selanjutnya adalah menentukan matriks kekakuan, matriks

massa, dan matriks gaya. Matriks kekakuan didapatkan dengan menggunakan

persamaan berikut:

Ae

TT

Ae

h

Ve

T

e cBdAhBcBdABdzcBdVBk0

(3.2.3.1)

Nilai c pada persamaan (3.3.1) adalah sebagai berikut:

)(

2100

01

01

1 2sPlaneStres

v

v

v

v

Ec

(3.2.3.2)

)(

122100

011

011

211

1nPlaneStrai

vv

vv

vv

vv

vEc

(3.2.3.3)

Kemudian matriks massa diperoleh dengan menggunakan persamaan di bawah

ini:

Ae

T

Ae Ae

h

TT NdANhNdANdxNdVNme 0

(3.2.3.4)

Universitas Sumatera Utara

54

Maka matriks me selanjutnya disubstituasikan dengan matriks bentuk elemen

sehingga dapat dituliskan sebagai berikut:

dA

NNNNNN

NNNNNN

NNNNNN

NNNNNN

NNNNNN

NNNNNN

hmeAe

332313

332313

322212

322212

312111

312111

000

000

000

000

000

000

(3.2.3.5)

Nilai integrasi pada persamaan matriks di atas dapat diselesaikan dengan

menggunakan formula matematika yang dikembangkan Eisenberg dan Malvern

(1973)

A

pnm

pnmdALLL pn

A

m 2!2

!!!321

(3.2.3.6)

Maka nilai matriks massa dapat dituliskan ulang sebagai berikut:

201010

020101

102010

010201

101020

010102

2

hAme

(3.2.3.7)

Kemudian matriks gaya didapat dengan mengasumsi adanya gaya merata

pada bagian sisi segitiga misalkan sisi antara titik 2 dan titik 3 dari segitiga

sehingga persamaan gaya dapat dituliskan sebagai berikut:

dlfsy

fsxNfe

l

T

32

(3.2.3.8)

Universitas Sumatera Utara

55

Dikarenakan beban dianggap merata, maka persamaan di atas dapat dituliskan

sebagai berikut:

fy

fx

fy

fxlxfe

0

0

2

132 (3.2.3.9)

Dimana 32l merupakan panjang sisi dari titik 2 ke titik 3 sebuah segitiga. Setelah

matriks gaya, kekakuan dan massa diperoleh maka matriks global dapat diperoleh

dengan menggabungkan per elemen dari suatu objek.

3.3 Elemen Segiempat Linear

Elemen segitiga jarang digunakan dalam mesh objek metode elemen

hingga. Alasan utama mengapa elemen segitiga lebih jarang digunakan dibanding

dengan elemen segiempat dan elemen lainnya adalah pada matriks regangan

elemen segitiga, nilainya konstan namun untuk elemen segiempat, nilainya

tidaklah konstan

3.3.1 Pembentukan Persamaan Bentuk Elemen Segiempat

Diasumsikan sebuah objek dengan domain segiempat seperti pada

Gambar 3.5 kemudian, objek tersebut dibagi menjadi elemen segiempat kecil

(mesh), dimana tiap elemen segiempat terdapat empat noda dengan 2 DOF

(Degree of Freedom)

Universitas Sumatera Utara

56

Gambar 3.5 Domain segiempat dipotong menjadi elemen segiempat

Sama dengan persamaan elemen segitiga sebelumnya, persamaan vector

perpindahan pada elemen segitiga juga berlaku untuk elemen segiempat dimana:

deyxNyxU h ,, (3.2.1)

Dengan perpindahan tiap noda berupa:

4

4

3

3

2

2

1

1

v

u

v

u

v

u

v

u

de

node1

node2

node3

node4

(3.3.1.1)

Namun pada elemen segiempat, terdapat dua jenis koordinat yg akan digunakan

dalam menyelesaikan persamaan fungsi bentuk elemen, yaitu koordinat natural

, dan koordinat lokal elemen (x,y) seperti pada Gambar 3.6 dengan

hubungan antara koordinat lokal dan koordinat natural adalah sebagai berikut:

ax ,

by

(3.3.1.2)

Universitas Sumatera Utara

57

Gambar 3.6 Koordinat elemen segiempat (a) Koordinat lokal elemen,

(b) koordinat natural elemen

Maka persamaan matriks untuk fungsi bentuk elemen segiempat dapat dituliskan

sebagai berikut:

4321

4321

0000

0000

NNNN

NNNNN

Node1 Node2 Node3 Node4 (3.3.1.3)

