Tentang Massa (Episode 2, Bagian 2)

Kelanjutan dari Bagian 1, pada tulisan ini menyajikan modifikasi pada salah satu model struktur yang telah dibuat sebelumnya yaitu model D.

Untuk model D ini dimodifikasi lagi modelnya agar lebih mendekati struktur yang sebenarnya di dunia nyata. Maksudnya, tanpa harus banyak melakukan penyederhanaan, cukup membuat model lalu memasukkan beban dan di-run, tanpa harus menghitung dulu massa, dll. Harap maklum, contoh soal di atas adalah dalam rangka memberikan pengetahuan dasar, jadi ya mesti harus memakai yang sederhana sehingga ada beberapa parameter yang harus ditambahkan lagi.

Modifikasi yang akan dilakukan ada dua macam :

  1. Massa pada puncak tower akan dimodelkan secara fisik memanfaatkan obyek elemen (bukan sebagai input massa)
  2. Massa pada puncak tower akan dimodelkan gabungan sebagai elemen fisik dan beban luar
  • Model 1

Massa di puncak tower dimodelkan dengan elemen shell, dengan material berberat jenis tertentu dan ketebalan tertentu, sehingga bisa didapatkan beban (W) 5200 lb. Supaya mudah, akan diambil dimensi lebar (L) = panjang (P) = tebal (t) elemen. Jika berat volume material (R) = W/V, maka dimensi yang diperlukan adalah akar pangkat tiga dari W dibagi R. Dengan trial sedemikian rupa terhadap nilai salah satu dimensi berupa bilangan bulat (agar penggambaran mudah) dan nilai R mendekati nilai dari material yang ada di dunia nyata, maka diambil nilai-nilai berikut :

L = P = t = 38 in.
R = 8,77.10^-5 kip/in^3 = 151,5 lb/ft^3

Jadi, pada model struktur ditambahkan elemen shell ukuran 38 in. x 38 in. dengan tebal 38 in. (alias ada box beton masif dimensi sekitar 1 m x 1 m x 1 m). nilai R tersebut mendekati nilai berat volume beton bertulang yaitu sebesar 150 lb/ft^3 (atau dalam ‘bahasa kita’ sekitar 23,8 kN/m^3).

Model Alternatif 1
Shell Section Alternatif 1

By the way alias omong-omong, itu tampilan secara perspektif 3D ya, kalau model-model sebelumnya tampilannya secara 2D saja alias tampak samping. Nilai modulus elastis material diambil nilai yang lebih kecil dibandingkan nilai material umumnya (untuk beton 3000-an kip/in.^2, di sini dimasukkan 1) agar tidak terlalu mempengaruhi kekakuan total, namun juga tidak boleh nol agar kestabilan struktur tetap ada.

Material Alternatif 1

Berikutnya, setting untuk sumber massa. Karena massa pada model ini sepenuhnya berasal dari elemen yang ada pada model struktur, maka dipakai pilihan Element Self Mass.

Mass Source Alternatif 1

Hasilnya?

Output Model Alternatif 1

Nilai waktu getar 1,60723 detik. Yah, masih bisa dianggap mendekati lah, dengan selisih +1,08%.

  • Model 2

Model ini supaya mudah melanjutkan dari sebelumnya (Model 1), dengan modifikasi pada ketebalan pelat yang dikurangi (dimensi lebar dan panjang tetap) dan penambahan beban luar sedemikian rupa sehingga beban berat total pelat + beban luar tetap 5200 lb. Dengan mengambil beban luar sebesar 3000 lb, maka berat pelat harus sebesar 2200 lb, yang dengan cara yang sama sebelumnya didapatkan nilai-nilai berikut :

L = P = 38 in.
t = 16,5 in.
R = 8,77.10^-5 kip/in^3 = 151,5 lb/ft^3

Nilai berat volume (R) diambil sama dengan sebelumnya agar memudahkan perhitungan dan input data, sehingga yang berubah hanya data ketebalan elemen shell saja (data material tetap sama).

Model Alternatif 2
Shell Section Alternatif 2

Setting untuk sumber massa, pada model ini massa berasal dari elemen yang ada pada model struktur dan juga beban luar, sehingga dipilih Element Self Mass dan Specified Load Patterns.

Mass Source Alternatif 2

Berikut hasilnya …

Output Model Alternatif 2

Nilai waktu getar 1,59708 detik, selisih +0,45%.

Dalam contoh soal, berat/massa kolom pipa baja diabaikan. Misal massa pipa tersebut diperhitungkan juga (berat volume tidak nol), hasilnya seperti apa ya? Dengan memakai Model 2, dan melakukan modifikasi berat volume pipa, maka hasilnya seperti gambar di bawahnya gambar berikut …

Material Pipa
Output Dengan Material Pipa Diperhitungkan

Nilai waktu getarnya menjadi 1,60691 detik, selisih +1,06%.

Model yang terakhir ini yang mungkin paling umum dilakukan, pemodelan elemen struktur, lalu bebannya sebagai beban luar baik beban pada nodal, frame, atau shell. Misalnya anggap saja elemen shell di atas sebagai pelat beton lalu bebannya berupa tandon air, disangga oleh kolom pipa beton. Dengan bentuk pemodelan tersebut, tidak perlu lagi menghitung nilai massa tandon dan pelat beton atau konversi hitungan lainnya, karena data yang ada umumnya adalah diameter pipa, tebal dan lebar pelat, serta beban tandon yang dipakai tergantung jenis dan volume tandon yang dipakai. Ingat, masih sama seperti episode sebelumnya, jangan lupa setting sumber massa (mass source) disesuaikan ya…

Oh ya, mungkin ada yang penasaran, kenapa output waktu getar pada model alternatif ini kok dipakai mode 2 atau mode 3, bukan mode 1 seperti pada Bagian 1? Hal tersebut dikarenakan kemalasan penulis untuk membuat file secara terpisah untuk tiap model, jadi beberapa model yang dibahas dalam tulisan ini maupun prekuelnya semua dibuat dalam satu file yang sama. Nah, karena ada beberapa model struktur dalam satu file, maka output waktu getar akan ditampilkan bergantian tergantung model mana yang lebih dulu tercapai untuk mode tertentu. Kalau dicermati, model alternatif 1 memiliki waktu getar = 1,60723 detik, alternatif 2 = 1,59708 detik dan model dengan material pipa diperhitungkan = 1,60691 detik. Sehingga kalau diurutkan menurut waktu getarnya dari terbesar ke terkecil, urutan mode shape yang tampil adalah model alt. 1 (mode 1), model dengan material pipa (mode 2), dan terakhir model alt. 2 (mode 3). Perlu diketahui pula bahwa setiap model dalam file tersebut adalah terpisah satu sama lain (tumpuan terpisah dan tidak ada elemen penyambung). Kalau misalnya setiap model dibuat dalam file yang terpisah sendiri-sendiri, maka pembacaan waktu getar ya pada mode 1 semua.

Sampai di sini dahulu tulisan ini, semoga dapat semakin melengkapi pemahaman dari assignment massa dalam program SAP2000.

🙂

One thought on “Tentang Massa (Episode 2, Bagian 2)”

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout /  Ubah )

Foto Google

You are commenting using your Google account. Logout /  Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout /  Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout /  Ubah )

Connecting to %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.