4.6 PARAMETER PENGATUR PERHITUNGAN
4.6.2 MASUKAN PEMBEBANAN
Kotak Masukan pembebanan digunakan untuk menentukan jenis pembebanan yang akan digunakan dalam suatu tahapan perhitungan tertentu. Hanya satu jenis pembebanan saja yang dapat diaktifkan untuk tiap tahapan perhitungan.
Dalam perhitungan Plastis, dibedakan jenis-jenis Masukan pembebanan sebagai berikut :
• Pembebanan akibat adanya perubahan kombinasi beban, kondisi tegangan, berat dan kekuatan atau kekakuan dari elemen, yang diaktifkan dengan mengubah beban dan konfigurasi geometri atau distribusi tekanan air pori, dimasukkan dengan memilih Tahapan konstruksi. Pada kasus ini, tingkat pembebanan final yang harus dicapai pada akhir tahap perhitungan didefinisikan dengan menentukan geometri yang baru, konfigurasi beban dan/atau distribusi tekanan air pori, yang dilakukan dalam modus Tahapan konstruksi (Bab 4.7).
• Pembebanan akibat adanya peningkatan atau pengurangan dari gaya eksternal yang telah ditentukan sebelumnya, yang diaktifkan dengan mengubah Faktor pengali
total. Pada kasus ini, tingkat pembebanan final yang harus dicapai pada akhir tahap
perhitungan didefinisikan dengan memasukkan nilai-nilai untuk Faktor pengali
total dalam lembar-tab Pengali.
• Pembebanan akibat adanya peningkatan atau pengurangan dari gaya eksternal yang telah ditentukan sebelumnya, yang diaktifkan dengan mengubah Peningkatan faktor
pengali. Pada kasus ini, peningkatan beban pertama didefinisikan dengan
memasukkan nilai-nilai untuk Peningkatan faktor pengali dalam lembar-tab
Pengali, dan pembebanan ini dilanjutkan pada langkah-langkah berikutnya.
Saat memilih Reduksi phi-c maka hanya pilihan Peningkatan faktor pengali saja yang tersedia.
Dalam suatu analisis Konsolidasi, tersedia pilihan-pilihan berikut :
• Konsolidasi dan pembebanan secara simultan akibat perubahan kombinasi beban, kondisi tegangan, berat dan kekuatan atau kekakuan dari elemen, yang diaktifkan dengan mengubah beban dan konfigurasi geometri atau distribusi tekanan air pori, dimasukkan dengan menggunakan pilihan Tahapan konstruksi. Perlu dimasukkan suatu nilai untuk Interval waktu, yang pada kasus ini menyatakan waktu konsolidasi total yang diaplikasikan dalam tahapan perhitungan saat ini. Peningkatan waktu pertama yang digunakan didasarkan pada parameter Langkah waktu pertama dalam jendela parameter Pengaturan manual. Pilihan Tahapan konstruksi juga harus digunakan jika diinginkan untuk melakukan konsolidasi pada rentang waktu tertentu meskipun tanpa penambahan pembebanan.
• Konsolidasi tanpa tambahan pembebanan, hingga seluruh tekanan air pori berlebih telah berkurang hingga di bawah nilai minimum tertentu, yang ditentukan oleh parameter P-stop. Secara pra-pilih P-stop bernilai 1 satuan tegangan, tetapi nilai ini dapat diubah oleh pengguna. Perhatikan bahwa parameter P-stop merupakan suatu nilai absolut, yang berlaku untuk tegangan tekan maupun tegangan tarik. Masukan berupa suatu Interval waktu tidak dapat diaplikasikan disini, karena sebelumnya tidak dapat ditentukan berapa lama waktu yang diperlukan untuk memenuhi persyaratan tekanan air pori minimum. Langkah waktu pertama yang digunakan didasarkan pada parameter Langkah waktu pertama dalam kotak Parameter dalam jendela Pengaturan manual.
• Konsolidasi dan pembebanan secara simultan akibat adanya peningkatan atau pengurangan dari gaya eksternal yang telah ditentukan sebelumnya, yang diaktifkan dengan mengubah Peningkatan faktor pengali. Perlu dimasukkan suatu nilai untuk parameter Peningkatan waktu dalam satuan waktu. Peningkatan waktu yang dimasukkan dalam kasus ini akan mengatur langkah waktu pertama yang digunakan dan menentukan kecepatan pembebanan, bersama dengan konfigurasi beban eksternal saat ini serta peningkatan faktor pengali dalam lembar-tab Pengali.
