BAB V PERHITUNGAN DENGAN FEM DAN ANALITIS
5.3. Pembahasan Hasil Percobaan Terhadap Hasil FEM dan Analitis
Dari hasil eksperimental, hasil analisis FEM dan hasil perhitungan analitis, maka terlihat bahwa hasil - hasil yang didapatkan untuk setiap obyek pengamatan, tidak menunjukkan perbedaan yang tidak signifikan. Perbandingan hasil setiap obyek pengamatan diuraikan secara rinci sebagai berikut :
5.3.1. Perbandingan Lendutan Hasil Percobaan Terhadap Hasil Analisis
FEM dan Analitis
Lendutan hasil eksperimental untuk model-A terlihat lebih besar dari hasil analisis FEM maupun hasil perhitungan analitis bila dibebani beban retak hasil uji eksperimental. Hal ini menggambarkan bahwa untuk mencapai nilai lendutan yang sama, maka besarnya beban hasil analisis FEM dan analitis mempunyai nilai lebih kecil dari pada hasil percobaan. Kejadian semacam ini juga terbukti dari
140
TEORITIS
MODEL-A MODEL-B MODEL-C MODEL-A MODEL-A MODEL-B MODEL-C
A2 B2 C3 LENDUTAN / DEFLECTION ( mm ) 0.33 0.35 0.39 0.32 0.28 0.31 0.30 JENIS PENGAMATAN FEM RETAK AWAL PERCOBAAN RETAK AWAL RETAK AWAL TEORITIS
MODEL-A MODEL-B MODEL-C MODEL-A MODEL-A MODEL-B MODEL-C
RETAK AWAL 16.53 ton 15.02 ton 14.02 ton
A3 B2 C3
REGANGAN BAJA (BL)
( ) 94.00 86.02 81.00 96.69 98.16 94.65 85.35
16.53 ton 16.53 ton 15.02 ton 14.02 ton
JENIS PENGAMATAN
FEM
PERCOBAAN
RETAK AWAL RETAK AWAL
perhitungan secara analitis untuk model-A yang menunjukkan bahwa nilai regangan dari hasil perhitungan analitis lebih kecil.dibandingkan dengan hasil percobaan Adapun perbandingan nilai lendutan hasil percobaan dan hasil eksperimental dapat dilihat pada Tabel 5.9.
Tabel 5.9 Perbedaan lendutan model A, B dan C pada kondisi retak awal terhadap hasil FEM dan analitis
5.3.2. Perbandingan Regangan pada Baja Tulangan Tarik Hasil Percobaan terhadap Hasil FEM dan Analitis.
Regangan pada baja tulangan tarik lapis luar yang dimonitor memalui strain gauge BL, terlihat bahwa untuk setiap model yang sama, nilai regangan dari hasil eksperimental, FEM dan analitis pada saat terjadi retak awal, sudah mendekati sama, namun hasil analisis FEM dan analitis mempunyai nilai yang sedikit lebih kecil dibandingkan dengan hasil eksperimental. Hal ini dapat diartikan sama dengan regangan tulangan bawah lapis luar bahwa hasil eksperimental cenderung lebih aman dibandingkan dengan hasil analisis FEM maupun analitis. Perbandingan nilai regangan tersebut dapat dilihat pada Tabel 5.10.
