Analisa Struktur Beam Kosim

Teori Dasar Beam

Beam adalah elemen struktur yang utamanya menahan beban yang dikenakan pada arah lateral terhadap sumbu beam. Mode defleksi beam adalah bending. Beban yang dikenakan pada beam mengakibatkan gaya reaksi pada titik support beam. Efek total dari semua gaya yang bekerja pada balok adalah untuk menghasilkan gaya geser dan momen bending dalam balok, yang pada gilirannya menyebabkan tegangan internal, regangan dan defleksi balok. Balok dikarakteristikkan dengan cara support, profil (bentuk penampang), panjang, dan materialnya.

Struktur Beam Bangunan

Dalam latihan ini akan dilakukan analisa struktur beam bangunan menggunakan frame3DD. Asumsi beam merupakan struktur bangunan dua lantai dengan panjang 12 meter, lebar 5.8 m dan tinggi beam 3 meter untuk satu lantai. Bangunan terdiri atas 4 kamar di lanatai dasar dan 4 kamar di lantai atas dengan lebar masing-masing kamar 3 m.

Properti Beam

Pada latihan ini properti beam yang digunakan yaitu properti H-Beam dari TWC dengan nominal size 300x300 mm. Luas penampangny 107.70 cm^2, Ixx = 16900 cm^4, Iyy = 5520 cm^4, dan Izz = 5520 cm^4. Nilai modulus yang digunakan merupakan nilai modulus baja ringan dengan nilai modulus elastisitas 200 GPa dan modulus geser 50 GPa. Sedangkan densitas material adalah 7.84e-06 kg/mm^3.

Pemodelan/Modeling

Dari asumsi struktur beam maka dibuat komputasi struktur beam dalam bentuk file csv dengan jumlah node 30 dan frame 46. Jarak antar node pada sumbu Y (arah panjang) adalah 3 m, jarak pada sumbu x (arah lebar) adalah 5.8 m, dan jarak pada sumbu z (arah tinggi) adalah 3 m. Beam di-constraint pada bagian dasarnya dengan tumpuan fixed dan mendapatkan beban 10 N pada tiap node di bagian atas lantai satu dan node bagian atas lantai 2.

Struktur beam dimodelkan dalam bentuk komputasi menggunakan excel yang disimpan dalam format csv. Format csv dari model struktur dapat dilihat pada link berikut :

kosim_beam.csv

File dalam bentuk csv ini kemudian dicopy ke folder Windows/Frame3DD untuk kemudian disimulasikan.

Simulasi dan Hasil

File csv dirunning menggunakan FRAME3DD seperti pada gambar berikut:

File berhasil running dengan muncul informasi sebagai berikut pada frame 3DD:

Hasil simulasi beam menggunakan frame3dd menghasil kan 4 jenis file sebagai berikut:

1.output_beam3

2.output_beam3_out.csv

3.output_beam3.if01

4.output_beam3.plt

File hasil simulasi berisi komputasi beam sebagai input dan hasil simulasi yang terdiri atas: displacement node yang diberi pembebanan, gaya pada elemen frame, reaksi pada tumpuan, dan gaya-gaya internal pada elemen frame.

Display hasil simulasi sebagai berikut: