3.3 Aplikasi yang Digunakan
Dalam percobaan ini, terdapat dua aplikasi yang digunakan, yaitu sebagai berikut : 1.
Aplikasi Pemodelan atau Aplikasi CAD Computer Aided Design . Aplikasi yang digunakan untuk menggambar 3D model tulangan untuk
penelitian ini adalah SolidWorks. SolidWorks memakai 3 area kerja, Parts, Assembly dan Drawing yang saling berkaitan, ketika salah satu design diubah
maka gambar yang lain akan ikut menyesuaikan sehingga tidak perlu melakukan editing pada design yang lain.
Gambar 3.2 Aplikasi CAD yang digunakan
2. Aplikasi Analisis Struktural
Aplikasi yang digunakan untuk menganalisis model pada penelitian ini adalah ANSYS 12.1. ANSYS merupakan program yang memiliki kemampuan untuk,
memodelkan,menghitung mensimulasikan suatu benda akibat dari dorongan gaya, panas, ledakan, aliran, dsb baik akibat dari benda model tersebut maupun
pengaruh dari luar.
Universitas Sumatera Utara
Secara umum program ini di peruntukan bagi profesional yang mendalami finite element method metode elemen hingga. yaitu suatu metode perhitungan
numerik dengan tujuan mendapatkan pendekatan yang sama dengan kondisi sebenarnya. dengan membagi benda ke dalam elemen-elemen kecil meshing.
Gambar 3.3 Aplikasi Analisis Struktural yang Digunakan
Universitas Sumatera Utara
3.4 Pembuatan Model Pemodelan
Pada penelitian ini digunakan tiga jenis tulangan kolom bersengkang yang dibuat modelnya dengan menggunakan aplikasi CAD yaitu SolidWorks. Adapun tiga jenis tulangan
tersebut adalah sebagai berikut :
I. Tulangan Kolom dengan Sengkang Berkait 90
Gambar 3.4 Tulangan Jenis 1
Universitas Sumatera Utara
II. Tulangan Kolom dengan Sengkang Berkait 135
Gambar 3.5 Tulangan Jenis 2
Universitas Sumatera Utara
III. Tulangan Kolom dengan Sengkang Berkait 90
dengan Pen-Binder
Gambar 3.6 Tulangan Jenis 3
Universitas Sumatera Utara
3.5 Pengujian Model dengan Aplikasi ANSYS 12.1
Setelah melakukan proses menggambar model tulangan pada aplikasi CAD, maka dilakukanlah pengujian pada model. Dalam ANSYS Workbench 12, ada tiga tahapan utama
dalam proses simulasi, yaitu preprocessing, solution dan postprocessing, yang mana tahap- tahapnya adalah sebagai berikut :
I. PREPROCESSING
Preprocessing adalah tahapan awal dalam proses simulasi pada ANSYS. Pada tahapan ini dilakukan pengaturan awal terhadap geometri yang akan dianalisis, pengaturan
tersebut antara lain, pemilihan bentuk elemen, pengaturan ukuran elemen, pengaturan kontak antar komponen pada geometri, dan pemberian data material pada model yang
akan dianalisis. Ada beberapa pekerjaan yang dilakukan pada preprocessing, yaitu:
1. Memasukkan Informasi atau Data Material pada Software Analisa
Untuk mengawali proses simulasi pembebanan tulangan, terlebih yang harus dilakukan adalah memberikan informasi atau data material yang dipakai pada
model kedalam software analisa.
Gambar 3.7 Jendela ANSYS Workbench 12.1
Universitas Sumatera Utara
Untuk melakukan hal ini, setelah membuka software analisa, yaitu ANSYS Workbench 12, pilih pada toolbox analysis system static structural, kemudian klik
dua kali pada Engineering Data. Pada jendela Engineering Data, masukkan nama material yang dipakai pada Tabel 2. Outline Schematic, yaitu Baja fy 240 Mpa .
