Analisis Perilaku Lentur Pelat Beton Bertulang Satu Arah Dengan Variasi Rasio Tulangan Menggunakan Metode Elemen Hingga

Prameswari, Anafebri and Ir. Bhondana Bayu Brahmana Kridaningrat, ST., MT and Dr. Eng. Ir. Desy Setyowulan, ST., M.Sc (2024) Analisis Perilaku Lentur Pelat Beton Bertulang Satu Arah Dengan Variasi Rasio Tulangan Menggunakan Metode Elemen Hingga. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Perkembangan dan pertumbuhan suatu negara dipengaruhi oleh kecepatan pembangunan infrastrukturnya. Pemerintah sedang berusaha meningkatkan pembangunan infrastruktur untuk mempermudah aksesibilitas dan menurunkan biaya logistik. Jembatan merupakan salah satu infrastruktur penghubung antar wilayah yang perlu ditingkatkan pembangunannya. Salah satu upaya yang dapat dilakukan dalam percepatan pembangunan adalah penerapan teknologi material precast dan pemanfaatan software analisis. Dalam sistem precast pada konstruksi jembatan, yang dapat direncakan adalah bagian pelat beton bertulang satu arah. Pelat merupakan komponen struktur yang pertama kali menerima beban mati maupun beban hidup. Penambahan tulangan baja di dalam pelat dapat meningkatkan kemampuan pelat untuk menahan momen lentur dan beban-beban yang diterapkan. Penambahan tulangan akan berpengaruh pada rasio dan jarak tulangan, dimana untuk merencanakan variasi rasio tulangan harus dilakukan secara hati-hati dengan memperhatikan aspek-aspek tertentu untuk memastikan keamanan dan kinerja struktur. Namun, analisis pelat umumnya lebih kompleks karena memiliki karakteristik geometri dan perilaku mekanik yang lebih rumit. Oleh karena itu diperlukan pendekatan secara numerik menggunakan software ABAQUS untuk mempercepat proses perencanaan. Pada penelitian ini, analisis perilaku lentur dilakukan menggunakan bantuan software ABAQUS untuk mengetahui kapasitas beban, lendutan, tegangan, dan regangan maksimum. Spesimen uji dimodelkan seperti kondisi pada laboratorium, yaitu terdiri dari pelat beton bertulang, spreader beam, dan tumpuan berupa baja WF. Model spesimen uji terdiri dari tiga variasi berdasarkan rasio tulangannya, yaitu spesimen uji ρ-2,3%, ρ-2,0%, dan ρ-1,7%. Setiap spesimen uji diperlakukan sama dengan data input material, jenis interaksi, pembebanan, dan boundary condition yang sama pula. Pada kondisi elastis diinputkan data modulus elastisitas, poisson ratio, dan mass density baja maupun beton. Sedangkan dalam kondisi plastis input material beton berupa data Concrete Damage Plasticity dan True StressPlastic Strain untuk baja. Pembebanan menggunakan beban merata pada permukaan spreader beam yang diasumsikan sebagai pressure load pada ABAQUS. Sebisa mungkin model diasumsikan mendekati kondisi pengujian pada laboratorium karena akan dilakukan validasi data hasil analisis. Hasil analisis melalui software ABAQUS menunjukkan bahwa rasio tulangan berpengaruh terhadap besarnya kapasitas beban lentur yang mampu ditahan oleh masingmasing spesimen uji. Semakin besar rasio tulangan, maka semakin besar beban maksimum pelat. Pada analisis lendutan, dengan beban yang sama besarnya rasio tulangan berbanding terbalik dengan nilai lendutan. Sedangkan pada analisis tegangan dan regangan dengan beban yang sama, menunjukkan bahwa semakin besar rasio tulangan, maka semakin kecil nilai tegangan dan regangannya. Hasil analisis ABAQUS yang dibandingkan dengan pengujian laboratorium tidak mampu menghasilkan nilai kapasitas yang sama, namun perilaku yang dihasilkan baik hubungan beban-lendutan maupun tegangan-regangan mengindikasikan pola perilaku yang serupa. Hasil validasi menunjukkan persentase perbedaan hasil analisis dan hasil pengujian tidak berbeda jauh. Persentase selisih tertinggidari hasil setiap analisis adalah sebagai berikut, 21,33% pada analisis kapasitas beban, 19,15% pada analisis kapasitas lendutan, dan 23,35% pada analisis kapasitas teganganregangan.

