Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Sebagai karakter yang mengakibatkan variabilitas properti mekanis, sifat heterogenitas beton perlu dipertimbangkan karena mempengaruhi perilaku material. Salah satu metode untuk memperhitungkan sifat tersebut adalah random field yang digenerasi dengan Turning Band Method (TBM) pada aplikasi berbasis finite element, Cast3M. Objek pemodelan pada penelitian ini adalah beton polos berukuran 15 x 15 x 15 cm3, beton polos 10 x 10 x 50 cm3, dan beton dengan tulangan tunggal 10 x 10 x 50 cm3. Studi numerik dilakukan dengan mengaplikasikan beban tekan pada setiap sampel kubus dan beban tarik pada sampel balok. Model kerusakan Mazars diimplementasikan untuk mempelajari perilaku keruntuhan pada masing-masing sampel terhadap variasi parameter ukuran mesh dan panjang korelasi. Hasil pemodelan menunjukkan bahwa penggunaan TBM sangat berpengaruh pada pola keruntuhan dari setiap sampel. Parameter ukuran mesh dan panjang korelasi memiliki pengaruh yang signifikan terhadap propagasi dan sensitivitas kerusakan serta estimasi properti mekanis. Pemodelan dengan ukuran mesh 1 cm dan 2,5 cm terhadap masing-masing panjang korelasi menghasilkan pola keruntuhan yang bervariasi. Perbandingan hasil pemodelan beton polos 15 x 15 x 15 cm3 yang diuji tekan dengan studi eksperimental menunjukkan bahwa pola keruntuhan dengan mesh 1 cm mendekati kerusakan pada sampel pengujian. Sedangkan, perbandingan hasil pemodelan beton tulangan tunggal 10 x 10 x 50 cm3 dengan sampel pengujian di laboratorium menunjukkan bahwa penggunaan panjang korelasi 1 cm dan 3 cm memiliki pola kerusakan yang memiliki kemiripan masing-masing terhadap sampel ER1 dan ER2. ...... As a character that results in the variability of mechanical properties, the heterogeneity of concrete needs to be considered because it affects the behavior of the material. One of the methods to take into account these properties is a random field that is generated by the Turning Band Method (TBM) on a finite element based application, Cast3M. The modeling objects in this study were plain concrete with dimension of 15 x 15 x 15 cm3, plain concrete 10 x 10 x 50 cm3, and concrete with single reinforcement 10 x 10 x 50 cm3. Numerical studies were carried out by applying compressive loads to the cube sample and tensile loads to the beam samples. The Mazars damage model is implemented to study the damage behavior of each sample with varying parameters of mesh dimension and correlation length. The modeling results show that the use of TBM greatly influences the failure pattern of each sample. Parameters of mesh size and correlation length have a significant effect on the propagation and damage sensitivity as well as the estimation of mechanical properties. Modelling with 1 cm and 2.5 cm size of mesh for each correlation length produces a variety of damage patterns. Comparison of modelling results of plain concrete 15 x 15 x 15 cm3 tested in compression with experimental studies reveals that the pattern of failure with a mesh of 1 cm is close to the damage in the laboratory test sample. Meanwhile, a comparison of the results of the 10 x 10 x 50 cm3 single-reinforced concrete modelling with samples tested in the laboratory indicates that the use of a correlation length of 1 cm and 3 cm has a pattern of damage that has similarities to the ER1 and ER2 samples, respectively.

