tugas akhir rc09 – 1380 analisa perbandingan...

TUGAS AKHIR ( RC09 – 1380 )

ANALISA PERBANDINGANMODEL KERUNTUHAN PROFIL HEXAGONAL DAN CIRCULAR CASTELLATED BEAM DENGAN PROGRAM FEA

Oleh : SAIDUL ULUMNRP 3112 105 045

DOSEN PEMBIMBING IBUDI SUSWANTO, ST., MT., Ph.D

DOSEN PEMBIMBING IIIr. HEPPY KRISTIJANTO, MS.

JURUSAN TEKNIK SIPILFakultas Teknik Sipil dan PerencanaanInstitut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya 2014



1. PENDAHULUAN2. TINJAUAN PUSTAKA3. METODOLOGI4. PRELIMINARY DESIGN5. ANALISA KERUNTUHAN DENGAN PROGRAM FEA6. PERBADINGAN HASIL ANALISA7. ANALISA PERBANDINGAN DENGAN RUMUS EMPIRIS8. KESIMPULAN DAN SARAN

DAFTAR ISI

2



LATAR BELAKANG1. Faktor Keuntungan2. Dirasa perlu untuk dilakukan perbandingan model keruntuhan pada balok bukaan

PERUMUSANMASALAH1. Bagaimana mengetahui prilaku elemen struktur yang terjadi dari masing‐masing jenis bukaan dari program

Abaqus 6.10 untuk mengetahui model keruntuhana. Teganganb. Defleksi

BATASANMASALAH1. Elemen struktur yang ditinjau adalah balok castellated beam dengan perletakan sederhana (sendi‐sendi).2. Analisa pembebanan terhadap struktur hanya merupakan beban displacement pada tengah bentang balok.3. Analisa ini menggunakan profil WF (wide flange) yang direncanakan menjadi castellated beam dengan

bukaan circular dan hexagonal.4. Analisa ini hanya pada jenis bentuk bukaan circular dan hexagonal.5. Analisa ini menggunakan tiga jenis sampel profil dengan dua jenis bukaan.6. Analisa ini tidak meninjau biaya, manajemen proyek, dan segi arsitektural.7. Analisa ini mengacu pada jurnal ASCE, AISC dan SNI 03 – 1729 – 2002.8. Analisa menggunakan program bantu Finite Element Analysis (Abaqus 6.10).

PENDAHULUAN

3

PENDAHULUAN



CASTELATED BEAM ?Castellated beam adalah profil baja H, I, atau U yang kemudian pada bagian badannya dipotongmemanjang dengan pola zig‐zag. Kemudian bentuk dasar baja diubah dengan menggeser atau membaliksetengah bagian profil baja yang telah dipotong. Penyambungan setengah profil dilakukan dengan caradilas pada bagian “gigi‐giginya” sehingga terbentuk profil baru dengan lubang berbentuk segi enam(hexagonal), segi delapan (octogonal), dan lingkaran (circular) sehingga menghasilkan modulus penampangyang lebih besar

HEXAGONALCIRCULLAR

KEUNTUNGAN CASTELLATED BEAM• Dengan lebar profil yang lebih tinggi menghasilkan momen inersia dan modulus penampang yang lebihbesar, sehingga lebih kuat dan kaku bila dibandingkan dengan profil asalnya. (Megharief, J.D. 1997 danGrunbauer, J. 2001)• Dengan tegangan ijin yang lebih kecil mampu memikul momen yang lebih besar. (Megharief, J. D. 1997dan Grunbauer, J. 2001)• Bahannya ringan, kuat, dan mudah dipasang. (Megharief, J. D. 1997 dan Grunbauer, J. 2001)• Profil Castellated beam juga cocok untuk bentang panjang (untuk penggunaan Castellated beam padaatap dapat mencapai 10‐50 meter dan bila digunakan sebagai pelat 12‐25 meter). Sehingga dapatmengurangi jumlah kolom dan pondasi serta mengurangi biaya erection (pengangkatan). (Dougherty 1993)• Dapat digunakan untuk gedung tingkat tinggi dan bangunan perindustrian. (Amayreh, L. dan M.P. Saka2005)

TINJAUAN PUSTAKA

4



KERUGIAN CASTELLATED BEAM• Profil Castellated beam kurang tahan api, sehingga harus ditambah lapisan tahan api 20% lebih tebalagar mencapai ketahanan yang sama dengan profil awalnya. (Grubauer, J. 2001)• Kurang kuat menerima gaya lateral, sehingga perlu diberi satu atau lebih pelat pada ujung‐ujung(dekat dengan pertemuan balok‐kolom) (Grubauer, J. 2001).• Pada ujung‐ujung bentang (di sudut profil) terjadi peningkatan pemusatan tegangan (stressconsentration). (Amayreh, L. dan M.P. Saka 2005)• Castellated beam tidak sesuai untuk bentang pendek dengan beban yang cukup berat. (Amayreh, L.dan M.P. Saka 2005)