Tabel 5.10 Perbandingan nilai regangan baja tarik lapis luar antara hasil percobaan, perhitungan analitis dan FEM
141
TEORITIS
MODEL-A MODEL-B MODEL-C MODEL-A MODEL-A MODEL-B MODEL-C
RETAK AWAL 16.53 ton 15.02 ton 14.02 ton
A2 B3 C2
REGANGAN BAJA (BD)
( ) 83.00 70.00 59.34 89.78 87.91 73.94 63.93 PERCOBAAN
16.53 ton 16.53 ton 15.02 ton 14.02 ton
JENIS PENGAMATAN
FEM
RETAK AWAL RETAK AWAL
Regangan pada baja tulangan tarik lapis dalam yang dimonitor melalui regangan gauge BD memperlihatkan bahwa untuk setiap model yang sama, nilai regangan dari hasil percobaan, FEM dan analitis yang sudah mendekati sama, namun hasil analisis FEM dan analitis mempunyai nilai yang sedikit lebih kecil dibandingkan dengan hasil percobaan. Hal ini dapat diartikan sama dengan regangan tarik baja lapis luar, dimana hasil percobaan cenderung lebih aman dibandingkan dengan hasil analisis FEM maupun analitis. Perbandingan nilai regangan tersebut dapat dilihat pada Tabel 5.11.
Tabel 5.11 Perbandingan nilai regangan baja tarik lapis dalam antara hasil percobaan, perhitungan analitis dan FEM
Dari hasil nilai regangan yang terdapat pada Tabel 5.11, menunjukkan bahwa regangan yang terjadi pada model B dan C yang dimonitor melalui strain gauge BD saat mengalami retak awal, mempunyai nilai regangan lebih rendah dibandingkan dengan model A. Hal ini akibat strain gauge BD dipasang pada arah tegak lurus dari garis sambungan antar komponen pracetak. Sehingga dengan membukanya sambungan tersebut menyebabkan berkurangnya nilai regangan yang terjadi pada baja tulangan di tengah bentang. Regangan tulangan tarik pada arah tegak lurus sambungan antar komponen pracetak untuk model B dan C juga menunjukkan nilai yang lebih kecil dibandingkan dengan tulangan tarik pada arah sejajar dengan garis sambungan antar komponen pracetak. Hal ini karena kondisi pelat uji pada arah sejajar dengan garis sambungan, tidak terdapat sambungn.
Dari Hasil analisis FEM terlihat bahwa tegangan baja tulangan tarik terbesar yang terjadi adalah pada daerah sekitar retak. Pada saat uji exsperimental, beban yang diberikan adalah beban area terpusat loading – percobaan di tengah bentang sehingga konsentrasi tegangan juga berada di tengah bentang. Hal ini sudah sesuai dengan hasil pengamatan saat uji eksperimantal bahwa retak awal
142
terjadi di tengah bentang. Konsentrasi tegangan tersebut juga ditunjukkan pada hasil analisis FEM yang ditandai dengan warna merah pada Gambar 5.46 sampai dengan Gambar 5.48 yang kesemua posisinya berada di tengah bentang. Hal ini terjadi baik pada model-A, model-B maupun model-C.
Gambar 5.46 Posisi konsentrasi tegangan pada baja tulangan tarik untuk pelat model-A akibat beban terpusat hasil analisis FEM
Gambar 5.47 Posisi konsentrasi tegangan pada baja tulangan tarik untuk pelat model-B akibat beban terpusat hasil analisis FEM
Gambar 5.48 Posisi konsentrasi tegangan pada baja tulangan tarik untuk pelat model-C akibat beban terpusat hasil analisis FEM
Konsnsentrasi Tegangan
Konsentrasi Tegangan Konsentrasi Tegangan
143
TEORITIS
MODEL-A MODEL-B MODEL-C MODEL-A MODEL-A MODEL-B MODEL-C
RETAK AWAL 16.53 ton 15.02 ton 14.02 ton
A2 B2 C3
REGANGAN BAJA (AL)
( ) -72.73 -60.50 -52.62 -8.07 -86.18 -61.85 -53.97
16.53 ton 16.53 ton 15.02 ton 14.02 ton
PERCOBAAN
RETAK AWAL RETAK AWAL
FEM
JENIS PENGAMATAN
5.3.3. Perbandingan Regangan pada Baja Tulangan Tekan Hasil Percobaan Terhadap Hasil Analisis FEM dan Analitis
Regangan pada baja tulangan tekan lapis luar yang dimonitor memalui strain gauge AL memperlihatkan bahwa untuk setiap model yang sama juga mempunyai nilai regangan dari hasil percobaan, FEM dan analitis yang sudah mendekati sama dan menunjukkan trend yang mirip sama. Hasil analisis FEM dan analitisnya juga mempunyai nilai yang sedikit lebih kecil dibandingkan dengan hasil eksperimental. Hal ini dapat diartikan pula bahwa hasil eksperimental cenderung lebih aman dibandingkan dengan hasil analisis FEM maupun analitis, dimana perbandingannya dapat dilihat pada Tabel 5.12.