Abstrak :
Perkembangan zaman menuntut pembangunan infrastruktur secara massif dan beton sering digunakan sebagai struktur utama pada bangunan. Sebagai bahan alternatif untuk mengurangi penambangan secara besar-besaran maka dapat menggunakan limbah cangkang Anadara granosa. Cangkang nadara granosa dijadikan serbuk hingga menyerupai agregat halus. Pada penelitian ini, dilakukan analisis terhadap beton SCC dengan substitusi parsial agregat halus menggunakan serbuk Anadara granosa sebanyak 5%. Hasil kuat tekan optimum yang diperoleh sebesar 44.99 MPa, yang menunjukkan nilai yang lebih tinggi dibandingkan dengan variasi lainnya. Selanjutnya, dilakukan pengujian pada balok beton bertulang dengan substitusi agregat halus kerang Anadara granosa sebanyak 5%. Hubungan load-displacement pada balok menunjukkan hasil yang baik, dengan beban maksimum pada balok 1 sebesar 7010 kgf dengan displacement 13.70 mm, balok 2 sebesar 7020 kgf dengan displacement 22.10 mm, dan balok 3 sebesar 7100 kgf dengandisplacement 20.32 mm. Ketiga balok tersebut menunjukkan kapasitas yang melebihi perhitungan kapasitas teori dalam pembebanan monotonik. Pada saat beban maksimum, terdapat pola retak dominan pada area lentur dengan beberapa retak geser yang sangat kecil. Fenomena penutupan retak terlihat saat beban diangkat atau dilepas pada area geser. Analisis eksperimental dan numerik menggunakan metode DIC dan CAST3M membuktikan hasil yang cukup akurat, dengan lendutan balok dari analisis DIC dan CAST3M memiliki margin kesalahan sekitar 2%-3% dari hasil eksperimen menggunakan LVDT. ......The development of time demands massive infrastructure construction, and concrete is often used as the main structural material in buildings. As an alternative material to reduce large-scale mining, Anadara granosa shell waste can be utilized. The Anadara granosa shells are processed into powder to resemble fine aggregates. In this research, an analysis was conducted on Self-Compacting Concrete (SCC) with partial substitution of fine aggregates using Anadara granosashell powder by 5%. The obtained optimum compressive strength was 44.99 MPa, indicating a higher value compared to other variations. Furthermore, reinforced concrete beams with 5% substitution of fine aggregates with Anadara granosa shell were tested. The load-displacement relationship of the beams showed good results, with a maximum load of 7010 kgf and displacement of 13.70 mm for beam 1, 7020 kgf and displacement of 22.10 mm for beam 2, and 7100 kgf and displacement of 20.32 mm for beam 3. All three beams exhibited capacities exceeding theoretical calculations under monotonic loading. At the maximum load, dominant cracking patterns were observed in the flexural area, with a few small shear cracks. The phenomenon of crack closure was observed when the load was removed or released in the shear area. Experimental and numerical analyses using the DIC and CAST3M methods proved to yield reasonably accurate results, with deflections obtained from DIC and CAST3M analyses showing a margin of error of approximately 2%-3% compared to the LVDT experimental results.

Abstrak :
Salah satu bentuk pemanfaatan limbah dari industri minyak kelapa sawit di dunia teknik sipil adalah penggunaan cangkang kelapa sawit (Oil Palm Shell / OPS) sebagai pengganti agregat kasar alami. Objek studi pada penelitian ini adalah beton dengan substitusi 100% agregat kasar OPS berupa balok beton bertulang berukuran 15 x 25 x 300 cm3. Sampel diuji dengan metode destruktif, yakni dengan pembebanan four point loading. Dalam pengujian sampel dibebani hingga melewati batas elastisnya. Pengamatan retak dilakukan dengan mempelajari evolusi bukaan sampai dengan kondisi akhir pembebanan. Pengamatan respon struktur dilakukan dengan menggunakan bantuan sistemDigital Image Correlation (DIC). Sistem DIC ini mengizinkan pengamatan lebih detail tanpa adanya sentuhan secara langsung pada sampel selama pengujian (contacless). Hasil pengujian menunjukan kapasitas balok cangkang kelapa sawit mencapai lebih dari 6 ton. Berangkat dari hasil pengujian ini, pemodelan numerik dilakukan dengan menggunakan program CAST3M dengan menggunakan model kehancuran (damage model) yang diperkenalkan oleh Mazars. Studi lebih lanjut mengenai perbandingan hasil eksperimen dan permodelan menyimpulkan bahwa model kehancuran yang diperkenalkan oleh Mazars pada elemen CUB8 dapat merepresentasikan respon struktur yang sesuai dengan hasil percobaan di laboratorium sampai dengan tahapan pembebanan 938 kg. Melewati pembebanan tersebut, hasil permodelan masih perlu diperbaiki. ......Indonesia produce 42 million tons palm oil in 2019. One of impact from the number of production is the waste of oil palm shell, which is can be use as coarse agregates of concrete. This research will make a concrete using 100% coarse agregates from oil palm shell, which the sample is beam 15x25x300 cm3 that will tested using destructive method. Observation of structure response using Digital Image Correlation (DIC), and numerical modeling using CAST3M with damage model proposed by Mazars. Further studies from comparing experimental result and numerical modeling conclude that damage model proposed by Mazars in CUB8 element give tha same structure response with experimental result up to 938 kg loading. Exceed that loading, the modeling result still need to be improved