Tahapan konstruksi
Jika dipilih Tahapan konstruksi dari kotak Masukan pembebanan, maka pengguna dapat menentukan kondisi baru yang harus dicapai pada akhir tahapan perhitungan. Tahapan baru ini dapat didefinisikan dengan menekan tombol Tentukan dan kemudian mengubah geometri, nilai masukan dari beban, serta konfigurasi beban dan distribusi tekanan air dalam modus Tahapan konstruksi. Pilihan Tahapan konstruksi juga dapat digunakan untuk melakukan perhitungan langkah-nol-plastis untuk menyelesaikan permasalahan adanya gaya-gaya yang tidak seimbang. Dalam kasus ini, tidak dilakukan perubahan apapun terhadap geometri, nilai beban, konfigurasi beban maupun distribusi tekanan air.
Sebelum menentukan tahapan konstruksi, nilai Interval waktu dari tahapan perhitungan harus dimasukkan terlebih dahulu. Interval waktu dinyatakan dalam satuan waktu. Nilai
Interval waktu yang tidak nol hanya relevan dalam kasus analisis Konsolidasi atau jika
digunakan model Soft Soil Creep (lihat Manual Model Material). Nilai yang diinginkan dapat dimasukkan dalam kotak Masukan pembebanan pada lembar-tab Parameter. Karena tahapan konstruksi dilakukan dengan menggunakan prosedur Kondisi batas
peningkatan beban (Bab 4.5.2), maka tahapan perhitungan ini diatur oleh faktor pengali
total (ΣMstage). Faktor pengali ini umumnya dimulai dari nol dan diharapkan untuk mencapai nilai 1.0 pada akhir dari suatu tahapan perhitungan. Walaupun demikian, dalam beberapa situasi khusus mungkin diperlukan untuk membagi suatu proses tahapan konstruksi menjadi beberapa tahapan perhitungan dan dilakukan pembagian dan untuk menentukan suatu nilai tertentu untuk ΣMstage. Hal ini dapat dilakukan dengan meng-klik tombol Tingkat lanjut, yang hanya tersedia untuk suatu perhitungan Plastis. Sebuah jendela akan muncul dimana nilai batas dari ΣMstage dapat ditentukan. Pengguna perlu berhati-hati jika digunakan nilai batas yang lebih kecil dari 1.0 karena hal ini dapat menghasilkan gaya-gaya yang tidak seimbang. Perhitungan semacam ini harus selalu diikuti dengan perhitungan tahapan konstruksi yang lain. Sebelum jenis-jenis perhitungan yang lain dapat dimulai, nilai ΣMstage harus mencapai 1.0 terlebih dahulu. Hal ini dapat diverifikasi setelah suatu perhitungan dilakukan dengan menggunakan pilihan Nilai yang dicapai dalam lembar-tab Pengali (Bab 4.8.2).
Faktor pengali total
Pilihan Faktor pengali total diaktifkan dalam kotak Masukan pembebanan, dan kemudian pengguna dapat memasukkan nilai faktor pengali yang akan diaplikasikan untuk konfigurasi beban eksternal saat ini. Nilai aktual dari beban yang diaplikasikan pada akhir tahapan perhitungan adalah hasil perkalian dari nilai beban yang dimasukkan dan nilai faktor pengali beban yang bersangkutan, tetapi jika tidak terjadi mekanisme keruntuhan atau pengurangan beban sebelumnya.
Sebelum menentukan beban eksternal, Interval waktu dari perhitungan dapat ditentukan dalam kotak Masukan pembebanan pada lembar-tab Parameter. Interval waktu tersebut adalah waktu yang diikutsertakan dalam tahapan perhitungan saat ini, dinyatakan dalam satuan waktu seperti telah ditentukan dalam jendela Pengaturan global dari program Masukan. Nilai Interval waktu yang tidak nol hanya relevan dalam kasus analisis
Konsolidasi atau jika digunakan model Soft Soil Creep. Kombinasi antara faktor pengali
total dan interval waktu akan menentukan kecepatan pembebanan yang digunakan dalam perhitungan.
