Ilmu Rekayasa Klasik dalam Era Komputerisasi

Presentasi berjudul: "Ilmu Rekayasa Klasik dalam Era Komputerisasi"— Transcript presentasi:

1 Ilmu Rekayasa Klasik dalam Era Komputerisasi
Seminar dan Pameran Buku Konstruksi Indonesia 2006 Dept.PU, Jl. Pattimura No. 20, Jakarta, Sabtu 2 Desember 2006 Ilmu Rekayasa Klasik dalam Era Komputerisasi UNIVERSITAS PELITA HARAPAN

2 Mekanika Teknik (MT) ~ Mekanika Rekayasa
Analisa Rekayasa ~ Analysis Structure MT Mata kuliah wajib di S1 teknik sipil metoda klasik manual Isi MT mayoritas pada dasarnya adalah Pemahaman tentang MT sangat membantu profesi bidang rekayasa konstruksi MT cara manual saat ini jarang dipakai di dunia kerja karena digantikan dengan program komputer (kecuali struktur yang ‘sederhana’) MT melatih mahasiswa : memahami perilaku gaya- gaya aksi / reaksi , momen pada struktur bangunan Analisa Struktur adalah penyelesaian matematis seluruh persamaan dalam mekanika teknik

3 SM=0 SH=0 SV=0

4

5

6

7 Ilmu Rekayasa Klasik Sarana Menguasai Analisa Rekayasa
Mekanika Teknik Klasik

8 Ilmu Rekayasa Klasik Sarana Menguasai Program Aplikasi Rekayasa

9

10

11

12

13

14 Program Aplikasi Komputer untuk Rekayasa (Analisa Struktur)
Sangat canggih, mudah pengoperasiannya menu yg user-friendly seperti Windows relatif mudah didapat, dari yang mahal atau murah bahkan ada yang gratis di internet (di down-load) andalan insinyur untuk perencanaan struktur yang sebenarnya perkembangan dunia komputer sangat pesat dan berimbas juga ke dunia rekayasa konstruksi

15 Dampak ke profesi engineer ?
Apakah profesi insinyur (sipil), yang notabene banyak berkecipung dengan proses hitung-berhitung juga dapat diganti komputer ?

16 Hardware semakin murah, software ada
kecenderungan open-source (gratis) Apakah betul jika telah membeli atau mempunyai piranti yang dimaksud maka penyelesaian mekanika teknik secara otomatis dapat diperoleh ?

17 Piranti lunak BIDANG REKAYASA dan piranti lunak UMUM beda
• piranti lunak umum , klasul yang harus ditaati oleh pemakai adalah mengenai hak cipta atau lisensi • piranti lunak rekayasa selain punya klasul yang sama, ada DISCLAIMER khusus yang ditujukan kepada pemakai profesional Perhatikan DISCLAIMER yang dimaksud

18 Disclaimer #1 SAP2000 – Berkeley USA
… The program has been thoroughly tested and used. In using the program, however, the user accepts and understands that no warranty is expressed or implied by the developers or the distributors on the accuracy or the reliability of the program. … The user must explicitly understand the assumptions of the program and must independently verify the results.

19 Disclaimer #2 ANSYS – Urbana, IL, USA
CA&SI does not guarantee the correctness or usefulness of the results obtained using PCGLSS, CA&SI is not liable for any conclusion or actions based on the result. It is the responsibility of the user to confirm the accuracy and usefulness of the results.

20 Disclaimer #3 GTSTRUDL – Georgia USA
… In no event shall the Georgia Tech Research Corporation, or the Georgia Institute of Technology, their employees, their contractors, or the authors of this documentation be liable for special, direct, indirect, or consequential damages, losses, costs, charges, claims, demands, or claim for lost profits, fees, or expenses of anynature or kind.

21 harus didampingi “seseorang yang kompeten” atau “yang mau
Maksud dari disclaimer program komputer tak dapat “berdiri sendiri” harus didampingi “seseorang yang kompeten” atau “yang mau bertanggung jawab” atas output program tersebut.

22 Maksud hukum dari disclaimer
Pihak “developer” program terbebas dari segala tuntutan hukum jika ada hal yang ‘buruk’ dengan pemakaian program tersebut

23 Kompetensi Insinyur Pemakai Program Aplikasi Rekayasa
Untuk kompetensi perlu “pelatihan / pendidikan” dan “pengalaman”. Pendidikan mekanika teknik klasik di S1 adalah langkah yang relatif sederhana dan efektif yang dapat memberikan wawasan lain untuk akhirnya membentuk kompetensi seseorang calon insinyur.

