Material Properties untuk analisa struktur FE

Pada suatu analisa perhitungan dengan menggunakan FE/SAP2000 perlu terlebih dahulu menentukan data karakteristik material, data tersebut harus didapat dari laboratorium atau peninjauan lapangan dimana struktur akan berdiri. Ada kalanya kita hanya melakukan suatu study (bukan perencanan real) sehingga perlu menggunakan data karakteristik material (material properties) yang realistis berdasarkan peninjauan lapangan yang sudah pernah dilakukan /referensi dari berbagai sumber agar dapat memahami study analisa strukrur FE dengan baik.

pada analisa dan perencanaan struktur bangunan sipil, data material yang biasanya diperlukan adalah Beton, Baja, Kayu, Alumunium, Dinding Pengisi (Masonry), Tanah pendukung. Data tersebut yg diperlukan analisa struktur linear adalah Kekuatan Tekan/Tarik Material (Fc/y/s), Modulus Elastisitas (E), Angka perbandingan Poison (v), Berat Jenis, Koefisien/rasio Redaman untuk analisa dinamis atau koefisien pemuaian panas. Sedangkan untuk analisa nonlinear diperlukan data lebih lanjut seperti tegangan/regangan runtuh (mohr,von miss, coloumb).

matprop01.jpg

Berikut ini saya lampirkan beberapa tabel yang diambil dari berbagai macam sumber, semoga dapat dijadikan suatu perbandingan ataupun study awal.

matprop03.jpg

Daftar Tabel dibawah ini (pdf) Download Files diambil dari buku Mechanics of Materials, Wiley ISBN 0-471-59399-0 karya David Roylance,1996.

Physical&Mechanical Properties

Karakteristik material Portland Cement PC (Type I) diambil dari http://www.matweb.com, 2007.

portland-cement.pdf

Tabel karakteristik material (pdf) diambil dari http://www.efunda.com yang kemudian digambungkan/disusun ulang.

properties-of-common-solid-materials.pdf

Catatan :

– 1 pound/inch^3 = 2767,99 kg/m^3

– 1 kips/innch^2 =  70,30696 kgf/cm^2

Karakteristik Material statis dan dinamis (termasuk damping ratio) yg disusun oleh Tom Irvine, 2004.

damping-properties-of-materials.pdf

seharusnya ini masuk dlm kategori berat struktur, tapi karena masih ada hub dgn AnStrukDyn hubungan dgn kejut, ya gapapa dimasukin sini aja : drpd tercecer. Ini data berat Crane belum termasuk berat balok runway dan girder, dibuat plot grafik sumber dari suplier tapi ga disebutin dsini.

crane_rasio

Tambahan data berat dab dimensi untuk berbagai kapasitas trafo listrik,

2013-01-21 13_23_01-Mozilla Firefox

Data kekuatan angin,

kekuatan_angin

(konversi satuan 1.0 m/det  = 3.6 km/jam = 1.9438 knot)

.

bajatulusvsina

Daftar koefisien gesek statis/kinetis (Friction Coefficient) berbagai jenis material, diambil dari http://www.engineeringtoolbox.com, 2007.

friction-coefficients-of-some-common-materials.pdf

Tambahan koefisien gesek dari berbagai material yg biasa ditemukan dlm bidang sipil/struktural.

Dalam perhitungan gaya Momen dan gaya Geser balok/pelat pondasi perlu dilakukan estimasi awal kekakuan pegas penumpunya untuk analisa pondasi diatas medium elastis (Winkler Models). Besar kekauan pegas tersebut dihitung berdasarkan nilai Modulus Reaksi Tanah Dasar (Modulus of Subgrade Reaction), nilai tersebut dihitung dgn pendekatan DDT ultimit (Bowles, 1997) kisaran besaran nilai Ks tersebut juga dapat diambil secara pendekatan dari buku Principles Of Foundation Engineering, Das 1998 sebagai berikut

das_ks.png

Tambahan untuk pengaruh tanah dasar lapis CBR terhadap nilai Ks. Batasan nilai E, K, G, dan nu. Catatan untu satuan  1 pound/inch^2 = 6.894757 kN/m^2 (kPa)

Berikut dari study analitis pemodelan granular material/tanah berdasarkan hasil laboraturium untuk aplikasinya pada program Finite Element, code names LS-DYNA

Beberapa batas nilai modulus reaksi tanah dasar menurut rujukan “Design Applications of Raft Foundations” editor J. Hemsley, 2000.

ACI suggests varying ks from ½ its computed value to 5 or 10 times the computed value, then base the structural design on the worst condition

modofsubgadereact

Pendekatan nilai modulus reaksi tanah berdasarkan data nilai Modulus Elastisitas, poisson ratio dan lebar pondasi.

ksoil_empiris2

Penggunaan las, data mutu (E60xx & E70xx) beserta suhu pemanasannya,

2013-01-28 11_10_30-Mozilla Firefox.

2013-01-28 11_10_58-Mozilla Firefox.