Gambar 3.8 Perintah Memasukkan Nama Material
Gambar 3.9 Toolbox pada Jendela Engineering Data
Universitas Sumatera Utara
Setelah pemberian nama, pada toolbox disebelah kiri, pilih physical properties lalu klik dua kali pada Density, akan muncul tabel baru pada sisi kanan jendela,
yaitu Table of Properties Row, yang mana masukkan data berat jenis material pada suhu yang ditentukan pada tabel tersebut.
Gambar 3.10 Pengisian Data Density
Lalu, pada toolbox linear elastic klik dua kali pada Isotropic Elastic, akan muncul tabel baru yang berjudul Properties of Outline Row 3: Baja fy 240 Mpa.
Pada tabel tersebut dapat dimasukkan informasi penting lainnya mengenai material yang akan digunakan tadi, yaitu Modulus Young dan Potion Ratio
material pada temperatur yang ditentukan.
Gambar 3.11 Pengisian data Isotropic Elastic
Universitas Sumatera Utara
Kemudian, pada toolbox pada Strengh klik dua kali pada bagian informasi yang ingin dimasukkan, apakah tensile yield ataupun tensile ultimate dari baja
tadi, untuk nantinya dapat mempermudah sistem dalam analisa pengujian.
Gambar 3.12 Pengisiian Data Strengh Material
Gambar 3.13 Jendela Engineering Data pada ANSYS Workbench 12.1
Universitas Sumatera Utara
Setelah memberikan informasi material yang diketahui, klik toolbox Return to Project di kanan atas untuk kembali pada jendela utama.
2. Import model CAD pada Software Analisa
Setelah pemberian informasi material, model yang telah dibuat didalam software CAD di-import kedalam software analisa. Untuk melakukan hal ini, klik
dua kali pada geometry , akan muncul jendela kerja baru yaitu Design Modeler. Pada menu file di sudut kiri atas klik Import External Geometry File. Pilih file
model CAD yang sebelumnya sudah diubah formatnya menjadi .igs dan tekan toolbox Generate. Setalah itu kembali pada jendela utama dengan menekan
tombol merah pada sudut kanan atas.
Gambar 3.14 Perintah Import File Cad kedalam ANSYS
Universitas Sumatera Utara
Sebelumnya, atur satuan dengan melalui menu units. Untuk mengatur satuan menu units pilih Metric.
Gambar 3.15 Jendela Design Modeler pada ANSYS Workbench 12.1
Universitas Sumatera Utara
3. Pengaturan Kontak antar Komponen pada Model
Setelah mengimport model pada ANSYS, yang harus dilakukan adalah mengatur kontak antar komponen model atau biasa disebut dengan meshing.
Klik Model pada jendela utama, maka akan terbuka jendela baru Mechanical [Ansys Multiphysic]. Sebelum melakukan meshing, terlebih dahulu kita mengatur
jenis material yang dipakai pada masing-masing komponen model. Pada menu outline, klik tombol + pada Geometry, ubah satu satu jenis material
pada masing-masing elemen pada model sesuai material yang direncanakan diawal tadi, dengan mengklik satu-satu elemen pada solid kemudian mengubah
Assigntment pada menu Material di jendela yang muncul di kiri bawah.
Gambar 3.16 Penentuan Jenis Bahan Tiap Komponen Model
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.17 Perintah Meshing
Setelah pengaturan material bahan, kita lakukan meshing yaitu dengan mengklik kanan pada Mesh, kemudian klik Generate Mesh.
Gambar 3.18 Jendela Mechanical [Ansys Multiphysic] untuk Meshing
Universitas Sumatera Utara
II. SOLUTION
Pada tahap ini, hal pertama yang harus dilakukan adalah memberikan constrain dan beban-beban yang akan diberikan pada tulangan, dengan cara mengklik menu Setup pada
jendela utama ANSYS Workbench Tentukan komponen model yang akan menjadi area constrain, pemberian constrain
pada tapak tulangan agar tulangan berdiri dan tidak bergerak kearah yang tidak seharusnya ketika pemberian beban dilakukan, dengan perintah berupa : Static Structural
Support Fixed Support. Pilih komponen tapak dari model yang akan menjadi area constrain kemudian tekan Apply pada jendela di kiri bawah.