Dengan nilai Ni( i= 1, 2, 3, 4) dapat diperoleh dengan cara yang sama untuk

elemen segitiga sehingga didapat:

114

1

114

1

114

1

114

1

4

3

2

1

N

N

N

N

(3.3.1.4)

Universitas Sumatera Utara

58

3.3.2 Matriks Regangan Elemen Segiempat

Dengan cara yang sama untuk Elemen segitiga, matriks regangan didapat

dengan persamaan sebelumnya B=LN sehingga didapat:

abababab

bbbb

aaaa

11111111

10

10

10

10

01

01

01

01

(3.3.2.1)

Terlihat bahwa matriks regangan untuk elemen segiempat memiliki nilai yang

tidak konstan seperti elemen segitiga.

3.3.3 Elemen Matriks

Setelah mendapatkan nilai matriks regangan, sama seperti prosedur

sebelumnya, nilai matriks kekakuan didapat dengan persamaan berikut:

1

1

1

1

dcBdabhBcBdAhBke T

A

T (3.3.2.2)

Untuk matriks massa,diperoleh dengan cara yang sama sehingga dihasilkan

persamaan:

jjiij

habm

1

3

11

3

11

4 (3.3.2.3)

Sebagai contoh,

9

411

3

1111

3

11

433

habhabm

(3.3.2.4)

Universitas Sumatera Utara

59

Sehingga didapat matriks massa sebagai berikut:

40201020

04020102

20402010

02040201

10204020

01020402

20102040

02010204

9

habme

(3.3.2.5)

Dan persamaan matriks gaya yang bekerja pada objek didapat dengan

menggunakan persamaan sebagai berikut:

0

0

0

0

fy

fy

fx

fx

bfe (3.3.2.6)

3.4 Elemen Cangkang (Shell Element)

Elemen Cangkang atau Shell Element merupakan elemen yang menerima

beban dari segala arah dan memiliki bentuk lengkung ataupun bentuk khusus

lainnya seperti tangki air atau bentuk cangkang. Pada bagian ini akan dijelaskan

penurunan persamaan Shell element dengan pembagian objek menjadi elemen

segiempat

Universitas Sumatera Utara

60

3.4.1 Elemen pada Sistem Koordinat Lokal

Elemen Cangkang biasanya memiliki bentuk lengkung namun pada

penurunan persamaan ini, kita mengasumsi elemen cangkang memiliki

permukaan yang datar. Pada elemen cangkang, terdapat enam derajat kebebasan

untuk setiap noda

4

3

2

1

de

de

de

de

de (3.4.1.1)

Dengan dei (i = 1, 2, 3, 4) merupakan perpindahan tiap noda dan tiap noda

memiliki derajat kebebasan seperti pada Gambar 3.7

zi

yi

xi

i

i

i

ei

w

v

u

d

(3.4.1.2)

Dimana nilai u, v, dan w adalah perpindahan secara translasi dan x , y , z

merupakan perpindahan secara rotasi.

Universitas Sumatera Utara

61

Gambar 3.7 Elemen segiempat dari elemen cangkang

Metode Elemen Hingga yang digunakan untuk struktur cangkang

menggunakan penggabungan matriks dari elemen segiempat dengan elemen pelat

sehingga setiap matriks menggunakan penjumlahan dari matriks hasil elemen

segiempat dengan matriks hasil elemen pelat. Untuk mencari matriks kekakuan,

digunakan penggabungan antara matriks kekakuan elemen segiempat (3.4.1.3)

dengan matriks kekakuan elemen pelat (3.4.1.4) sehingga didapat matriks

gabungan yang merupakan matriks kekakuan elemen cangkang (3.4.1.5)

mmmm

mmmm

mmmm

mmmm

m

e

kkkk

kkkk

kkkk

kkkk

k

44434241

34333231

24232221

14131211

(3.4.1.3)

bbbb

bbbb

bbbb

bbbb

b

e

kkkk

kkkk

kkkk

kkkk

k

44434241

34333231

24232221

14131211

(3.4.1.4)

Universitas Sumatera Utara

62

000000000000

00000000

00000000

000000000000

00000000

00000000

000000000000

00000000

00000000

000000000000

00000000

00000000

44434241

44434241

34333231

34333231

24232221

24232221

14131211

14131211

mmmm

mmmm

mmmm

mmmm

mmmm

mmmm

mmmm

mmmm

kkkk

kkkk

kkkk

kkkk

kkkk

kkkk

kkkk

kkkk

ke (3.4.1.5)