Abstrak :
Sebagai negara kepulauan yang rawan terkena bencana alam gempa bumi, perencanaan dan desain gedung bertingkat di indonesia, harus bersifat daktail. Dalam sistem penahan gaya lateral akibat gempa pada suatu struktur beton bertulang, terdapat tiga jenis struktur penahan gaya lateral yaitu Sistem rangka pemikul momen biasa (SRPMB), Sistem rangka pemikul momen menengah (SRPMM), dan Sistem rangka pemikul momen khusus (SRPMK). Penelitian ini dilakukan terhadap SRPMK yang merupakan salah satu tingkat dari moment resisting frame (MRF) dalam bangunan beton. Kerusakan pada struktur dapat dinilai dari penurunan kekakuan struktur. Frekuensi alami merupakan parameter dari fungsi kekakuan yang dapat mengilustrasikan kerusakan pada struktur tersebut. Damage Index merupakan parameter yang dapat menilai kerusakan pada struktur secara kuantitatif. Damage index merupakan fungsi dari deformasi struktur, yang juga dapat mengilustrasikan kerusakan dari struktur dengan baik. Penelitian ini dibagi menjadi dua bagian, yakni pertama merupakan perhitungan damage index dengan membuar kurva pushover monotonik dan semisiklik menggunakan CAST3M. Bagian kedua adalah mencari frekuensi alami struktur dengan menggunakan SAP2000. Penelitian ini menggunakan studi kasus struktur yang berbeda lantai serta bentang dengan properti material yang berbeda. Hasil dari penelitian menyimpulan dengan bertambahnya gaya pembebanan lateral terhadap struktur, nilai frekuensi alami akan mengalami penurunan sedangkan nilai damage index akan mengalami kenaikan.

Abstrak :
Proses peleburan ferronikel di Indonesia menciptakan produk limbah berupa terak nikel yang mencapai 13 juta ton metrik per tahun. Salah satu bentuk penggunaan dan pemanfaatan limbah terak nikel adalah sebagai substitusi agregat halus dalam beton. Beton dengan agregat halus terak nikel tercatat memiliki performa yang cukup menjanjikan berdasarkan uji kekuatan berbagai penelitian. Tesis ini bertujuan untuk menganalisis perilaku mekanik balok beton bertulang dengan ukuran 15x25x300 cm3 dengan substitusi agregat halus terak nikel 50% menggunakan metode digital image correlation (DIC), serta pemodelan menggunakan elemen Multi-Fibre pada CAST3M. Spesimen beton silinder pendamping balok juga dibuat untuk mengetahui kuat tekan dan tarik dari beton. Balok diuji menggunakan uji lentur four-point loading dengan skema pembebanan semi-siklik. Hasil pengujian menunjukkan kapasitas balok terak nikel mencapai 8 tonf. Hasil pengujian juga memperlihatkan respon load-displacement balok terak nikel terlihat cukup memuaskan. Berdasarkan analisis DIC, evolusi deformasi permukaan balok akibat pembebanan dapat dipelajari untuk mengetahui pola retak yang terjadi pada permukaan balok. Selain itu, dengan pemberian beban secara semi siklik, retakan pada permukaan balok terlihat dalam analisis DIC mengalami fenomena crack opening and closing, di mana retakan kembali menutup setelah pembebanan dilepas. Namun demikian, juga tercatat bukaan retak residual dari analisis DIC. Pemodelan numerik menggunakan hukum konstitutif model kerusakan beton Mazars dan baja Elastoplastis. Terlihat respon load-displacement model dengan skema beban monotonik memberikan hasil yang cukup baik dan serupa dengan hasil eksperimen. Akan tetapi, model tersebut tidak bisa memodelkan lendutan residual balok akibat pembebanan berulang. ......The Ferronickel smelting process in Indonesia creates waste products in the form of nickel slag which piled up to 13 million metric tons per year. One effort to utilize the nickel slag is to use it as a concrete fine aggregate. Concrete using nickel slag fine aggregate was reported to have promising strength results in several studies. This thesis aims to analyze the mechanical behavior of three 15x25x300 cm3 reinforced concrete (RC) beams containing nickel slag as a 50% fine aggregate substitute using the digital image correlation (DIC) method, as well as creating an RC beam model using the Timoshenko Multi-Fibre element in CAST3M. Cylindrical concrete specimens were also made to test the concrete compressive and split-tensile strength. The RC Beams were tested using a four-point loading scheme under semi-cyclic loading. Test results show the beams’ capacity had reached up to 8 tonf and their load-displacement responses show promising results. Based on DIC analysis, the evolution of deformation of the beams’ surface due to the loading can be learned to identify the crack patterns of the concrete. Furthermore, due to semi-cyclic loading, cracks on the beams’ surface were experiencing a crack opening and closing phenomenon, where the propagations of cracks ceased or reclosed throughout the unloading process. Although, residual cracks opening were also captured by DIC analysis. For modeling purposes, Mazars concrete model kerusakan and elastoplastic steel model kerusakan were used as the numerical modeling’s constitutive law. The model’s load-displacement response produced a satisfactory result compared to the experimental monotonic loading result. However, the model could not simulate residual displacements of beams due to semi-cyclic loading.