24 The Man Behind The Gun komputer untuk analisa struktur = GUN
Insinyur yang berkompeten = MAN Perlu sinergi keduanya untuk hasil yang optimal / efektif

25 Berbagi pengalaman pengalaman bahwa mekanika teknik klasik dapat
membantu mengidentifikasi masalah dari hasil program komputer yang berisiko besar salah dan dapat mengakibatkan kegagalan bangunan

26 Evaluasi Stabilitas Solusi komputer (metoda matrik) akan otomatis mendeteksi adanya ketidak- stabilan Ketidak-stabilan menyebabkan matrik kekakuan singular sehingga program berhenti ditengah jalan. Dengan demikian ada tanda bahwa “ada sesuatu” dengan struktur tersebut.

27 Evaluasi stabilitas dengan program
canggih pengalaman mengenai stabilitas hasil komputer SALAH !! . terjadi khususnya pada program analisa struktur yang terbaru yang mempunyai kemampuan analisa non-linier.

28 Solusi dengan program SAP2000
CONTOH KASUS Solusi dengan program SAP2000 25 t 125 t 125 t 125 t Kasus A Kasus B memakai dua program SAP2000 dengan versi yang berbeda, yaitu versi 7.4.0 dan versi 8.3.5

29 Solusi program SAP2000 pada kasus A : SAP2000 versi 7.4.0
***ERROR*** ZERO STIFFNESS FOUND DURING SOLUTION FOR DOF UZ OF JOINT 45 LOCATED AT X = , Y = , Z = , THE STRUCTURE IS UNSTABLE OR ILL- CONDITIONED IMMEDIATELY FATAL ERROR - ANALYSIS TERMINATED ANALYSIS INCOMPLETE !! SAP2000 versi 8.3.5 ***WARNING*** THE STRUCTURE IS UNSTABLE OR ILL- CONDITIONED !! CHECK THE STRUCTURE CAREFULLY FOR : … LINEAR STATIC CASES USING STIFFNESS AT ZERO (UNSTRESSED) INITIAL CONDITIONS TOTAL NUMBER OF CASES TO SOLVE NUMBER OF CASES TO SOLVE PER BLOCK = 1 LINEAR STATIC CASES TO BE SOLVED: CASE: LOAD1 AN A L Y S I S C O M P L E T E = 1

30 Ke dua versi program SAP2000 memberi
Evaluasi Hasil Solusi Kasus A: Ke dua versi program SAP2000 memberi pesan atau warning yang sama yaitu : THE STRUCTURE IS UNSTABLE OR ILL-CONDITIONED Tetapi kelanjutannya sangat berbeda: • versi setelah pesan program berhenti, • versi ternyata dapat melanjutkan analisa dan secara otomatis memberi solusi sendiri !!!!

31 SAP2000 ver 8.3.5 penyelesaian SALAH
Solusi kasus A dari program SAP2000 ver 8.3.5 penyelesaian SALAH chek syarat keseimbangan ( Σ gaya aksi / beban = Σ gaya reaksi ) reaksi tumpuan : F1 gaya reaksi horizontal dan F3 gaya reaksi vertikal, sehingga : Σ F1 = F1kiri + F1kanan = = ≠ Σ gaya aksi horizontal yaitu 0. Σ F3 = F3kiri + F3kanan = = ≠ Σ gaya aksi vertikal yaitu = 150. Terbukti bahwa penyelesaian diatas tidak memenuhi persyaratan keseimbangan yang menjadi dasar dari analisa statik

32 Solusi kasus B dari program SAP2000 ver 8.3.5
tampilan tidak ada yang mencurigakan juga dengan chek keseimbangan gaya berikut : Σ F1 = F1kiri + F1kanan = = 0 Σ F3 = F3kiri + F3kanan = = 250 Σ gaya aksi horizontal yaitu 0 Σ gaya aksi vertikal, = 250 Jadi reaksi tumpuan yang ditampilkan memenuhi persamaan keseimbangan. Apakah dengan demikian hasil program komputer di atas telah benar ? Dalam perencanaan perlu kombinasi pembebanan yang mungkin terjadi, yaitu untuk mendapatkan kondisi pembebanan yang paling menentukan.