Begitu juga dengan persamaan matriks untuk massa merupakan

penjumlahan antara matriks massa elemen segiempat (3.4.1.6) dengan matriks

massa elemen pelat (3.4.1.7) sehingga didapat matriks massa untuk elemen

cangkang (3.4.1.8)

mmmm

mmmm

mmmm

mmmm

m

e

mmmm

mmmm

mmmm

mmmm

m

44434241

34333231

24232221

14131211

(3.4.1.3)

bbbb

bbbb

bbbb

bbbb

b

e

mmmm

mmmm

mmmm

mmmm

m

44434241

34333231

24232221

14131211

(3.4.1.4)

Universitas Sumatera Utara

63

000000000000

00000000

00000000

000000000000

00000000

00000000

000000000000

00000000

00000000

000000000000

00000000

00000000

44434241

44434241

34333231

34333231

24232221

24232221

14131211

14131211

mmmm

mmmm

mmmm

mmmm

mmmm

mmmm

mmmm

mmmm

mmmm

mmmm

mmmm

mmmm

mmmm

mmmm

mmmm

mmmm

me (3.4.1.5)

3.4.2 Elemen pada Sistem Koordinat Global

Matriks elemen lokal yang didapat pada sub bab sebelumnya dapat

diubah menjadi koordinat global dengan menggunakan persamaan berikut:

keTTKe T (3.4.2.1)

meTTMe T (3.4.2.2)

feTFe T (3.4.2.3)

Dimana Matriks T adalah sebagai berikut:

3

3

3

3

3

3

3

3

0000000

0000000

0000000

0000000

0000000

0000000

0000000

0000000

T

T

T

T

T

T

T

T

T (3.4.2.4)

Universitas Sumatera Utara

64

zzz

yyy

xxx

nml

nml

nml

T3 (3.4.2.5)

Nilai lk, mk, dan nk (k = x, y, z) adalah cosinus dari sudut arah lokal menuju arah

global

Universitas Sumatera Utara

65

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 HASIL PERHITUNGAN KEKUATAN PER TITIK PADA BATANG 1-4

Data :

Berat Jenis Beton = 2400 Kg/m3

Jarak Scaffolding = 1.80 m

Tebal Plat Lantai = 0.25 m

Kekuatan/tiang = 2.74 ton (hasil perhitungan gaya aksial Pa)

Universitas Sumatera Utara

66

Asumsi :

Dead Load (Beton) = 2,400 kg/m3

x 1.8 m x 0.25m = 1,080 kg/m

Live Load = 350 kg/m

Total beban = 1,430 kg/m

Kombinasi Beban :

DL = 1.2 1,080 = 1,296 kg/m

LL = 1.6 350 = 560 kg/m

Total = 1,856 kg/m (sepanjang 1,80 m untuk 4 titik)

Material Diameter Tebal E Fy

Vertikal + Palang Q235 42 1.8 2100000 2520

Besar beban titik (beban struktur) yang harus dipikul oleh tiap tiang adalah :

P = 1,856 1.80 = 3,341 kg

Jumlah Titik yg memikul = 4 titik

P titik = 835 kg

P awal = 835 kg

Beban Kejut = 20 kg

Total Beban per titik = 855 kg

Nilai Faktor Reduksi = 0.6

Universitas Sumatera Utara

67

Akibat kondisi lapangan yang sulit diprediksi, maka nilai reduksi dari

kekuatan scaffolding yang digunakan sebesar 0,6.

Maka besar kekuatan tiap tiang scaffolding untuk menahan beban adalah :

P = 2,743 0.6 = 1,646 kg > 855 kg ….. (Aman)

Dengan kondisi demikian, maka dapat disimpulkan bahwa konstruksi

perancah (scaffolding) yang ada, KUAT untuk menahan beban struktur yang ada.

4.1.2 PERHITUNGAN GAYA AKSIAL (Pa)

K = 1

L = 150 cm

r = Rotate Radius

Cc = π. √ 2E/fy

KL/r < Cc ------------- Fa = (1-0,5R2) x fy

R = (KL/r)/Cc FS

Fs = (5/3)+ (3R/8-R3/8)

Cek Bearing Load Scaffolding ------- 1.43 < 2.74 ton ------------ Ok

Material r1 r2 r L KL/r Cc R FS Fa Pa (ton)

Kaki + Palang Atas A 4.2 3.84 1.95 170 87.40 128.19 0.68 1.836 1,208.24 2.74

Palang Lengkung B 2.5 2.16 1.320.17 1.24

t A

0.18 2.27

Universitas Sumatera Utara

68

4.2 Hasil Analisis Beban Maksimum Scaffolding

Perhitungan untuk mendapatkan beban maksimum scaffolding secara manual

memerlukan waktu yang lama dan perhitungan yang panjang. Oleh karena itu, untuk

memverifikasi hasil analisis dari beban maksimum yang dapat dipikul oleh

scaffolding dengan menggunakan bantuan perangkat lunak SAP dan dianalisis

dengan menggunakan metode statik analitis.

