Admiral's Log>> Some online records of meTop of Form

Bottom of FormRSSUTF versus MeshPosted byPurboon25 November 20104 Votes

Eh, ini bukan liputan hasil pertandingan lho UTF itu maksudnya Uniform To Frame, dan Mesh itu maksudnya pias.Setelah agak lama vakum karena beberapa kali harus keluar kota untuk urusan pekerjaan, dan sempatdag-dig-dugakibat status Merapi, ditambah lagi memang baru males menulis, kini tiba saatnya membahas tentang SAP2000 lagi Jika menyimak judulnya (penjelasan di bawah judul maksudnya), tulisan kali ini memang berkaitan terutama dengan pemakaian elemenshelluntuk pemodelan pelat pada bangunan gedung. Di antara (atau malah semua?) para pembaca tentunya ada yang mengenal metode pelimpahan beban pelat lantai ke balok-balok gedung dengan pembebanan segitiga dan trapesium. Dalam metode tersebut, pelat tidak dimodelkan sebagai elemen namun hanya sebagai beban (termasuk beratfinishinglantai dan beban hidup), sehingga model struktur gedung hanya mencakup elemen balok dan kolom saja. Hal ini terkait terutama karena keterbatasan metode perhitungan klasik struktur frame. Nah, seiring dengan berkembangnya jaman, dan mulai hadirnya program semacam SAP2000, kini tersedia pula metode alternatif: pelat dapat langsung ikut dimodelkan sebagai elemen dalam model struktur. Tulisan ini akan mencoba membandingkan kedua metode tersebut, dengan kaitannya terhadap pemodelan pembebananuniformdanuniform to frame, serta pengaruh mesh.Uniform?Uniform to frame?Mesh?Nggakgatal tapi jadi garuk-garuk kepala? Ikutin aja ceritanya, nanti jugamanggut-manggutkok akhirnyaLangsung saja, di sini akan dibandingkan 5 macam model struktur gedung sederhana 2 lantai dengan tinjauan beban gravitasi. Seperti yang disebutkan sebelumnya, dibuat model strukturframedengan pelat sebagai beban saja, dan model dengan pelat sudah ikut disertakan sebagai elemen. Pada model dengan pemodelan elemen pelat, ditinjau pengaruh pembebanan tipeuniformdanuniform to frame. Termasuk pula adalah tinjauan terhadap pengaruhmeshingalias pembagian pias-pias pada elemen pelat. Sebagai rekapitulasinya, model tinjauan kita adalah sbb. :1. Frametanpa pelat, beban segitiga/trapesium2. Framedengan pelat, bebanuniform to frame, tanpameshpelat3. Framedengan pelat, bebanuniform to frame, denganmeshpelat4. Framedengan pelat, bebanuniform, tanpameshpelat5. Framedengan pelat, bebanuniform, denganmeshpelat

Pada model 2 s/d 5, beban pada pelat berupa beban luasan yang langsung diberikan pada pelatnya (ndakperlu dihitung dulu seperti pada model 1). Ada dua pilihan yang bisa dipakai, yaitu bebanuniformdan bebanuniform to frame, semua berupa beban per luasan (misal dalam kN/m2). Bedanya? Bebanuniformdiaplikasikan pada pelatnya saja, sedangkan padauniform to framebeban luasan juga akan ditransfer secara otomatis oleh program menjadi beban segitiga dan trapesium ke balok-balok di sekitarnya. Lantas kenapa tidak langsung pakaiuniform to framesaja, kan sudah jelas to? Bebanuniformjuga bisa dipakai kok, tapi ada syaratnya Apa itu? Sabardonk, nanti juga dijelaskan kok. Kalau dijelasin sekarang habis lah bahan tulisan saya hehehe Satu lagi, warna teks untuk kedua jenis beban tersebut nanti akan dibedakan supaya yang membaca tidak mudah bingung dan tersesat (tulisanbebanuniformdengan warna merah danuniform to framewarna biru).Oh ya, sebelum kelupaanmeshyang dipakai di sini adalah denganautomatic area mesh. Mau dengandivide areajuga boleh sih, sama saja kok. Bedanya hanya di modelnya saja, dengandivide areamodel akan dibagi dalam pias-pias secara fisik sedangkan denganautomatic meshhanya dalam analisisnya saja program akan melakukan pembagian pias secara otomatis. Biar lebih jelas, misal satu panel pelat dibagi menjadi 10 x 10 pias lewatdivide area, maka akan didapatkan 100 elemen pelat untuk panel tersebut. Denganautomatic mesh, panel tetap akan menjadi 1 elemen, namun dalam analisisnya akan dihitung sebagai 100 pias/elemen. Jika ingin melakukan perubahan jumlah/ukuran pias, maka metode dengandivide areaharus membuat panel/elemen baru lalu dibagi, sedangkan padaautomatic meshtinggal mengganti inputnya saja. Selain itu,meshyang dimaksud di sini adalahmeshyang lebih detail/halus pada panel pelat antara balok-balok, jadi bukan hanyameshpada lokasi baloknya saja.

