ANALISIS STRUKTUR SPEED BUMP DENGAN
CAMPURAN CONCRETE FOAM DENGAN
MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK ANSYS
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
MARAGHI MUTTAQIN 080401023
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
ABSTRAK
Speed bump(speed bump) atau disebut juga sebagai Alat Pembatas Kecepatan adalah bagian jalan yang ditinggikan berupa tambahan aspal atau semen yang dipasang melintang di jalan untuk pertanda memperlambat laju/kecepatan kendaraan.desain speed bump dengan geometri struktur padat dari concrete foam yang diperkuat dengan serat tandan kosong kelapa sawit, memiliki dimensi panjang 400 mm, lebar 200 mm dan tinggi 150 mm.Dari hasil simulasi statik menggunakan program Ansys APDL 14.5, dengan tekanan yang diberikan sebesar 80.000 MPa diperoleh tegangan maximumnya adalah 8.01Mpa. Dari hasil uji tekan diperoleh bahwa kekuatan tekan material confoam (type A5) adalah 2,1 MPa; sedangkan kekuatan tarik menggunakan brazilian test sebesar 0,18 MPa. Bila dibandingkan dengan kekuatan tarik maksimum material confoam dapat disimpulkan bahwa struktur tidak aman untuk digunakan untuk beban maksimum (kenderaan truk), sesuai kelas jalan golongan IIIC.
ABSTRACT
Speed bump (speed bump), also known as speed delimiter tool is part of the elevated road, additional asphalt or cement that is placed across the road to slow the pace of sign/speed kendaraan.desain speed bump with the geometry of the solid structure of foam concrete is reinforced with fibers empty fruit bunches of oil palm, has a long dimension of 400 mm, width 200 mm and height of 150 mm. From static simulation results using Ansys APDL 14.5 program, with the pressure exerted by 80,000 MPa obtained maximumnya voltage is 8.01Mpa. Test results obtained from the press that the compressive strength of the material confoam (type A5) is 2.1 MPa, while the tensile strength using the brazilian test of 0.18 MPa. When compared with the maximum tensile strength of the material confoam can be concluded that the structure was not safe to use for maximum load (vehicle truck), the corresponding class group IIIC.
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia yang diberikan kepada Penulis sehingga dapat menyelesaikan laporan hasil penelitian
tesis ini dengan judul “Analisis struktur speed bump dengan campuran
concrete foam dengan menggunakan perangkat lunak Ansys APDL 14.5”.
Laporan hasil penelitian skripsi ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi oleh setiap mahasiswa untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Regular Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Penulisan laporan hasil penelitian ini merupakan lanjutan dari penelitian sebelumnya yang mengedepankan pemanfaatan tandan kosong kelapa sawit dan penggunaan Concrete Foam untuk dijadikan material baru yang berkualitas dengan biaya ekonomis.
Untuk itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME, selaku Dosen Pembimbing penulis yang telah banyak memberi masukan serta membina saya selama mengerjakan penelitian ini.
Bapak Dr. Ing-Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku ketua Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara beserta seluruh Dosen dan Staf administrasi.
Seluruh teman – teman stambuk 2008 terkhususnya dan mahasiswa Program Studi Magister Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan baik selama perkuliahan maupun lain-lain.
Kepada Dwi irvani ariefa yamamoto siahaan yang selalu memberi support dalam pengerjaan laporan.
serta kawan-kawan satu perjuangan ikram, madhun, harry pramana, rozzi, felix, gio dan ramadhan.
Dan khususnya penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Kedua orangtua penulis, Ayahanda Bustami Syam dan Ibunda Suita Sari
yang telah memberikan do‟a, nasehat dan dukungan baik moril maupun materil,
juga saudara-saudara penulis suci, askari, cahaya, dan seluruh keluarga besar penulis yang selalu memberi dukungan dan motivasi selama pembuatan tugas sarjana ini hingga selesai.
Penulis sangat menyadari bahwa dalam laporan hasil penelitian ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu saran dan komentar sangat diperlukan.