2013-01-28 11_11_13-Mozilla Firefox

Tabel luas kebutuhan tulangan untuk concrete shell reinforcement,

snapshot-01

 

 

24 thoughts on “Material Properties untuk analisa struktur FE

  1. wich structures ? for dam or pile analysis. these analysis are not simple and easy, i personaly going dizy. actualy on soil to structure interface, in SAP200 maybe can be represent as spring with nonlinearity, I don’t know i didn’t use SAP200 for these analysis. Other specific FEA software such as LUSAS can do. I think for dam analysis the best references are from prof V.E Saouma, he developed Merlin Software where it’s special for dam analysis with concrete materials nonlinearity, material element interface and fluid/soil structure analysis capabilities (see manuals for theoritical background, it’s free to acces). Try googling to seek a literate, maybe you can get more on pile structure rather than on dam analysis. dam researcher are rare, so document literate is hard to find. Good luck :)

  2. Guru, saya kan dowload dan dah liat Friction and Friction Coefficients, tapi saya tidak ada melihat Friction Coefficients antara concrete dengan steel. tolong saya di bantu. thanks. thanks

  3. Thanks Guru. skarang sya kan dah tau koefisien gesek antara concrete dan steel. nah untuk kasus saya sekarang, gimana kalo kondisinya vertikal?? kasusnya seperti ini: saya mau design suatu dermaga, dimana terdiri dari tiang pancang concrete spun pile. untuk pengecoran pile cap nya, tentunya ada pekerjaan formwork dan staging. nah untuk pekerjaan staging tsb saya akan rencanakan menggunakan 2 steel jacket 1/2 lingkaran yang menempel pada tiang pancang tsb dan hanya mengandalkan kekuatan baut untuk mengikatkan kedua steel jacket tsb agar menempel pada tiang pancang. pertanyaan saya: jika diameter tiang 60 cm, beban vertikal yang bekerja 32 Ton. tebal plat steel jacket 12 mm, jumlah baut yang saya hitung 10D22. kalau ditinjau dari jumlah baut, maka panjang steel jacket cukup 45 cm. tetapi jika ditinjau dari kekuatan gesek antara steel dengan concrete, dengan beban 32 ton tsb, kira-kira berapa luas permukaan steel jacket atau panjang steel jacket yang saya perlukan?? saya sedikit tdk mengerti kalau kasusnya seperti ini (VERTIKAL). Kalau kasusnya horizontal mungkin dihitung dgn: (32000*0.45/(3.14*60) = 77 cm. dengan kata lain: panjang steel jacket harus > 77 cm. nah kalo kasusnya vertikal gimana Guru?? Thanks

  4. Mohon maaf, saya belum mengerti maksudnya Pak.
    Maksud saya begini Pak, Katakan saya sudah dapat nilai koefisien gesek nya Pak,
    Lalu Bagaimana cara meng input nilai koefisien tsb pada SAP 2000.

  5. Saya mahasiswa tahun terakhir di salah satu PTN di sumatra.
    Saya memerlukan data-data properties material beton,yaitu data elasticity,plasticity,& mechanical nya.
    Saya mohon bantuannya…….
    terima kasih,,,,,,,,,

    1. properties beton elasticity, mechanical/strength banyak yg mempengaruhinya gradasi ukuran butir, mutu semen, cara pengeringan, umur, suhu dll. coba cari di bukunya MacGregor atau E.G Nawy untuk dua properties tadi, kalo plasticity jrg yg bahas di buku2 diktat, lihat di dok code_aster atau disini.

  6. saya mahasiswa jurusan teknik mesin salah satu politeknik di bandung, kalau bisa saya butuh data tabel koefisien gesekan antara karet dengan lantai keramik dan karet dengan jalan aspal. saya mohon bantuannya. sebelum dan sesudahnya terima kasih.

  7. saya mahasiswa politeknik negeri di bandung. kalau bisa saya butuh tabel koefisien gesek antara timah dengan timah, kemudian timah dengan besi.saya mohon bantuannya sebelum dan sesudahnya terima kasih.urgen…kalau bisa paling lambat besok.thanks…

  8. pak kalau mau memasukkan koefisien spring untuk tanah pada program FE (seperti SAP atau STAAD) gimana ya? misal ada pondasi mesin yang ada diatas tanah, nah supportnya kan kita asumsikan spring? berapa nilai Spring tersebut? Apa dasar teori perhitungan koefisien spring tersebut? apakah dari sana bisa melihat penurunan pondasi tersebut karena sudah kita asumsikan supportnya menjadi spring.
    trims

    1. pondasi mesin lebih mudah dianalisa sbgai sdof, ketimbang mengunakan analisa winkler foundation.
      asumsi pegas elastis sebagai tumpuan lebih cenderung ditujukan untuk member strength, kalo hasil penurunan tanah? generik gini mana bisa mendekati hasilnya terlalu banyak parameter yg disederhanakan/diabaikan. deformed shape maybe okey, not for it’s value. silahkan untuk merujuk buku teks pondasi kembali, parameter apa saja yg diabaikan.

  9. Guru, kalo memodelkan tanah di Ansys, dengan data tekanan konus dan hambatan geser tanah giamana? material propertiesnya itu gimana ya? saya ada kasus modeling pipa yang dikubur di dalam tanah. terima kasih.

Leave a Reply

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s