148
Karena alasan – alasan yang telah saya sebutkan sebelumnya, maka elemen yang digunakan dalam kasus kali ini adalah BEAM189. BEAM189 adalah elemen
yang cocok untuk menganalisis struktur balok tampang tebal. Elemen ini diciptakan berdasarkan teori balok Timoshenko. BEAM189 adalah elemen balok linier tiga
node yang juga tiga dimensi dengan 6 derajat kebebasan DOF pada tiap node-nya. Derajat kebebasan yang dimaksud adalah translasi dan rotasi arah x,y,z.
4.1.2 Permodelan Material
Data properties yang menentukan permodelan material pada profil baja I adalah sebagai berikut :
1. Berat Jenis = 7,85 gcc = 7,85 x 10-6 kgmm3
2. Modulus elastisitas E = 210.000 N mm
3. Angka Poisson v = 0,30
4. Modulus Geser G = 81.000 N mm2
4.1.3 Permodelan Penampang
Berikut ini adalah properties dari penampang lingkaran yang akan dianalisis. Jumlah mesh tampang
: 20 bagian per 300 mm
149
Dimensi profil I berdasarkan SNI 07 – 0329 -2005 adalah I 300
a. Profil I
b. Profil WF Gambar 4.2. Dimensi Profil I dan WF
150
4.1.4 Analisa Torsi profil I dengan menggunakan ANSYS
Berikut adalah tahap – tahap dalam melakukan analisis perhitungan torsi dengan Program ANSYS.
1. Membuat Judul Utility Menu File Change Title
Ketik Torsi Pada Profil I pada kotak yang disediakan, Lalu klik OK.
2. Menentukan Tipe Elemen dan informasi dari Cross Section. Selanjutnya Pilih tipe dalam pembahasan ini:
Main Menu Preferences Pilih “Structural” pada check box. Kliok OK untuk melanjutkan program.
3. Menentukan tipe elemen yang digunakan.
Preprocessor Element Type AddEditDelete… Klik tombol Add pada Element type box. Setelah itu akan muncul dialog box
seperti dibawah ini
151
Pada scroll box sebelah kiri, kita klik “Structural Beam”. Lalu pada scroll box sebelah kanan, kita kill “3D finite strain, 3 node 189” untuk memilih tipe
Beam189 yang cocok digunakan untuk Torsi Pada Tampang I. Setelah itu kilk OK. Kemudian klik Options pada Element typr box pilih Restrained pada warping
degree of freedom yang artinya kita memasukkan warping pada perhitungan dan Torsional Only pada shear stress output . Karena kita akan meninjau hasil output
perilaku torsi akibat torsi dan akibat lentur biasa pada bagian yang terpisah. Setelah itu klik Close pada Element type box.
4. Membentuk profil I 300
Main Menu Preprocessor Sections Beam Common Sectns
152
Pilih profil I beam dari tombol subtype. Setelah itu kita pilih Shear centre pada tombol offset to. Dan geser tombol coarse ke fine sampai angka 5. Setelah itu
masukkan nilai-nilai : 1. W1 = W2 = 150 mm
2. W3 = 300 mm 3. t
1
=t
2
= 13 mm 4. t
3
= 8 mm
Lalu klik Apply untuk membuat profil I beam y ang diinginkan. Klik tombol Meshview akan muncul:
153
Pada Graphics window akan muncul diagram dan data summary dari profil I beam. Setelah itu klik tombol Close pada BeamTool untuk melanjutkan langkah selanjutnya.
5. Menentukan Material properties dan Orientation Node. Menentukan elemen material properties.
Preprocessor Material Props Material Models Structural linear Elastic Isotropic.
Pada tabel yang muncul, diisi dengan : • youngs modulus EX 210000 Pa
• Poissons Ratio PRXY 0.3 Membuat Model geometri
Tentukan titik-titik koordinat yang digunakan untuk membuat suatu profil I Beam. Main Menu Preprocessor Modelling Create Keypoints in Active CS
Masukkan nilai keypoint dan titik-titik koordinat yang ada seperti gambar di bawah ini:
154
Sehingga pada tampilan graphic windows menjadi seperti berikut
6. Membentuk garis lurus dari titik keypoints yang telah dibuat dengan cara: Main Menu Preprocessor Modelling Create Lines Lines Straight Line
Klik titik keypoint 1 dan keypoint 2, klik titik 2 dan 3 pada Graphics Window dan klik OK pada Create Straight Line Picker.
155
7. Replot tampilan menjadi garis di Graphics window
Utility Menu Plot Lines
8. Pilih garis dan tentukan node orientation sebagai atribut. Main menu Preprocessor Meshing Mesh Attributes pick lines
Muncul Line Attributes picker box, lalu klik pada garis yang ada pada Graphics window. Setelah itu akan muncul Line Attributes box seperti dibawah.