Terima kasih atas segala bantuan baik secara moril maupun materil, baik secara langsung ataupun tidak langsung kepada semua pihak yang telah berkontribusi dalam penulisan laporan hasil penelitian ini.
Medan, 26 October 2013 Penulis,
DAFTAR ISI
2.2. Perilaku Mekanik Akibat Beban Tekan Statik ... 10
2.2.1. Beban Tekan Statik Aksial ... 11
2.6. Perangkat Lunak Analisis Elemen Hingga ... 23
2.6.1.Ansys ... 24
2.6.2. Cara Kerja Ansys ... 25
3.6 proses pembuatan concrete foam ... 36
3.6.1 Proses Pembuatan Concrete Foam Dengan Metode Fisika . 36 3.6.2 Alat Cetak Concrete foam ... 37
3.6.3 Alat Cetak Speed Bump ... 38
3.6.4 Material Penyusun concrete foam ... 41
3.7 Kerangka Kegiatan ... 42
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN ... 44
4.1. Pendahuluan ... 44
4.2. Geometri, dimensi, dan material speed bump ... 45
4.2.1 Geometri dan dimensi ... 46
4.2.2 Material speed bump ... 48
4.3. Simulasi uji tekan statik pada desain speed bump ... 48
4.3.1 Mesh ... 48
4.3.2 Kondisi Batas ... 48
4.3.3 Model pembebanan ... 50
4.3.4 Hasil simulasi ... 51
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 56
5.1. Kesimpulan ... 56
5.2. Saran ... 57 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1. Road map kegiatan penelitian ………..….11
Tabel 3.1. Jadwal kegiatan penelitian …………..………..…………27 Tabel 3.2. Alat-alat penelitian……….…..………..29
Tabel 3.3. Bahan-bahan penelitian ……….…31
Tabel 3.4. Komposisi bahan specimen ………...35
Tabel 3.5. Material-material penelitian untuk metode fisika ….………38
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Contoh desain Speed bump bahan beton ……….……….. 1
Gambar 1.2. Contoh desain Speed bump bahan karet ……….. 2
Gambar 1.3. Diagram Alir Penelitian ……… 8
Gambar 2.1. Speed bump sesuai KM Menhub no.3 tahun 1994 ……… 9
Gambar 2.2. Contoh Speed bump non-standart ………. 10
Gambar 2.3. Tipikal kurva respon tegangan-regangan terhadap material foam akibat beban tekan statik aksial... 12
Gambar 2.4. Diagram uji tekan statik ……… 13
Gambar 2.5. Elemen dx, dy, dz. ………. 18
Gambar 2.6. Bentuk elemen solid tetahedral ………. 19
Gambar 3.1. Langkah membuat gambar/import gambar……… 29
Gambar 3.2. Gambar geometri speed bump ………... 30
Gambar 3.3. icon model ………. 31
Gambar 3.4. pemilihan mesh ………. 31
Gambar 3.5. Fixed support ………. 32
Gambar 3.6. Pemberian Force ……… 32
Gambar 3.7. solusi yang diinginkan ……….. 33
Gambar 3.8. Spesimen uji statik ……… 35
Gambar 3.9. Campuran serat tandan kosong kelapa sawit,semen dan pasir ……… 39
Gambar 3.10. Campuran serat tandan kosong kelapa sawit,semen,pasir dan air ……….. 39
Gambar 3.11. Bahan pembentuk busa……….. 40
Gambar 3.12. Proses penuangan campuran ………. 40
Gambar 3.13. Speed bump berbahan concrete foam diperkuat serat TKKS ………... 41
Gambar 3.14 Kerangka penelitian……… 44
Gambar 4.1. Diagram alir langkah-langkah penelitian ...……… 45
Gambar 4.2. Gambar dua dimensi desain speed bump (a) padat (b) berongga ……….……… 46
Gambar 4.3. Geometri dan dimensi desain speed bump………. 47
Gambar 4.4 Geometri dan dimensi desain speed bump (a) padat (b) berongga ………... 48
Gambar 4.5. Gambar tiga dimensi desain speed bump ……….. 48
DAFTAR NOTASI
Simbol Nama Keterangan Satuan