Gambar 3.19 Pemberian Constrain pada Model
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.20 Jendela Mechanical [Ansys Multiphysic] untuk Pemberian Constraint dan Load
Setelah itu, beban berupa gaya diberikan pada bagian atas tulangan dengan perintah berupa : Static Structural Load Force, pilih komponen model yang akan menjadi area
pembebanan kemudian tekan Apply pada jendela di kiri bawah. Tentukan gaya yang akan diberikan dengan merubah Define by ; Vector Component , kemudian masukkan
besaran gaya pada Y Component ; - N , pemberian tanda minus bertujuan untuk menunjukkan arah dari gaya yaitu kebawah, perintah-perintah tadi ada di kiri bawah pada
jendela kerja.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.21 Pemberian Support pada Model
.
Universitas Sumatera Utara
III. POSTPROCESSING
Pada tahap postprocessing ini dapat dipilih hasil analisa apa yang ingin ditampilkan. Dalam tahap ini, yang ingin diketahui adalah data tegangan, regangan, deformasi dan
analisa kestabilan yang terjadi terhadap masing-masing jenis tulangan. Perintah: solution insert stress pilih equivalent stress Von-mises untuk
menampilkan hasil analisa berupa data tegangan.
Gambar 3.22 Hasil simulasi berupa tegangan von mises
Pada Gambar 3.24 terlihat animasi hasil analisa, terlihat pula distribusi tegangan
akibat dari pembebanan pada struktur tulangan. Data berupa tegangan pada semua bagian struktur tersebut dapat dilihat, sehingga dapat diketahui bagian yang kritis karena
terdapat konsentrasi tegangan berlebih.
Universitas Sumatera Utara
Perintah: solution insert strain pilih equivalent strain Von-mises untuk menampilkan hasil analisa berupa data regangan.
Gambar 3.23 Hasil simulasi berupa regangan von mises
Perintah: solution insert deformation pilih total untuk menampilkan hasil analisa berupa data deformasi total.
Gambar 3.24 Hasil simulasi berupa deformasi total
Universitas Sumatera Utara
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pendahuluan
Pada bab ini akan dibahas mengenai hasil percobaan yang didapatkan berdasarkan data hasil keluaran dari aplikasi ANSYS 12.1, dimana hasilnya akan berkaitan dengan kinerja
tulangan kolom yang diberi perkuatan pen-binder pada sengkangnya dan analisis terhadap efek dari perkuatan pada tulangan sengkang dengan penggunaan pen-binder tersebut.
4.2 Perhitungan Kapasitas Beban Aksial Ultimate Kolom
Kolom berpenampang persegi memiliki karakteristik-karakteristik sebagai berikut : Dimensi kolom
: 150 x150 Tinggi kolom
: 1000 mm Kuat Tekan f’c
: 19,76 Mpa K-225 Diameter tulangan longitudinal : 12 mm
Diameter tulangan sengkang : 6 mm
Jumlah tulangan longitudinal : 4 buah
Fy tulangan longitudinal : 240 Mpa
Fyh tulangan sengkang : 240 Mpa
Luas penampang Ag : 22500 mm
2
Es : 2 x 10
5
Mpa Tebal Selimut
: 45 mm
Universitas Sumatera Utara
Beban aksial yang dapat ditampung kolom dapat ditentukan sebagai berikut : Pn
= 0,8 { 0.85 f’c Ag- Ast + Fy. Ast } = 0,8 { 0,85 19,76 22500
– 452, 16 + 240. 452,16 = 0,8 { 370315,5 + 108518,4 }
= 383067 N =383,067 kN
Maka, berpatokan dengan hasil beban aksial kolom diatas, pembebanan pada benda uji tulangan di hentikan pada 400 kN dengan rentang pembebanan 10 kN - 400 kN.
Universitas Sumatera Utara
4.3 Data Hasil Percobaan