English Abstract

The development and growth of a country is influenced by the speed of its infrastructure development. Currently, Indonesia is intensively developing infrastructure to facilitate access and reduce logistics costs. The bridge is one of the supporting infrastructure for connectivity between regions that needs to be improved. One of the efforts that can be done in accelerating development is the application of precast material technology and the use of analysis software to speed up the development process. In the precast system in Bridge Construction, what can be planned is a one-way reinforced concrete slab section. The plate is a structural component that first receives dead load and live load. The addition of steel reinforcement inside the plate can improve the ability of the plate to withstand bending moments and applied loads. The addition of reinforcement will affect the ratio and distance of reinforcement, where to make variations in the ratio of reinforcement must be done carefully with attention to certain aspects to ensure the safety and performance of the structure. However, plate analysis is generally more complex because it has more complicated geometry characteristics and mechanical behavior. Therefore, a numerical approach using ABAQUS software is needed to speed up the planning process. In this study, flexural behavior analysis was performed using ABAQUS software to determine the maximum load capacity, deflection, stress, and strain. The test object is modeled like the conditions in the laboratory, which consists of reinforced concrete slabs, spreader beams, and pedestal in the form of WF steel. The specimen model consists of three variations based on the ratio of reinforcement, namely the specimen ρ-2,3%, ρ-2,0%, and ρ-1,7%. Each test object is treated the same with the same input material data, interaction type, loading type, and boundary conditions. In elastic condition, data of young’s modulus, poisson ratio, and mass density of steel and concrete are inputted. While in the condition of plastic, the material data input for concrete is Concrete Damage Plasticity and True StressPlastic Strain data for steel. The type of load used is a distributed load on the surface of the spreader beam which is assumed to be a pressure load on ABAQUS. As much as possible the model is assumed to be close to the test conditions in the laboratory because it will be performed data validation analysis results. The results of the analysis through ABAQUS software showed that the ratio of reinforcement has an impact on the amount of flexural load capacity that can be resist by each specimen. The greater the reinforcement ratio, the greater the maximum load of the plate. In deflection analysis, with the same load the ratio of reinforcement is inversely proportional to the value of deflection. Meanwhile, stress and strain analysis with the same load shows that the greater the reinforcement ratio, the smaller the stress and strain values. The results of ABAQUS analysis compared with laboratory tests were not able to produce the same capacity value, but the behavior produced by both load-deflection and stress-strain relationships indicate similar behavior patterns. Validation results showed a percentage difference in the analysis results and test results did not differ much. The highest percentage of difference from the results of each analysis is as follows, 21,33% on load capacityanalysis, 19,15% on deflection capacity analysis, and 23,35% on stress-strain capacity analysis.

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	052407
Uncontrolled Keywords:	Rasio Tulangan, Beban Lentur, Lendutan, Tegangan-Regangan Aksial, ABAQUS-Reinforcement Ratio, Bending Load, Deflection, Axial Stress-Strain, ABAQUS
Divisions:	Fakultas Teknik > Teknik Sipil
Depositing User:	Unnamed user with username nova
Date Deposited:	09 Jul 2024 08:27
Last Modified:	09 Jul 2024 08:27
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/223236

Text (DALAM MASA EMBARGO) Anafebri Prameswari.pdf Restricted to Registered users only Download (21MB)

Actions (login required)

View Item