Setelah model geometri telah didefinisikan secara lengkap dan sifat material telah diaplikasikan ke seluruh klaster dan obyek struktural, maka geometri harus dibagi-bagi menjadi elemen-elemen untuk melakukan perhitungan elemen hingga. Komposisi dari elemen-elemen ini disebut sebagai jaring elemen hingga. Jenis elemen dasar dari suatu jaring elemen adalah elemen segitiga dengan 15 titik nodal atau elemen segitiga dengan 6 titik nodal, seperti telah dibahas dalam Bab 3.2.2. Selain elemen-elemen ini, terdapat elemen-elemen khusus untuk perilaku struktural (pelat, geogrid dan jangkar), seperti dijelaskan dalam Bab 3.3.2 hingga 3.3.7. PLAXIS
menerapkan penyusunan jaring elemen hingga secara otomatis. Pembentuk jaring elemen ini merupakan versi khusus dari pembentuk jaring elemen segitiga yang dikembangkan oleh Sepra1. Penyusunan jaring elemen didasarkan pada suutu prosedur triangulasi yang handal, yang menghasilkan jaring elemen yang tidak beraturan (unstructured mesh). Jaring elemen tak beraturan memang terlihat tidak teratur, tetapi kinerja numerik dari jaring elemen seperti ini umumnya lebih baik daripada jaring elemen terstruktur (structured mesh).
Masukan yang diperlukan untuk pembentuk jaring elemen adalah sebuah model geometri yang terdiri dari titik, garis dan klaster, dimana klaster (bidang yang tertutup oleh garis-garis) secara otomatis dibentuk dalam pembuatan model geometri. Garis dan titik geometri juga dapat digunakan untuk mempengaruhi posisi dan distribusi dari elemen-elemen.
Penyusunan jaring elemen dimulai dengan meng-klik tombol penyusunan jaring elemen pada toolbar atau dengan memilih Susun dari sub-menu Jaring elemen. Penyusunan jaring elemen juga langsung dimulai setelah memilih penghalusan elemen dari sub-menu Jaring elemen.
Setelah penyusunan jaring elemen, program Keluaran akan dimulai dan jaring elemen akan ditampilkan. Walaupun elemen antarmuka mempunyai ketebalan nol, antarmuka dalam jaring elemen akan digambarkan dengan ketebalan tertentu untuk menunjukkan hubungan antara elemen tanah dan antarmuka. Tampilan yang disebut sebagai
Konektivitas ini juga tersedia sebagai pilihan keluaran reguler (Bab 5.9.4). Faktor skala
(Bab 5.4) dapat digunakan untuk mereduksi tampilan ketebalan dari antarmuka. Untuk kembali ke program Masukan, klik tombol <Perbaharui>.
3.6.1 JENIS ELEMEN DASAR
Jenis elemen dasar dimasukkan dalam lembar-tab Proyek dari jendela Pengaturan
global pada menu Berkas. Saat memilih Jenis elemen dasar dari menu Jaring elemen,
jendela Pengaturan global akan terbuka dan posisi kursor akan berada pada parameter
Elemen. Pengguna dapat memilih elemen segitiga dengan 15 titik nodal atau elemen
segitiga dengan 6 titik nodal (Gambar 3.4) sebagai jenis elemen dasar untuk memodelkan pelapisan tanah dan klaster volumetrik. Jenis dari elemen untuk struktur
dan antarmuka secara otomatis ditentukan agar tetap kompatibel dengan jenis elemen tanah.
3.6.2 KEKASARAN GLOBAL
Pembentuk jaring elemen membutuhkan parameter untuk membentuk jaring elemen secara global yang menyatakan ukuran elemen rata-rata, le. Dalam PLAXIS parameter ini dihitung dari dimensi terluar geometri (xmin, xmaks, ymin, ymaks) serta pengaturan Kekasaran
global yang ditentukan dalam menu Jaring elemen :
le =
( ) ( )
n
y
y
x
x
c min maks min maks− ⋅ −
Tingkat kekasaran global dibedakan kedalam lima tingkatan, yaitu Sangat kasar, Kasar,
Sedang, Halus, Sangat halus. Secara pra-pilih, kekasaran global diatur pada tingkat Kasar. Ukuran elemen rata-rata dan jumlah elemen segitiga yang dihasilkan tergantung
pada pengaturan kekasaran global ini. Perkiraan kasar diberikan berikut ini (berdasarkan penyusunan jaring elemen tanpa penghalusan lokal) :
Sangat kasar : nc = 25 Sekitar 50 elemen Kasar : nc = 50 Sekitar 100 elemen Sedang : nc = 100 Sekitar 250 elemen Halus : nc = 200 Sekitar 500 elemen Sangat halus : nc = 400 Sekitar 1000 elemen
Jumlah elemen secara eksak tergantung dari bentuk geometri dan pengaturan penghalusan lokal. Jumlah elemen tidak dipengaruhi oleh parameter Jenis elemen yang diatur dalam Pengaturan global. Perhatikan bahwa jaring elemen yang terbentuk dari elemen dengan 15 titik nodal akan menghasilkan distribusi titik nodal yang lebih halus dan karena itu pula akan memberikan hasil yang jauh lebih akurat dibandingkan dengan penggunaan elemen 6 titik nodal untuk jaring elemen dan jumlah elemen yang serupa. Di lain pihak, penggunaan elemen dengan 15 titik nodal membutuhkan waktu perhitungan yang lebih lama dibandingkan penggunaan elemen dengan 6 titik nodal.
