mencari konfigurasi batang komponen strut & tie

analisa dan desain balok tinggi atau dinding geser dengan metode Strut & Tie perlu menentukan konfigurasi batang sebelumnya, dari susunan bangun segitiga. hal tersebut menjadikan desain penulangan tersebut akan berbeda tiap seorang perencana, walau dimensi dan beban rencananya adalah sama. biasanya seorang perencana didasarkan pengalaman baik itu pribadi maupun orang lain, meniru/mencontek permasalahan sejenis. jika lebih dari sekedar mengikuti, ada perhitungan yg mempunyai landasan teoritis yaitu ditempuh analisa 2D dgn FE jenis elemen plane stress untuk mengetahui alur tegangan (stress path) pada jalur daerah mana terjadi tegangan tekan (strut) dan jalur lain mana terjadi tegangan tarik (tie).

2017-01-07_170845

(sumber: Mahmoud, 2007)

berbagai konfigurasi berikut berbagai contoh (1 s/d  10) diambil dari penelitian oleh Mahmoud (2007) yg mana sedang membandingkan hasil desain metode Strut & Tie dengan hasil simulasi numerik metode elemen hingga FE nonlinear dengan damage material sampai rupture/cracking.

2017-01-08_032252

(sumber: Fu, 2001)

dari grafik diatas (Design 6-c dan 6-a) terlihat memungkinkan jika terjadi kesalahan dalam penentuan konfigurasi batang komponen strut & tie tsb akan dapat menyebabkan kegagalan di kekuatan/strength dgn tidak tercapainya beban rencana ultimit dan/atau hal lain yaitu gagal karena kemampuan-layan/serviceability terjadi retak lebar dan lendutan berlebih.

2017-01-08_234012

 

menggunakan program bantu lain dari RMIT University (Zou, 2012) hasilnya sebagai berikut, input data cukup akurat kerena menggunakan grid dan properties material serta besaran beban. namun hasil keluaran tampilannya kurang menekankan pemisahan komponen strut dan tie.

2017-01-09_020623

diatas adalah pengantar kegunaan structure topology optimization untuk penentuan konfigurasi batang komponen strut & tie pada masalah sederhana balok tinggi jenis kantilever, terlihat konfigurasi yg didapat dan dgn sedikit modifikasi penyederhanaan masuk dalam kategori konfigurasi yg baik walau pembesian yg dihasilkan nantinya tidak orthogonal membuat sedikit kesulitan dlm pelaksanaan.

2017-01-07_161121

desain beton dgn metode STM dapat optimal (kuat & kaku) jika konfigurasi batang tersebut sejajar dekat dengan garis lajur tegangan utama. beberapa peraturan beton (ACI/FIB) juga membatasi sudut minimal dan maksimal yg digunakan dalam model antara komponen strut & tie.

2017-01-08_030338

(sumber: Fu, 2001)

saya mencoba mencari konfigurasi lain dengan metode structure optimization dgn program dari Lund Univeristy (Lindemann, 2014) karena program tersebut berbasis sket untuk tujuan pembelajaran maka hasil hanyalah merupakan insight gambaran pendekatan saja.

contoh (1)

2017-01-07_154742

2017-01-07_154824

2017-01-07_154840

2017-01-07_154756

contoh (2)

2017-01-07_154938

2017-01-07_155313

2017-01-07_155253

2017-01-07_155555

2017-01-07_155543

contoh (3)

2017-01-07_160217

2017-01-07_155745

2017-01-07_155813

2017-01-07_155802

2017-01-07_160113

2017-01-07_160125

contoh (4)

2017-01-07_160204

2017-01-07_160414

2017-01-07_160358

2017-01-07_160724

2017-01-07_160738

contoh (5)

2017-01-07_173454

2017-01-07_161032

2017-01-07_161052

2017-01-07_161112

2017-01-07_161442

2017-01-07_161453

contoh (6)

2017-01-07_173852

2017-01-07_161848

2017-01-07_161908

2017-01-07_161926

2017-01-07_162848

2017-01-07_162904

contoh (7)

2017-01-07_174217

2017-01-07_163234

2017-01-07_163225

2017-01-07_163437

2017-01-07_163448

contoh (8)

2017-01-07_174445

2017-01-07_163915

2017-01-07_163937

2017-01-07_163928

2017-01-07_164211

2017-01-07_164234

contoh (9)