Gambar 4.1 Penomoran Batang pada Struktur Scaffolding

Batang yang ditinjau

Universitas Sumatera Utara

69

Gambar 4.2 Tabel Hasil Output SAP2000

Perhitungan manual dengan hasil output dari SAP2000 menunjukan hasil yang

mendekati dimana pada perhitungan manual didapat besar kekuatan tiap tiang

scaffolding untuk menahan beban adalah : 1.646 kg sedangkan pada hasil output

SAP2000 adalah 1,690 kg.

Beban Maksimum

Universitas Sumatera Utara

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Beberapa kesimpulan yang dapat dibuat dari hasil analisis dan pembahasan di dalam

tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Scaffolding ditujukan untuk memperlancar proses produksi dan untuk

meminimalkan resiko atau mencegah potensi-potensi bahaya yang

diakibatkan oleh pekerja (pada pekerjaan yang dilakukan pada

ketinggian).

2. Secara perhitungan kekuatan, penggunaan perancah scaffolding cukup

kuat untuk menahan beban layan (beban struktur dan beban kejut ) yang

ada, besar kekuatan tiap tiang scaffolding untuk menahan beban adalah :

P = 2,743 0.6 = 1,646 kg > 855 kg………….... Aman

3. Pada perhitungan kekuatan dengan bantuan perangkat lunak SAP2000 ,

hasil yang didapat lebih akurat dan detail dalam memperkirakan kapasitas

maksimum scaffolding agar tidak terjadi keruntuhan karena perancah /

scaffolding dibagi per section.

4. Perawatan bahan acuan dan perancah mutlak diperlukan agar kondisi

bahan dapat terkendali dan sesuai dengan asumsi perancangan.

5. Pengecekan / pengendalian kualitas pekerjaan konstruksi perancah harus

dilakukan berkala agar dapat meminimalisir hal – hal yang tidak

diinginkan.

Universitas Sumatera Utara

71

6. Perancah harus cukup kuat dengan pemberian meja scaffolding dan

bracing / crossing dalam menerima gaya momen, lintang maupun normal

(lateral).

5.2 Saran

Beberapa saran yang dapat diberikan untuk mengembangkan hasil yang telah

diperoleh pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Hendaknya disediakan tempat yang khusus guna menyimpan

scaffolding saat tidak digunakan sehingga scaffolding akan lebih

terjaga dari kerusakan.

2. Sebaiknya diupayakan agar tidak adanya beban tambahan (beban

kejut) diluar perancangan yang dapat menyebabkan struktur

kelebihan beban kerja.

3. Pemahaman terhadap tindakan pencegahan keruntuhan konstruksi

perancah, sebaiknya dikuasai / dipahami dengan baik oleh

kontraktor agar dapat meminimalisir dampak dari keruntuhan

konstruksi perancah tersebut.

4. Pemilihan metode kerja yang tepat harus dipikirkan dengan baik,

karena tidak hanya mempengaruhi waktu / lama pekerjaan tapi juga

pada jenis bahan, alat dan beban kerja yang ada pada pelaksanaan

pembangunan.

Universitas Sumatera Utara

72

LAMPIRAN 1

LANGKAH-LANGKAH PENGERJAAN PROGRAM SAP2000

Struktur Scaffolding ( 3D-View )