TINJAUAN PUSTAKA

5



MODEL KEGAGALAN CASTELLATED BEAM• Mekanisme geser atau Vierendeel• Mekanisme lentur• Tekuk lateral torsi pada pelat badan• Putusnya sambungan las• Tekuk pelat badan akibat geser• Tekuk pelat badan akibat tekan

TINJAUAN PUSTAKA

6



LATER BELAKANG1. Faktor Keuntungan2. Dirasa perlu untuk dilakukan perbandingan

model keruntuhan pada balok bukaan

PERUMUSANMASALAH1. Bagaimana mengetahui prilaku elemen struktur

yang terjadi dari masing‐masing jenis bukaandari program Abaqus 6.10 untuk mengetahuimodel keruntuhana. Teganganb. Defleksi

BATASANMASALAH1. Elemen struktur yang ditinjau adalah balok

castellated beam dengan perletakan sederhana(sendi‐sendi).

2. Analisa pembebanan terhadap struktur hanyamerupakan beban displacement pada tengahbentang balok.

METODOLOGI

7

PENDAHULUAN



DATA PERENCANAANSolid BeamIWF 250.125.6.9IWF 400.200.8.13IWF 450.200.9.14BJ 41fy = 250 MpaFu = 410 MpaModulus elastisitas (E) = 200000 Mpa

PRELIMINARY DESIGN

8

CASTELLATED BEAM• Hexagonal Castellated BeamIWF 350.125.6.9 (HCB1)IWF 560.200.8.13 (HCB2)IWF 630.200.9.14 (HCB3)

Circular Castellated BeamIWF 335.125.6.9 (CCB1)IWF 536.200.8.13 (CCB2)IWF 603.200.9.14 (CCB3)



HEXAGONAL CASTELLATED BEAM

PRELIMINARY DESIGN

9

RUMUS PERENCANAAN

h = d ( K1 – 1 )dg = d + h

St =

ho = 2h e = 0.5 ho

b =

ao = 2b + e

2hodg −

θtanh



CIRCULAR CASTELLATED BEAM

PRELIMINARY DESIGN

RUMUS PERENCANAAN

h = d ( K1 – 1 )dg = d + h ‐ (0,075 x Do)

St =

ho = 2h e = 0.5 ho ao = 1Do

2Dodg −

10



PERBANDINGAN HASIL ANALISA

PENDAHULUANTITIK PENINJAUAN RUMUS PERENCANAAN

h = d ( K1 – 1 )dg = d + h ‐ (0,075 x Do)

St =

ho = 2h e = 0.5 ho ao = 1Do

11




12

HCB 1 GRAFIK TEGANGAN ‐ DEFLEKSI




HCB 1 GRAFIK TEGANGAN ‐ DEFLEKSI

13




14

CCB 1 GRAFIK TEGANGAN ‐ DEFLEKSI




CCB 1 GRAFIK TEGANGAN ‐ DEFLEKSI

15




TIGA SAMPEL UJI GRAFIK TEGANGAN ‐ DEFLEKSI

16




TIGA SAMPEL UJI GRAFIK TEGANGAN ‐ DEFLEKSI

17



VALIDASI RUMUS EMPIRIS

PENDAHULUANTEGANGAN

DEFLEKSI

18



KESIMPULAN1. Dari hasil analisa FEA, nilai tegangan pada setiap sampel circular castellated beam (CCB) lebih besar

5,125% dari nilai tegangan hexagonal castellated beam (HCB).2. Dari hasil analisa FEA, nilai defleksi pada setiap sampel circular castellated beam (CCB) lebih besar

7,856% dari nilai defleksi hexagonal castellated beam (HCB).3. Dari hasil analisa FEA, dapat disimpulkan dengan Ix pada sampel CCB lebih kecil dari sampel HCB,

mengakibatkan defleksi dan tegangan yang lebih besar pada sampel CCB. Sehingga sampel HCB lebihkaku.

4. Pada analisa FEA membuktikan bahwa ketika penampang mengalami kelelehan, lendutan menjadisemakin besar tidak lagi linear.

5. Hasil analisa program FEA dan rumus empiris sedikit memiliki perbedaan nilai, karena pada programFEA kita melakukan meshing elemen sehingga analisanya memiliki akurasi validasi nilai yang tinggidibanding rumus empiris yang hanya menghitung per elemen tanpa melakukan meshing.

SARAN1. Perlu dilakukan pengujian eksperimental untuk hasil yang lebih akurat

KESIMPULAN DAN SARAN

16

PENDAHULUAN



TERIMAKASIH

17

tugas akhir rc09 – 1380 analisa perbandingan...

Documents