2017-01-07_165019

2017-01-07_164550

2017-01-07_164613

2017-01-07_164601

2017-01-07_164800

2017-01-07_164813

contoh (10)

2017-01-07_165045

2017-01-07_165147

2017-01-07_165205

2017-01-07_165713

2017-01-07_165730

contoh lainnya,

2017-01-07_185516

2017-01-07_185535

2017-01-07_185544

2017-01-07_185503

2017-01-07_185440

2017-01-07_185730

2017-01-07_185759

2017-01-07_185744

2017-01-07_190728

2017-01-07_190740

2017-01-07_191635

2017-01-07_191650

2017-01-07_191703

2017-01-07_191852

2017-01-07_191911

2017-01-07_192812

2017-01-07_192848

2017-01-07_192823

2017-01-07_192942

2017-01-07_193004

2017-01-07_193542

2017-01-07_193607

2017-01-07_193755

2017-01-07_193809

2017-01-07_194104

2017-01-07_194141

2017-01-07_194122

2017-01-07_194526

2017-01-07_194537

2017-01-07_201308

2017-01-07_201340

2017-01-07_201329

2017-01-07_201629

2017-01-07_201643

2017-01-07_211140

2017-01-07_211202

2017-01-07_211153

2017-01-07_211412

2017-01-07_211422

2017-01-07_205837

2017-01-07_205904

2017-01-07_205854

2017-01-07_205827

2017-01-07_205817

2017-01-08_021519

2017-01-08_021456

2017-01-08_021729

2017-01-08_021438

2017-01-07_235713

2017-01-07_235647

2017-01-07_235659

2017-01-07_235926

2017-01-07_235940

2017-01-08_000143

2017-01-08_000217

2017-01-08_000203

2017-01-08_000445

2017-01-08_000458

2017-01-08_042103

2017-01-08_042119

2017-01-08_042040

2017-01-08_042052

2017-01-08_000949

2017-01-08_001015

2017-01-08_001005

2017-01-08_001547

2017-01-08_001602

2017-01-08_111809

2017-01-08_111454

2017-01-08_111436

2017-01-08_111741

2017-01-08_111754

2017-01-09_002701

2017-01-09_002725

2017-01-09_002736

2017-01-09_002632

2017-01-09_002643

2017-01-09_140305

2017-01-09_140425

2017-01-09_140409

2017-01-09_140249

2017-01-09_140233

2017-01-09_142554

2017-01-09_142623

2017-01-09_142612

2017-01-09_142542

2017-01-09_142531

2017-01-09_193852

2017-01-09_193908

2017-01-09_193917

2017-01-09_193837

2017-01-09_193825

2017-01-09_194447

2017-01-09_194510

2017-01-09_194501

2017-01-09_194417

2017-01-09_194428

2017-01-09_220109

2017-01-09_220135

2017-01-09_220125

2017-01-09_220048

2017-01-09_220038

hasil dari konfigurasi batang metode diatas masih perlu disederhanakan lagi (ditambahkan atau dikurangi) membentuk rangka batang yg terdiri dari bangun segitiga, lainnya juga perlu tambahan batang hanya untuk stabilisasi numerik/equilibrium.

ada yg masih menjadi pertanyaan bagi sya yaitu batasan mengenai sudut (min/max) antara komponen strut dgn tie, beberapa konfigurasi menghasilkan sudut >60deg. hal lain adalah jumlah komponen yg bertemu pada satu titik simpul (node) yang memperlihatkan lebih dari 3 batang/komponen. apakah hal tersebut bersifat keharusan atau bukan (mandatory), ini perlu menelusuri dasar theory dari batasan tersebut.

berikut sedikit pengantar mengenai prinsip komponen dari metode Strut and Tie, yg mana pada paragraph terakhir menekankan bahwa kualitas desain (strength & serviceability) dengan metode tsb sangat tergantung seberapa baik penentuan konfigurasi batang yg diterapkan/ditentukan.

2017-01-07_180057

2017-01-07_175649

2017-01-07_175725

(Sumber: Kuchma, 2004)

… to be add

studi perbandingan beberapa metode pada model yg sama (Strut & Tie, SAP2000 Concrete Shell Reinforcement, Toronto 2D NLFEARC, Abaqus/CalculiX 3D Nonlinear)

Advertisements

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