1. Define Material

2. Define Material Pilih Material “Q235”

Universitas Sumatera Utara

73

3. Define Material Pilih Material “Q235” Pilih Modify/ Show Material

Edit Material Property Data

4. Define Pilih Section Properties Pilih Frame Sections

Universitas Sumatera Utara

74

5. Define Pilih Section Properties Pilih Frame Sections Add New

Property Pilih Property A-1 Modify/Show Property Edit Pipe Section

6. Define Pilih Section Properties Pilih Area Sections

Universitas Sumatera Utara

75

7. Define Pilih Section Properties Pilih Area Sections Add New Sections

“L1” Tipe Shell

8. Define Pilih Section Properties Pilih Area Sections Add New Sections

“L1” Tipe Shell Modify/Show Property Edit Shell Section Data

Universitas Sumatera Utara

76

9. Define Pilih Section Properties Pilih Load Patterns

10. Define Pilih Section Properties Pilih Load Patterns Modify Load

Pattern

Universitas Sumatera Utara

77

11. Define Pilih Section Properties Pilih Load Cases

12. Define Pilih Section Properties Pilih Load Cases Define Load Cases

Modify / Show Load Cases

Universitas Sumatera Utara

78

13. Define Pilih Mass Source Define Mass Source

14. Define Pilih Load Combinations

Universitas Sumatera Utara

79

15. Define Pilih Load Combinations Add New Combo “COMB 1” &

“COMB 2” Modify / Show Combo Edit Dead Load & Live Load

16. Draw Set Select Mode Draw Frame/Cable/Tendon

Universitas Sumatera Utara

80

17. Draw Set Select Mode Draw Frame/Cable/Tendon Edit Property of

Object

18. Assign Pilih Area Loads Pilih Uniform (Shell)

Universitas Sumatera Utara

81

19. Assign Pilih Area Loads Pilih Uniform (Shell) Edit Area Uniform

Loads

20. Tampilan Hasil dari Area Uniform (LL) Global

Universitas Sumatera Utara

82

21. Assign Pilih Joint Pilih Restrains

22. Analyze Pilih Set Analysis Options

Universitas Sumatera Utara

83

23. Analyze Pilih Set Analysis Options Edit Analysis Options

24. Analyze Pilih Run Analysis

Universitas Sumatera Utara

84

25. Analyze Pilih Run Analysis Set Load Cases to Run

26. Analysis Complete

Universitas Sumatera Utara

85

27. Design Pilih Steel Frame Design Pilih Steel Design / Check of Structure

28. Tampilan dari Steel Design Sections (AISC-LRFD99)

Universitas Sumatera Utara

86

29. Edit Steel Stress Check Information (AISC-LRFD99)

30. Hasil dari Steel Stress Check Information (AISC-LRFD99)

Universitas Sumatera Utara

87

31. Steel Stress Check Information (AISC-LRFD99) Hasil dari Steel Details 1

– Summary Data

32. Display Pilih Show Forces/Stresses Pilih Frames/Cables

Universitas Sumatera Utara

88

33. Display Pilih Show Forces/Stresses Pilih Frames/Cables Edit

Member Force Diagram for Frames Pilih Axial Force

34. Hasil dari Axial Force Diagram (COMB 2)

Universitas Sumatera Utara

89

35. Hasil dari Axial Force Diagram (COMB 2) Diagrams for Frame Object 30

(A-1)

36. Display Pilih Show Forces/Stresses Pilih Frames/Cables Edit

Member Force Diagram for Frames Pilih Torsion

Universitas Sumatera Utara

90

37. Hasil dari Torsion Diagram (COMB 2) Diagrams for Frame Object 30 (A-

1)

38. Display Pilih Show Forces/Stresses Pilih Frames/Cables Edit

Member Force Diagram for Frames Pilih Moment 3-3

Universitas Sumatera Utara

91

39. Hasil dari Moment 3-3 Diagram (COMB 2) Diagrams for Frame Object 30

(A-1)

40. Display Pilih Show Tables

Universitas Sumatera Utara

92

41. Display Pilih Show Tables Choose Tables for Display Analysis

Results Element Output Objects and Elements Pilih ketiga table : Joints,

Frames & Areas

42. Display Pilih Show Tables Choose Tables for Display Analysis

Results Element Output Frame Output Pilih kedua table : Element

Forces-Frames & Element Joint Forces-Frames

Universitas Sumatera Utara

93

43. Tampilan dari Element Forces - Frames

44. Tampilan dari Element Forces – Frames Pilih File Export All Tables

to Excel

Universitas Sumatera Utara

FOTO DOKUMENTASI

Gambar 4.1 Proses Pembangunan Sekolah Charles Wesley

Gambar 4.2 Penggunaan Scaffolding sebagai Penahan Beton Cor

Universitas Sumatera Utara

Gambar 4.3 Penggunaan Scaffolding sebagai Penahan Beton Cor

Gambar 4.4 Detail Pembebanan Scaffolding

Universitas Sumatera Utara

Gambar 4.5 Penggunaan Scaffolding sebagai Penahan Beton Cor

Gambar 4.6 Scaffolding Miring diakibatkan beban beton cor lantai 12cm

Universitas Sumatera Utara