Abstrak :
......As one of the top producers of crude palm oil in the world, Indonesia also become a country with huge amount of by-products as a result of palm extraction process. In order to anticipate environment contamination and to preserve natural resources, one of the palm oil by-products, which is oil palm shell, is utilized as natural coarse aggregate substitute in lightweight concrete mix. Based on prior laboratorium test results, reinforced lightweight OPS concrete has capacity up to 6 tons. In this research, numerical modelling is implemented on the reinforced lightweight OPS concrete and the experimental result serves as the validation. The models are built using CAST3M software and the OPS concrete beams are modelled with Timoshenko’s multi-fiber beam element approach. The analysis focuses on material non-linearity and done up to non-linear phase. The result of this research consists of OPS concrete beam behavior while loaded which observed up to its failure, force vs displacement graph, stress field, and non-linear strain pattern. In conclusion, the OPS concrete beam model reached its non-linear phase after loading surpassed 5 tons and able to withstand loads up to 6 tons while endured great deformation. This indicates that OPS concrete is a ductile material and can be implemented as structural component in simple buildings, like simple 2-storey houses. Overall, modelling result shows similarities with experimental result, giving the conclusion that the models are validated and succeeded at simulating OPS concrete beam. ......Sebagai salah satu negara penghasil minyak kelapa sawit terbesar di dunia, Indonesia juga menjadi negara yang menghasilkan banyak limbah dari proses ekstraksi minyak kelapa sawit. Dalam rangka mengantisipasi pencemaran lingkungan dan juga mempreservasi sumber daya alam, salah satu limbah produksi kelapa sawit yaitu cangkang kelapa sawit atau oil palm shell (OPS) dimanfaatkan sebagai pengganti agregat kasar alami pada campuran beton ringan. Berdasarkan uji laboratorium terdahulu, didapatkan hasil bahwa balok beton ringan OPS bertulang memiliki kapasitas mencapai 6 ton. Pada penelitian kali ini, dilakukan permodelan numerik pada struktur balok beton OPS bertulang dengan hasil eksperimen tersebut sebagai validasi. Permodelan dilakukan menggunakan software CAST3M dan balok beton OPS tersebut dimodelkan menggunakan pendekatan elemen balok multi-fiber Timoshenko. Analisis yang dilakukan berfokus pada tipe non-linearitas material dan mencapai fase non-linear. Hasil penelitian ini meliputi perilaku dari balok beton OPS saat pembebanan yang diamati hingga sebelum kegagalan, grafik gaya vs defleksi, pola tegangan, hingga pola regangan non-linear. Disimpulkan bahwa balok beton OPS hasil permodelan memasuki fase non-linear setelah pembebanan melebihi 5 ton dan mampu mempertahankan beban hingga 6 ton dengan defleksi yang besar. Hal ini mengindikasikan bahwa beton OPS merupakan material yang cukup daktail dan mampu untuk diaplikasikan sebagai komponen struktur pada bangunan sederhana, seperti rumah 2 lantai sederhana. Hasil permodelan menunjukkan hasil yang menyerupai dengan hasil eksperimen, memberikan konklusi bahwa model tervalidasi dan berhasil mensimulasikan balok beton OPS.

