OPTIMASI DIMENSI LUBANG HEKSAGONAL BALOK KASTELA BENTANG PENDEK DENGAN METODE ARTIFICIAL NEURAL NETWORK

AHMAD MUHTAROM, Akhmad Aminullah, S.T., M.T., Ph.D.

2012 | Tesis | S2 Teknik Sipil

Penggunaan balok kastela dalam konstruksi saat ini sudah banyak diterapkan, karena memiliki beberapa kelebihan antara lain kapasitas momen lentur yang lebih besar karena penambahan tinggi balok tanpa menambah berat sendiri, nilai artistik yang lebih indah dibandingkan balok I biasa dan lubanglubang tersebut bisa dimanfaatkan untuk instalasi mekanikal-elektrikal. Selain memiliki kelebihan balok kastela juga memiliki beberapa kelemahan yaitu terhadap gaya geser dan buckling akibat modifikasi tersebut. Untuk mereduksi kelemahan tersebut harus dilakukan optimasi dimensi lubang heksagonal tersebut agar mampu memikul beban secara optimal. Penelitian dilakukan dengan dua tahap, tahap pertama yaitu membuat model numeris dengan variasi dimensi lubang heksagonal menggunakan analisis metode elemen hingga. Tahap kedua adalah melakukan simulasi hasil analisis model numeris menggunakan metode Artificial Neural Network untuk mendapatkan fungsi matematis yang digunakan sebagai prediksi dimensi lubang yang paling optimal. Parameter input yang digunakan dalam fungsi matematis adalah tinggi dan lebar lubang heksagonal sedangkan parameter outputnya adalah tegangan dan deformasi yang terjadi pada balok kastela. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi dan lebar lubang heksagonal maka semakin besar tegangan yang terjadi di bagian web dan semakin kecil rasio lubang maka semakin kecil gaya geser. Hasil yang diperoleh dari generalisasi data menggunakan simulasi Artificial Neural Network terhadap output target dari output metode elemen hingga adalah mendekati, dengan rasio rata-rata 1.01. Hasil yang diperoleh dari optimasi menggunakan simulasi Artificial Neural Network dimensi lubang heksagonal yang paling optimal untuk studi kasus dimensi balok kastela 225x75x7x5 mm dengan bentang 1 meter dan pembebanan 2 titik sebesar 400 kN adalah : tinggi lubang = 100 mm, tinggi stem = 62.5 mm, lebar web post = 80 mm dan lebar lubang = 80 mm

The use of castellated beam in construction are now applied widely, because it has advantages, such as capacity of the larger bending moment because of adding to high beams without adding to the self weight, a beautiful artistic value is compared originial I-beam and the hole can be used for mechanicalelectrical installations. Besides having advantages castellated beam also have some disadvantages that the shear force and buckling because of some modifications. To reduce these disadvantages should be optimized dimensionalhexagonal hole to be able to carry the load optimally. This study was conducted in two stages, the first stage to make numerical models with hexagonal hole dimensional variations use finite element method analysis. The second stage to perform simulation result of analysis of numerical models using Artificial Neural Network to obtain a mathematical function used as a prediction of the most optimal hole dimensions. The input parameters used in the mathematical function is depth and width of the hexagonal holes while output parameters is stress and deformation that occur on the castellated beam. The result of study shows that the higher and the wider hexagonal hole, so the larger stress on the web and the smaller the ratio of hole, so the smaller shear force. The result of obtained generalization of data using Artificial Neural Network to target output is close to finite element method and its average ratio is 1.01. The result of obtained also using Artificial Neural Network simulation, the most optimal-hexagonal hole the case study castellated beam 225x75x7x5 mm dimension with span of 1 meter and 2 points load amount of 400 kN are : depth of hole = 100 mm, dept of stem = 62.5 mm, width of web post = 80 mm and width of hole = 80 mm.

Kata Kunci : balok kastela, metode elemen hingga, artificial neural network.