Selain interval waktu, juga diberikan perkiraan total waktu hingga akhir dari tahapan perhitungan (Perkiraan waktu akhir), yang merupakan penjumlahan dari seluruh interval waktu dari tahapan-tahapan perhitungan sebelumnya termasuk tahapan saat ini. Jika tahapan perhitungan telah selesai dieksekusi, maka akan diberikan Waktu akhir
aktual, yaitu waktu total yang secara aktual telah dicapai pada akhir dari tahapan
Peningkatan faktor pengali
Pengaktifan pilihan Peningkatan faktor pengali dalam kotak Masukan pembebanan memungkinkan pengguna untuk menentukan peningkatan faktor pengali beban yang akan diaplikasikan pada konfigurasi beban eksternal saat ini. Peningkatan beban awal yang digunakan dalam langkah pertama dari tahapan perhitungan adalah hasil perkalian dari nilai masukan beban dan peningkatan faktor pengali yang bersangkutan. Perhatikan bahwa peningkatan beban yang dihasilkan dalam langkah perhitungan pertama akan dipengaruhi oleh prosedur Kontrol panjang busur jika prosedur tersebut diaktifkan. Sebelum memasukkan suatu nilai peningkatan untuk beban eksternal, Peningkatan
waktu dapat dimasukkan dalam kotak Masukan pembebanan pada lembar-tab Parameter. Hal ini hanya relevan pada suatu analisis Konsolidasi atau jika digunakan
model Soft Soil Creep. Kombinasi antara peningkatan faktor pengali dan peningkatan waktu akan menentukan kecepatan pembebanan yang digunakan dalam perhitungan. Peningkatan waktu dinyatakan dalam satuan waktu seperti telah ditentukan dalam jendela Pengaturan global dari program Masukan.
Tekanan air pori minimum (konsolidasi)
Pilihan untuk konsolidasi ini melibatkan suatu kriteria tambahan untuk menghentikan analisis. Jumlah langkah tambahan adalah maksimum yang dikehendaki yang tidak akan dicapai jika kriteria ini telah terpenuhi. Dalam kasus ini kriteria tersebut adalah tekanan air pori berlebih minimum tertentu P-stop. Perhitungan akan berhenti jika nilai tekanan air pori berlebih maksimum absolut telah lebih kecil dari nilai P-stop. Misalnya, saat nilai tekanan air pori berlebih maksimum telah mencapai nilai tertentu dalam proses pemberian beban, pengguna dapat memastikan bahwa proses konsolidasi tetap berjalan hingga nilai tekanan air pori pada seluruh titik nodal telah kurang dari P-stop.
Derajat konsolidasi merupakan indikasi yang penting dari suatu proses konsolidasi. Secara singkat, derajat konsolidasi, x, didefinisikan sebagai proporsi dari penurunan final yang terjadi walaupun lebih banyak digunakan untuk menyatakan proporsi dari tekanan air yang telah berdisipasi hingga sekurangnya (100 – x)% dari nilainya sesaat setelah pembebanan. Pilihan Tekanan air pori minimum dapat digunakan untuk menentukan derajat konsolidasi final dalam suatu analisis. Untuk menentukan nilai tekanan air pori minimum yang tepat, P-stop, perlu untuk menentukan nilai tekanan air pori berlebih absolut maksimum sesaat setelah pembebanan. Parameter ini, Pmaks, ditampilkan dalam lembar-tab Pengali pada tahapan perhitungan sebelumnya dengan mengaktifkan pilihan Nilai yang tercapai (Bab 4.8.2). Nilai P-stop yang tepat dapat ditentukan dari persamaan berikut :
P-stop = Pmaks ⋅ (100 – x)%
Misalnya, untuk mencapai konsolidasi hingga 90% nilai yang tepat dari P-stop adalah sepersepuluh dari Pmaks.
Peningkatan waktu, Interval waktu, Waktu akhir aktual, Perkiraan waktu akhir :
Parameter-parameter waktu ini mengatur perkembangan dari waktu dalam perhitungan. Seluruh parameter waktu dinyatakan dalam satuan waktu seperti telah ditentukan dalam lembar-tab Dimensi pada jendela Pengaturan global. Nilai Peningkatan waktu atau
Interval waktu yang tidak nol hanya relevan jika suatu analisis konsolidasi dilakukan
atau jika digunakan model material yang tergantung pada waktu (misalnya model Soft Soil Creep). Arti dari parameter-parameter waktu tersebut adalah sebagai berikut : • Peningkatan waktu adalah peningkatan dari waktu yang digunakan dalam sebuah
langkah (langkah pertama) dalam tahapan perhitungan saat ini.
• Interval waktu adalah rentang waktu total yang digunakan dalam tahapan perhitungan saat ini.
• Waktu akhir aktual adalah akumulasi waktu aktual hingga akhir dari tahapan perhitungan yang telah diselesaikan.
• Perkiraan waktu akhir adalah perkiraan akumulasi waktu pada akhir dari tahapan yang akan dihitung. Parameter ini diperkirakan dari Interval waktu pada tahapan perhitungan saat ini dan Waktu akhir aktual serta Perkiraan waktu akhir dari tahapan perhitungan sebelumnya.