3.6.3 PENGHALUSAN GLOBAL
Suatu jaring elemen hingga dapat diperhalus dengan memilih Penghalusan global dari menu Jaring elemen. Dengan menggunakan pilihan ini, parameter kekasaran global dinaikkan satu tingkat (misalnya dari Kasar ke Sedang) dan jaring elemen secara otomatis akan dibentuk kembali.
3.6.4 KEKASARAN LOKAL
Pada area dimana konsentrasi tegangan yang tinggi atau gradien perpindahan yang besar diperkirakan akan terjadi, diinginkan untuk memiliki jaring elemen hingga yang lebih
akurat (halus), sedangkan bagian lain dari geometri mungkin tidak memerlukan jaring elemen yang halus. Situasi seperti ini sering terjadi jika model geometri memiliki tepi, sudut atau obyek struktural. Untuk kasus-kasus seperti ini PLAXIS menggunakan parameter kekasaran lokal selain parameter kekasaran global. Parameter kekasaran lokal adalah faktor Ukuran elemen lokal, yang terdapat dalam tiap titik. Faktor-faktor ini memberikan indikasi ukuran elemen relatif terhadap ukuran elemen rata-rata seperti ditentukan dengan parameter Kekasaran global. Secara pra-pilih, faktor Ukuran elemen
lokal diatur sebesar 1.0 untuk seluruh titik geometri. Untuk mengurangi panjang suatu
elemen menjadi setengah dari ukuran elemen rata-rata, faktor Ukuran elemen lokal harus diatur menjadi 0.5. Faktor Ukuran elemen lokal dapat diubah dengan klik ganda pada titik geometri yang bersangkutan. Alternatif lain, faktor ukuran elemen lokal baik untuk titik maupun garis geometri dapat diatur secara bersamaan dengan klik-ganda pada garis geometri yang diinginkan. Nilai yang diperbolehkan adalah antara 0.05 hingga 5.0.
3.6.5 PENGHALUSAN LOKAL
Selain menentukan faktor ukuran elemen lokal, penghalusan secara lokal juga dapat dilakukan dengan memilih klaster, garis atau titik dan memilih penghalusan secara lokal dari menu Jaring elemen.
Saat memilih satu klaster atau lebih, Perhalus klaster dapat dipilih dari menu Jaring
elemen. Demikian juga saat memilih sebuah garis geometri atau lebih, Perhalus garis
dapat dipilih dari menu Jaring elemen. Saat memilih satu titik atau lebih, Perhalus
seputar titik dapat dipilih dari menu Jaring elemen.
Penggunaan salah satu pilihan tersebut untuk pertama kalinya akan memberikan faktor ukuran elemen lokal sebesar 0.5 untuk seluruh titik geometri yang dipilih atau seluruh titik geometri yang berada dalam klaster atau garis yang dipilih. Setiap pengulangan dari penggunaan pilihan penghalusan lokal akan menghasilkan faktor ukuran elemen lokal setengah dari ukuran sebelumnya. Namun demikian, nilai minimum dan maksimum dibatasi pada rentang 0.05 hingga 5.0. Setelah memilih salah satu dari penghalusan elemen secara lokal, jaring elemen akan secara otomatis disusun kembali.
3.6.6 PENYUSUNAN JARING ELEMEN YANG DISARANKAN
Untuk melakukan perhitungan elemen hingga yang efisien, analisis pendahuluan dapat dilakukan dengan menggunakan jaring elemen yang relatif kasar. Analisis ini dapat digunakan untuk memeriksa apakah model sudah cukup besar dan untuk melihat lokasi dimana konsentrasi tegangan dan gradien deformasi yang besar terjadi. Informasi ini dapat digunakan untuk membuat model elemen hingga yang lebih halus.
Untuk menghasilkan jaring elemen hingga yang lebih detil secara efisien, pertama pilih
Kekasaran global dari menu Jaring elemen. Selain itu, jika diinginkan penghalusan
secara lokal, mulailah dengan penghalusan klaster, kemudian penghalusan garis dan terakhir penghalusan di seputar titik. Jika diinginkan, faktor ukuran elemen lokal dapat diberikan pada titik-titik tertentu.