ANALISIS LENTUR PELAT SISTEM SATU ARAH BETON BERTULANG BERONGGA BOLA MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA NON LINIER

Dinar Gumilang Jati, Dr. Ing. Ir. Djoko Sulistyo,

2012 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Pelat beton bertulang berongga bola merupakan salah satu teknologi alternatif yang bertujuan untuk mengurangi berat sendiri struktur dan menghemat material beton. Penempatan bola pada area tarik beton diharapkan tidak akan mengurangi kekuatan lentur pelat tersebut. Kondisi non linier material beton dan keberadaan rongga dalam beton mendororng perlunya permasalahan ini didekati dengan pemecahan numerik menggunakan program ATENA. Penelitian ini membahas perilaku lentur pelat solid dengan ketebalan 12 cm (PL1), dan dua pelat beton bertulang berongga bola dengan ketebalan 12 cm (PL2) dan 14,3 cm (PL3), dengan sistem beton cor ditempat, menggunakan metode elemen hingga non linier. Setting pengujian dan data benda uji mengacu pada penelitian eksperimen yang dilakukan Soeharno (2009). Pengujian ini menggunakan pembebanan statis dari hydraulic jack yang diterapkan pada dua titik beban. Studi parameter penelitian ini mengamati pengaruh rasio rongga pada pelat terhadap perilaku lenturnya. Analisis numerik dilakukan dengan program ATENA dan program GID sebagai graphical user interface. Perilaku yang diamati pada penelitian ini antara lain kuat lentur, kekakuan, daktilitas dan pola retak. Penentuan tipe elemen pada pemodelan numerik mempengaruhi hasil analisisnya. Perbandingan tipe elemen mengindikasikan bahwa kuat lentur pelat solid dengan elemen hexahedral (PL1_NumLH) lebih mendekati hasil pengujian eksperimen (PL1_EKS) daripada pelat solid dengan elemen tetrahedral (PL1_NumLT). Pada penelitian ini didapatkan nilai kuat lentur pengujian numerik pada pelat PL1_NUM, PL2_NUM dan PL3_NUM berturut turut sebesar 54 kN, 53 kN dan 67 kN. Sementara itu nilai kuat lentur pengujian eksperimen untuk PL1_EKS, PL2_EKS dan PL3_EKS berturut-turut sebesar 43,29 kN, 46, 29 kN dan 68,29 kN. Perbedaan nilai kuat lentur tersebut terjadi karena model numerik mensimulasikan kondisi struktur yang ideal. Kuat lentur, kekakuan dan daktilitas pelat berongga PL2_NUM (PB19) akan menurun seiring bertambahnya rasio rongga pada pelat.

Hollow spherical concrete slab has been one of alternative technology aimed to reduce the self-weight and save concrete material. The plastic ball placement on concrete tension area should not to reduce flexural strength. The non linear concrete material and the presence of plastic balls inside the slab lead to the necessity of numerical solution approach using ATENA software. This research deals with flexural behavior of 12 cm-thick-solid slab (PL1) and two hollow sphere slabs with thickness of 12 cm (PL2) and 14.3 cm (PL3), which are casted onsite, employing non linear finite element method. The test setting and specimen data refer to previous experimental research by Soeharno (2009). Two-point static load testing was applied to the specimen and given by a hydraulic jack. Research parameter study observed the effect of slab void ratio on its flexural behavior. Numerical analysis was performed using ATENA software and supported by GID as the graphical user interface. The observed behaviors on this research are strength, stiffness, ductility, and crack pattern. The determination of numerical modeling element affects the analysis result. The comparison of element type indicates that flexural strength of hexahedral solid slab (PL1_NumLH) is closer to experimental result (PL1_EKS) than that of tetrahedral solid slab (PL1_NumLT). This research shows that flexural strength of numerical calculation of PL1_NUM, PL2_NUM, PL3_NUM, are respectively 54 kN, 53 kN, and 67 kN. Whereas, the flexural strength obtained by experiments of PL1_EKS, PL2_EKS, PL3_EKS, are respectively 43.29 kN, 46.29 kN, and 68.29 kN. Such flexural strength differences occur because of the ideal condition of numerical modeling. Flexural strength, stiffness, and ductility of PL2_NUM (PB19) decrease as the slab void ratio increases.

Kata Kunci : pelat solid, pelat beton bertulang berongga bola, analisis elemen hingga non linier, kuat lentur