Abstrak :
Beton adalah material konstruksi yang terdiri dari air, semen, kerikil, dan pasir. Campuran ini mengeras melalui reaksi kimia antara air dan semen, membentuk material yang kuat. Namun, distribusi dari tiap material penyusun beton tidak selalu seragam (heterogen) sehingga menyebabkan adanya variasi kekuatan. Pada struktur penting, heterogenitas beton mempengaruhi perilaku terhadap beban, terutama pada proses terbentuknya keretakan. Melalui penelitian ini, dilakukan modeling terhadap heterogenitas dari beton dengan menggunakan metode turning band untuk mengetahui pengaruh dari panjang korelasi, ukuran meshing, dan juga pengaruh geometri dari model yang dibuat terhadap perilaku dari beton dengan berdasar pada perilaku konstitutif Mazars. Adapun sampel sampel yang dimodelkan adalah sampel silinder beton dengan diameter 15 cm menggunakan CAST3M sehingga dapat dihasilkan pola keretakan dan grafik kekuatan dari beton. Dari hasil tersebut, didapatkan bahwa modeling heterogenitas beton dengan meshing yang lebih kompleks akan menghasilkan pola keruntuhan yang lebih konstan. Sementara model dengan ukuran meshing lebih sederhana akan menghasilkan hasil yang lebih acak. Kedua jenis pemodelan tersebut menghasilkan pola retak yang memiliki kemiripan dengan hasil uji pada laboratorium. ......Concrete is a construction material composed of water, cement, gravel, and sand. This mixture hardens through a chemical reaction between the water and cement, forming a strong material. However, the distribution of each constituent material in concrete is not always uniform (heterogen), leading to variations in strength. In critical structures, the heterogeneity of concrete affects its behavior under load, particularly in the formation of cracks. This study models the heterogeneity of concrete using the turning band method to investigate the influence of correlation length, meshing size, and the geometry of the model on the concrete's behavior regarding Mazars’ concrete behavior law. The modeled samples are cylindrical concrete specimens with a diameter of 15 cm, using CAST3M to produce crack patterns and strength graphs. The results indicate that modeling the heterogeneity of concrete with more complex meshing yields more consistent failure patterns, while simpler meshing produces more random results. Both types of modeling generate crack patterns that closely resemble laboratory test results.  

Abstrak :
Indonesia merupakan negara kepulauan yang sering terkena bencana alam gempa. Dari kondisi tersebut, muncul kebutuhan akan struktur yang tahan gempa. Salah satu dari jenis sistem rangka penahan gaya lateral adalah SRPMB atau sistem rangka pemikul momen biasa. Untuk itu, penelitian dilakukan terhadap SRPMB dengan menggunakan material beton bertulang.

Kerusakan adalah hal yang tentunya akan dialami oleh struktur. Untuk mengkuantifikasi hal tersebut, digunakan konsep yang dinamakan damage index. Damage index adalah sebuah indeks nilai yang mengkuantifikasi kerusakan dari sebuah sistem struktur dengan menggunakan parameter seperti kekuatan struktur, displacement dan sebagainya. Selain dari itu, kerusakan struktur juga mempengaruhi nilai kekakuan struktur sehingga akan berpengaruh pula pada frekuensi natural struktur.

Penelitian ini ingin menganalisis korelasi antara damage index dengan frekuensi natural sebuah struktur seiring kerusakan yang dialami. Untuk mencapai tujuan tersebut, dilakukan studi parametrik dengan membuat kurva kapasitas pushover (monotonic dan semicyclic) dari struktur menggunakan CAST3M untuk mendapatkan nilai damage index. Lalu frekuensi natural struktur didapatkan dengan menggunakan SAP2000. Studi parametrik dibuat dengan variasi geometri penampang, jumlah bay dan story, dan variasi properti material yang digunakan.

Dari hasil penelitian didapatkan bahwa seiring struktur mengalami kerusakan, damage index cenderung mengalami peningkatan dan frekuensi alami mengalami penurunan.

---

Indonesia is an archipelago that is often plagued by earthquakes. And so, the need for structure that can handle lateral loads is important. One of the candidates for the lateral load-resisting structure type is Ordinary Momen Frame (OMF). This research focuses on the aforementioned lateral load-resisting structure type using reinforced concrete as choice material.

Damage is a natural phenomenon that will happen to structures. To quantify it, concept called damage index is used. Damage index itself is an index that make use of  parameter such as structural strength, displacement and so forth. Besides damage index, damage to structure will also influence its natural frequency.

This research aims to analyze the correlation between damage index and natural frequency of structures as it get progressively damaged. To do so, a parametric study is carried out by creating pushover capacity curves (monotonic and semicyclic) of the structures using CAST3M to obtain the damage index value. Following that, natural frequency of the structures are generated using SAP2000. The parametric study will be realized through the variations of cross-section geometry, number of bay and story, and variation in material property used.

From the research, it is concluded that as the structures get progressively damaged, the value of the damage index tends to increase while the natural frequency decrease.