33 Program Standar ??? Hati-hati dengan yang dimaksud sebagai program “standar” pengalaman penulis meskipun sudah dibandingkan dengan program komputer SAP2000 yang terbaru yaitu versi , tetapi hasilnya masih sama dengan versi 8.x.x Jadi ! ! ? ? Tinggal mengandalkan engineering judgement, apa yang dimaksud dengan istilah tersebut. di dalam perkuliahan, baik tingkat sarjana maupun pascasarjana , rasanya tidak diajarkan mata kuliah seperti itu, lalu apa dan bagaimana ?

34 menurut prof. E.L. Wilson - Berkeley
Engineering judgement menurut prof. E.L. Wilson - Berkeley Istilah engineering judgement terdapat pada manual SAP90 (Wilson-Habibullah, 1992) yaitu versi awal program SAP2000. Prof E.L. Wilson menyatakan bahwa : No computer program can replace the engineering judgement of an experienced engineer. It is well said that incapable engineer cannot do with a ton of computer output what a good engineer can do on the back of an envelope. Pencipta program SAP2000 menyatakan keandalan insinyur tidak serta merta dapat diganti dengan program komputer

35 Apa itu : Engineering judgement
menurut penulis : engineering judgement adalah suatu intuisi atau feeling yang diperoleh berdasarkan pengalaman atau latihan-latihan dengan melakukan pengamatan antara perilaku model dengan perilaku sebenarnya. Pendidikan dasar teknik di S1 dengan memberikan perkuliahan analisa struktur cara manual (hitungan tangan) merupakan salah satu cara dalam mengasah intuisi calon-calon insinyur teknik sipil

36 yang Harus Dipahami Analisa Struktur 3D dan Pelaksanaan Konstruksi
Contoh B : Ketentuan (Keterbatasan) yang Harus Dipahami Analisa Struktur 3D dan Pelaksanaan Konstruksi Analisis 3D menuntut pemahaman yang lebih banyak tentang tentang gaya-internal yang terjadi. Bisa terjadi perilaku model (yang dihitung) ≠ yg di lapangan karena proses konstruksi yg beda Perbedaan tersebut kadang kala memerlukan penyesuaian dari konfigurasi struktur maupun strategi pelaksanaannya di lapangan Contoh kasus

37 Konstruksi beton dengan perilaku 3D
C D 3500 3500 3500 kolom (typ.) 600 x 600 4 3500 balok dalam (typ.) 350(b) x 700(h) 3 350 400 3500 balok tepi (typ.) 400(b) x 800(h) I 1 a). Denah Lantai Typ. +8.00 150 slab (typ.) +4.00 2 3500 350 400 4000 800 700 4000 b). Potongan I-I ±0.00

38 Konstruksi Baja & Keterbatasannya
Karena sambungan geser maka dalam pemodelan 3D-nya perlu dipasang sendi (option release) pada ujung balok anak yang penempatannya simetri dalam dua arah (lihat Gambar 7b). Konfigurasi tersebut akan menghasilkan sistem struktur yang senada dengan sistem struktur beton.

39 ☺ Mana yang salah ? Insinyur yang menguasai mekanik teknik (lagi-lagi)
maka jawabannya dapat langsung yaitu ☺ Mengapa ? Karena “momen balok tidak menerus ke kolom”, kesetimbangan gaya-gaya dalam tidak memenuhi. Momen balok lari kemana ?. Lewat mana ?. Apa kolom di bagian tersebut tidak dipengaruhi oleh adanya momen pada balok

40 BS-1 BS-2 FS-1 FS-2 FS-3 FS-4

41

42 JML SEG MEN RENCANA GAYA (TON) REALISASI TTD TWR (cm) REAL ELEV UJUNG SEGMEN BS-1 FS-1 FS-2 HU HI RENC 8 94.6 29.8 25.2 117.9 35.4 43.2 16.7 23.8 18.7 32.1 21.7

43

44 Kesimpulan Umum Tidak ada jaminan program komputer bebas kesalahan,
termasuk SAP2000 yang sudah ada lebih dari 30 tahun. Risiko dihindari jika pemakai punya kompetensi Pengetahuan mekanika teknik dan pengalaman akan menambah pemahaman lebih baik perilaku struktur, engineering judgement untuk menangkal kesalahan yang berbahaya Mekanika teknik klasik : jarang dipakai di dunia kerja (kecuali yg sederhana) tetapi tetap perlu untuk pembanding metode canggih berbasis komputer yang relatif lebih kompleks. Komputer sangat membantu, tetapi hanya sebatas tool atau alat saja. Efektif tidaknya tergantung insinyur yang memakai. Semakin canggih program semakin kompleks pemahaman yang diperlukan untukmengetahui hasilnya betul atau salah