Tabel 5.12 Perbandingan nilai regangan baja tekan lapis luar antara hasil percobaan, perhitungan analitis dan FEM
Regangan tekan pada baja tulangan tekan ini akan terjadi setelah beton mengalami keretakan, sehingga menyebabkan garis netral akan berpindah tempat semakin naik ke atas. Bila beban dinaikkan terus maka penurunan regangan tekan akan semakin besar. Kondisi seperti juga ditunjukkan pada analisis FEM.
Regangan pada baja tulangan tekan lapis dalam yang dimonitor melalui strain gauge AD, menunjukkan bahwa untuk setiap model yang sama juga mempunyai nilai regangan dari hasil eksperimental, FEM dan analitis yang sudah mendekati sama dan menunjukkan trend yang mirip sama.kondisinya hampir sama dengan tulangan tekan lapis luar, hanya saja nilainya lebih kecil. Hal ini karena posisi tulangan lapis dalam sedikit lebih mendekati garis netral. Perbandingan nilai regangan tersebut dapat dilihat pada Tabel 5.13.
144
TEORITIS
MODEL-A MODEL-B MODEL-C MODEL-A MODEL-A MODEL-B MODEL-C
RETAK AWAL 16.53 ton 15.02 ton 14.02 ton
A2 B2 C3
REGANGAN BAJA (AD)
( ) -82.70 -57.00 -42.00 -91.15 -86.08 -57.81 -48.50 16.53 ton PERCOBAAN NUMERIK JENIS PENGAMATAN 15.02 ton 14.02 ton RETAK AWAL 16.53 ton RETAK AWAL TEORITIS
MODEL-A MODEL-B MODEL-C MODEL-A MODEL-A MODEL-B MODEL-C
RETAK AWAL 16.53 ton 15.02 ton 14.02 ton
A2 B2 C2 REGANGAN BETON (BTN) ( ) 94.82 68.72 59.38 96.69 97.91 73.94 63.93 JENIS PENGAMATAN FEM PERCOBAAN RETAK AWAL 16.53 ton RETAK AWAL 16.53 ton 15.02 ton 14.02 ton Tabel 5.13 Perbandingan nilai regangan baja tekan lapis dalam antara hasil
percobaan, perhitungan analitis dan FEM
5.3.4. Perbandingan Regangan pada Beton Sisi Bawah (BTN) Hasil Percobaan Terhadap Hasil Analisis FEM dan Analitis
Regangan pada beton sisi bawah yang dimonitor melalui regangan gauge BTN, menunjukkan bahwa regangan beton di tengah bentang untuk benda uji model-B dan model-C mempunyai nilai lebih kecil dari pada regangan di tengah bentang untuk benda uji model-A. Hal ini terjadi karena regangan gauge dipasang tegak lurus terhadap garis sambungan antar komponen pracetak, sehingga akibat tejadi retak pada sambungan antar komponem pracetak, menyebabkan regangan beton di tengah bentang menjadi berkurang. Perbandingan nilai regangan tersebut dapat dilihat pada Tabel 5.14.
Tabel 5.14 Perbandingan antara regangan beton sisi bawah dari hasil percobaan perhitungan analitis dan FEM
5.4. Perhitungan Analitis Benda Uji untuk Pembebanan Merata Monotonik