Analisa Balok Kosim
Balok pada Bangunan
Dalam latihan ini akan dilakukan analisa balok bangunan menggunakan frame3DD. Asumsi balok membentang dengan panjang 6 meter dan balok merupakan beton.
Properti Balok
Pada latihan ini properti balok yang digunakan yaitu properti beton dengan nominal size 300x300 mm. Luas penampangny 90000 mm^2, Ixx = 6.75e08 mm^4, Iyy = 6,75e08 mm^4, dan Izz = 6,75e08 mm^4. Nilai modulus yang digunakan merupakan nilai modulus beton dengan nilai modulus elastisitas 41000 MPa dan modulus geser 16492 GPa. Sedangkan densitas material adalah 2.4e-09 ton/mm^3.
Pemodelan/Modeling
Dari asumsi struktur balok maka dibuat komputasi struktur balok dalam format file csv dengan jumlah node 3 dan frame 2. Jarak antar node pada sumbu X (arah panjang) adalah 3 m. Balok di-constraint pada ujung-ujungnya dengan tumpuan fixed dan mendapatkan beban 10000 N pada node di bagian tengah.
Struktur balok dimodelkan dalam bentuk komputasi menggunakan excel yang disimpan dalam format csv. Format csv dari model struktur dapat dilihat pada link berikut :
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 balok menggunakan frame3dd menghasilkan 4 jenis file sebagai berikut:
File hasil simulasi berisi komputasi balok 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:
Hasil simulasi balok dapat dilihat pada data berikut.
Hasil simulasi menunjukkan bahwa akibat pembebanan sebesar 10000 N pada node 2 (bagian tengah balok) terjadi displacement pada node 2 sebesar 0.67 mm.
Hasil simulasi juga menunjukkan gaya reaksi yang terjadi akibat pembebanan sebesar 11359.835 N, momen bending yang terjadi 13859834.539 N.mm.
Dari data ini kita dapat mengkalkulasi nilai bending stress yang terjadi pada balok menggunakan persamaan M.y/I, dimana M adalah bending moment, y adalah jarak vertikal dari neutral axis, dan I adalah moment inersia.
Dari persamaan di atas didapat nilai bending stress adalah 3.1 N. Hal ini menunjukkan bahwa tegangan yang terjadi akibat pembebanan 10 kN (1 ton) pad balok sudah mendekati nilai strength-nya karena dari referensi yang ada nilai flexural strength beton bervariasi 3.06 MPa sampai 5.89 MPa.