Beban-beban yang ditinjau pada model struktur adalah beban mati (berat sendiri) dan beban hidup (penggunaan lantai gedung). Tentu saja ini adalah penyederhanaan saja agar mudah penyajian dan pemahamannya, misal beban mati bisa ditambahkan pula beban finishing keramik dll. Beban hidup pada model adalah sebesar 2,5 kN/m2untuk pelat lantai 2 dan 1 kN/m2untuk pelat lantai dak/atap. Monitoring dilakukan terhadap respon nilai maksimum lendutan serta momen lentur pada balok lantai 2 portal tengah untuk portal arah-X, dengan acuan modelframetanpa pelat (sebagai beban saja, Model no.1). Setelah melalui proses analisis yang cepat (ya iyalah coba kalau model 50 lantai dengan denah tak beraturan) maka sim salabim berikut rekap hasilnya, untuk tinjauan beban hidup saja (nomor urut mengacu juga pada nomor model) : Lendutan lantai 2 portal tengah arah X1. 0,0611 mm2. 0,0619 mm3. 0,0617 mm4. 0,0574 mm5. 0,0658 mm Momen negatif/positif balok lantai 2 portal tengah arah X1. 9,077/5,485 kNm2. 8,912/5,437 kNm3. 7,274/3,975 kNm4. 0,221/0,223 kNm5. 8,342/4,733 kNm

Pembandingan akan dilakukan per kelompok tipe portal, yaitu model 2 & 3 (bebanuniform to frame) dan model 4 & 5 (bebanuniform), dengan acuan ke model 1 (portal tanpa model pelat). Untuk model bebanuniform to frame(2 & 3), baik respon lendutan dan momen lentur maksimum tampak mendekati respon model 1. Sedangkan pada model 4 & 5, ada perbedaan mencolok, yaitu pada model 4. Hasil lendutan mungkin masih memenuhi, tapi momennya jadi kacau, baik dari segi nominal nilainya maupun bentuk diagram momen Ada apanya yahCoba ingat kembali, model 4 adalah model dengan bebanuniformtanpameshing. Pada bebanuniformbeban luasan akan langsung disalurkan hanya pada tepi-tepi (nodal ujung) elemen pelat saja. Oleh karena itu, respon lendutan memang masih memenuhi karena titik tinjauan adalah padajoint/pertemuan balok-kolom yang juga terdapat nodal ujung elemen pelat, sehingga bebanuniformmasih bisa masuk dalam perhitungan. Namun untuk respon momen lentur, di mana titik tinjauan adalah pada elemen batang, maka bebanuniformtidak terlimpahkan ke balok karena ujung-ujung pelat hanya ada pada pertemuan/jointbalok-kolom saja. Nah, perhatikan tuh model 5, sama-sama dengan bebanuniformnamun hasil lendutan dan momen bisa mendekati acuan model 1. Apa resepnya?Mesh. Ingat perbedaan model 4 dan 5 hanyalah padameshing, dengan model 4 tidak dilakukan pembagian pias. Akibat adanyameshingpada model 5, maka bebanuniformjuga akan tersalukan ke balok karena pada elemen balok juga akan terbebani dari ujung-ujung masing-masing pias elemen pelat. Sedangkan pada model 4 beban hanya akan tersalurkan langsung ke kolom saja.

Terus, model bebanuniform to frame, yang tanpameshdan denganmesh(model 2 & 3) kok kayaknya nggak jauh beda ya kalo gitu, pake yang tanpameshaja, biar lebih praktis dan cepat, ya kan ?Eit! Nanti dulu, jangan keburu syukuran Harap diingat juga, model-model peragawati tadi eh salah model-model struktur kita tadi baru sebatas tinjauan beban hidup saja lho, untuk keperluan tinjauan bebanuniformvsuniform to frame. Nah, sekarang coba kita lihat apa jadinya bila kita bandingkan model 1, 2 dan 3 untuk pengaruh beban mati. Berikut hasil liputan eh hitungan nilai momen maksimum akibat berat sendiri pelat dan balok serta kolom (tinjauan masih pada balok lantai 2 portal tengah arah X dengan format momen negatif/positif, nomor urut masih mengacu nomor model) :1. 13,321/7,764 kNm2. 2,791/1,521 kNm3. 11,891/6,484 kNmWah, lagi-lagi model tanpameshelemen pelat (model 2) bermasalah Siapa ni biang keroknya,hayongaku Coba kita cermati jenis bebannya: pada bahasan sebelumnya, beban hidup berupa beban luasanuniform to frame, sedangkan di sini beban mati berasal dari berat sendiri elemen pelatnya (bukan berupa bebanuniform to frame) sehingga sifatnya cenderung sama seperti bebanuniform. Jadi ya tetap perlumeshingjuga kan. Hasil momen pada model 2 terakhir tadi juga akan mendekati dengan model 1 yang dihilangkan limpahan beban pelatnya (hanya ada berat sendiri balok), yaitu sebesar : 3,043/1,522 kNm, sehingga tampak bahwa beban mati hanya langsung tersalurkan ke joint/kolom.Sebenarnya ada alternatif lain untuk beban berat sendiri pelat (danfinishing) dihitung tersendiri dan dijadikan bebanuniform to frame, sedangkan berat sendiri elemen pelat di-nol-kan lewatmodifierdiarea section-nya, yang menghasilkan momen: 13,096/7,712 kNm (tanpa memakaimeshpelat). Namun, akan muncul masalah lain, jika ingin mencari nilai lendutan pelat (bukan lendutan balok/joint) misal di tengah-tengah bentang pelat, karena deformasi pelat akan menjadi satu kesatuan blok. Bandingkan kedua gambar di bawah ini, bentuk lendutan portal denganmeshpelat dan tanpamesh.

Berhubung sudah menjelang akhir tulisan ini (karena sudah mulai capek mikir dan nulisnya), akan penulis rangkumkan kesimpulan celotehan panjang lebar di atas dalam butir-butir berikut : Pada elemen pelat lantai gedung, dapat diterapkan baik bebanuniformmaupununiform to frame. Diperlukanmeshingpada elemen pelat lantai, terutama pada bebanuniform, dan untuk bebanuniform to frameguna mengakomodasi transfer beban berat sendiri pelat. Alternatif lain untuk masalah beban mati pelat tanpa memakaimeshingadalah dengan menjadikan berat sendiri pelat sebagai bebanuniform to framedan me-non aktif-kan berat sendiri pelat. Namun harap diperhatikan, metode ini tidak bisa mengakomodasi keperluan lendutan pada elemen pelat. Jadi, tetap direkomendasikan untuk menggunakanmeshing.Kok jadi seperti skripsi saja ya pakai kesimpulan segala Jadi, demikian tadi kesimpulan dari hasil penyelidikan penulis. Harap dicatat juga, hasil di atas adalah masih sebatas pengaruh beban gravitasi dengan model portal sederhana. Mau pakai cara yang mana, terserah padauser, yang jelas masing-masing metode ada ketentuan dan konsekuensinya sendiri, tinggal dicermati saja biar tidak kesasar. Sesuaikan antara keperluan dengan modelnya: kalau tinjauan meliputi respon pada batang/framedan pelat (misal gaya batang modelframeatau lendutan pelat, dll.) maka akan dibutuhkanmeshingyang lebih detail pada panel pelatnya, sedangkan tinjauan lainnya (misal hanya untuk reaksi, gaya batang padatruss, dll.) bisa cukup menggunakanmeshpada posisi baloknya (tanpameshpada panel pelat).Nah, biar tambah penasaran (sekalian ngetes pemahamannya): kalo dilihat diExample ProblemsSAP2000 (tahu di mana mencarinya kan dari menuHelp), diProblem A(Concrete Wall & Steel Frame) ada contoh pemberianautomatic meshuntukarea(shear wall/dinding geser); sedangkan diProblem C(Truss Frame) danProblem Z(Response Spectrum Analysis) pelatnya tidak diberimesh(hanya pembagian pada lokasi balok atau titik/jointutama saja). Kira-kira kenapahayo (Hint: cermati dan resapi kalimat terakhir paragraf di atas). Silakan dipikir-pikir sendiri ya Kalau sudah dapatwangsitalias pencerahan nanti bisa di-sharedi komentar:)