156
Pastikan Material number dan Elemen section 1. Klik tombol radio dari pick Orientation Keypoints untuk mengubah dari no menjadi yes. Lalu klik Ok.
Setelah itu Line Attributes picker box muncul kembali. Ketik 4 lalu tekan enter, dan klik OK.
9. Menentukan ukuran mesh. Main Menu Preprocessor Meshing Size Controls Manual Size lines All
lines.
157
Masukkan nilai pada Element Size on all selected items . Yang berarti garis tersebut akan terbagi dengan jarak 300 antara titik yang satu dengan titik yang lain yang
terhubung. Lalu klik OK.
10. Menjalankan perintah Mesh pada garis. Main Menu Preprocessor Meshing Mesh Tools
Klik MESH pada MeshTool. Lalu akan muncul Mesh Lines picker. Pilih garis yang ada pada Graphics Window lalu klik OK pada Mesh Lines picker. Lalu klik
Close pada MeshTool.
158
11. Rotasikan garis yang telah di Mesh. Utility Menu PlotCtrls Pan, Zoom, Rotate
Klik ISO pada Pan,Zoom,Rotate box yang muncul. Untuk memunculkan tampilan yang lebih mudah dilihat dalam Graphics Window.
12. Memunculkan Orientasi dari Profil I Beam Utility Menu PlotCtrls Style Size and Shape
Pilihlah tombol radio yang ada pada samping [ESHAPE] dan klik OK.
159
Dan tampilan Graphic Windows menjadi seperti gambar berikut :
13. Menetukan Syarat Batas Memberi perletakan.
Solution Define Loads Apply Structural Displacement On keypoints Klik keypoint 1 dan 2 . Pada Apply U,ROT on KP
‟s box ketik 1 lalu tekan Apply. lalu klik Ok. Lalu muncul Apply U,ROT on KP
‟s tool muncul. Lalu
160
klik “UX, UX, UZ, ROTX, ROTY,ROTZ” dan klik OK. Ulangi hal yang sama untuk Keypoint 2 .
Setelah itu akan muncul perletakan pada keypoint 1 dan 2 pada Graphics Window.
14. Memberi Momen Torsi dan Beban Solution Define Loads Apply Structural ForceMoment OnKeypoints
Muncul Apply FM on KP ‟s tool. Karena pemberian beban dilakukan ditengah
bentang maka kita klik keypoint 2 lalu Enter setelah itu klik OK. Setelah itu muncul Apply FM on KP
‟s box.
161
Pada “direction of forcemom ‟ diganti menjadi arah “MX‟ dan isi “VALUE
Forcemoment Value ‟ sebesar 10000000 N . Tanda minus + artinya ke kanan
searah dengan arah X . Klik OK. Klik lagi keypoint 2 dan masukkan beban pada direction of forcemom
‟ diganti menjadi arah “FY‟ dan isi “VALUE Forcemoment Value
‟ sebesar -5000 N . Tanda minus - artinya ke bawah berlawanan dengan arah Y.
Setelah itu akan muncul Momen Torsi dan Beban pada keypoint 2 pada beam Gaphics Window.
162
15. Jalankan analisisnya. Main Menu Solution Solve Curent LS
Sebelum menjalankan analisisnya akan muncul Solve Current Load Step box. Sebelum kita klik OK, kita periksa terlebih dahulu informasi yang ada pada
“Status Command”. Setelah semua sudah sesuai maka klik OK.
16. Menampilkan Hasil Summary Setelah tahap ini . tinggal melihat besar sudut puntir dan tegangan - tegangan
yang terjadi .
163
a. Melihat besar lendutan
General Postproc Plot Result Countour Plot Nodal Solution Pilih DOF Solution Displacement Vector Sum
b. Melihat besar sudut puntir
General Postproc Plot Result Countour Plot Elemen Table Pilih ROTX
c. Melihat besar Tegangan Normal
General Postproc Plot Result Countour Plot Element Solution Pilih Stress X – Component of stress
d. Melihat besar Tegangan Geser
General Postproc Plot Result Countour Plot Element Solution Pilih Stress X – Component of stress
e. Untuk melihat nilai Besar sudut puntir, Tegangan geser dan Tegangan
Normal disetiap meshing section dan meshing beam kita dapat melihat di General Postproc List Result Nodal Solution Element Solution
Element Table Data Di Bagian ini terdapat hasil output untuk masing – masing besar nilai di
setiap titik.
f. Melihat titik section node di di meshing section
164
Main Menu Preprocessor Sections Beam Plot Section
4.2. Hasil Perilaku Torsi Pada Profil I dengan Menggunakan Program
