PLAXIS Versi 8 Manual Acuan
DAFTAR ISI DAFTAR ISI 1
Pendahuluan.................................................................................................1-1
2
Informasi umum ..........................................................................................2-1 2.1 Satuan dan perjanjian tanda ...................................................................2-1 2.2 Permintaan berkas..................................................................................2-3 2.3 Prosedur masukan ..................................................................................2-4 2.4 Fasilitas bantuan ....................................................................................2-4
3
Masukan untuk perhitungan ......................................................................3-1 3.1 Program Masukan ..................................................................................3-1 3.2 Menu masukan.......................................................................................3-4 3.2.1 Membuka proyek yang telah ada ...............................................3-7 3.2.2 Pengaturan umum ......................................................................3-7 3.3 Geometri ..............................................................................................3-12 3.3.1 Titik dan garis ..........................................................................3-12 3.3.2 Pelat .........................................................................................3-13 3.3.3 Sendi dan pegas rotasi..............................................................3-15 3.3.4 Geogrid ....................................................................................3-16 3.3.5 Antarmuka ...............................................................................3-18 3.3.6 Jangkar nodal ke nodal.............................................................3-21 3.3.7 Jangkar ujung tetap ..................................................................3-22 3.3.8 Terowongan .............................................................................3-22 3.4 Beban dan kondisi batas.......................................................................3-28 3.4.1 Perpindahan tertentu ................................................................3-28 3.4.2 Kondisi jepit.............................................................................3-29 3.4.3 Kondisi batas standar ...............................................................3-30 3.4.4 Beban merata ...........................................................................3-30 3.4.5 Beban terpusat..........................................................................3-31 3.4.6 Rotasi tetap...............................................................................3-32 3.4.7 Drainase ...................................................................................3-33 3.4.8 Sumur.......................................................................................3-33 3.5 Sifat-sifat material................................................................................3-33 3.5.1 Pemodelan perilaku tanah ........................................................3-35 3.5.2 Kumpulan data material untuk tanah dan antarmuka ...............3-37 3.5.3 Model material .........................................................................3-38 3.5.4 Kumpulan data material untuk pelat : ......................................3-53 3.5.5 Kumpulan data material untuk geogrid....................................3-56 3.5.6 Kumpulan data material untuk jangkar ....................................3-56 3.5.7 Aplikasi Kumpulan data pada komponen geometri .................3-57 3.6 Penyusunan jaring elemen ...................................................................3-58 3.6.1 Jenis elemen dasar....................................................................3-58 3.6.2 Kekasaran global......................................................................3-59 3.6.3 Penghalusan global ..................................................................3-59 3.6.4 Kekasaran lokal........................................................................3-59 i
MANUAL ACUAN 3.6.5 Penghalusan lokal ....................................................................3-60 3.6.6 Penyusunan jaring elemen yang disarankan ............................3-60 3.7 Kondisi awal ........................................................................................ 3-61 3.8 Kondisi air ........................................................................................... 3-61 3.8.1 Berat isi air...............................................................................3-62 3.8.2 Garis freatik .............................................................................3-62 3.8.3 Kondisi batas perhitungan aliran air dalam tanah ....................3-66 3.8.4 Perhitungan tekanan air ...........................................................3-69 3.8.5 Perhitungan aliran air statis dalam tanah .................................3-71 3.8.6 Batas konsolidasi tertutup ........................................................3-73 3.9 Konfigurasi geometri awal................................................................... 3-74 3.9.1 Deaktivasi beban dan obyek geometri .....................................3-74 3.9.2 Menampilkan dan mengaplikasikan kumpulan data material ..3-75 3.9.3 Perhitungan tegangan awal (Prosedur-K0) ...............................3-76 3.10 Memulai perhitungan.......................................................................... 3-78 4
Perhitungan..................................................................................................4-1 4.1 Program Perhitungan ............................................................................. 4-1 4.2 Menu perhitungan.................................................................................. 4-3 4.3 Mendefinisikan suatu tahapan perhitungan............................................ 4-4 4.3.1 Menyisipkan dan menghapus tahapan perhitungan ...................4-5 4.4 Pengaturan perhitungan umum .............................................................. 4-6 4.4.1 Identifikasi dan urutan tahapan..................................................4-7 4.4.2 Jenis perhitungan .......................................................................4-7 4.5 Prosedur peningkatan beban ................................................................ 4-10 4.5.1 Algoritma ukuran langkah otomatis.........................................4-11 4.5.2 Kondisi batas peningkatan beban.............................................4-11 4.5.3 Peningkatan beban dengan jumlah langkah perhitungan .........4-12 4.5.4 Peningkatan waktu otomatis (konsolidasi) ..............................4-13 4.6 Parameter pengatur perhitungan .......................................................... 4-13 4.6.1 Parameter pengatur prosedur iterasi.........................................4-16 4.6.2 Masukan pembebanan..............................................................4-21 4.7 Tahapan konstruksi.............................................................................. 4-25 4.7.1 Mengubah konfigurasi geometri ..............................................4-26 4.7.2 Aktivasi dan deaktivasi klaster atau obyek struktural..............4-27 4.7.3 Mengaktifkan atau mengubah beban .......................................4-28 4.7.4 Mengaplikasikan perpindahan tertentu ....................................4-30 4.7.5 Mengaplikasikan kembali kumpulan data material..................4-31 4.7.6 Menerapkan regangan volumetrik pada klaster .......................4-32 4.7.7 Prategang pada jangkar............................................................4-33 4.7.8 Aplikasi kontraksi dari terowongan .........................................4-33 4.7.9 Mengubah distribusi tekanan air ..............................................4-34 4.7.10 Langkah-nol-plastis .................................................................4-35 4.7.11 Tahapan konstruksi dengan ΣMstage < 1 ................................4-35 4.7.12 Perhitungan tahapan konstruksi yang tidak selesai ..................4-37 4.8 Faktor pengali beban............................................................................ 4-38
ii
PLAXIS Versi 8
DAFTAR ISI 4.8.1 Faktor pengali beban standar ...................................................4-39 4.8.2 Faktor pengali lainnya dan parameter perhitungan ..................4-42 4.9 Reduksi phi-c .......................................................................................4-43 4.10 Analisis jaring elemen yang diperbaharui............................................4-44 4.11 Melihat tampilan tahapan konstruksi ...................................................4-46 4.12 Memilih titik untuk kurva ....................................................................4-46 4.13 Eksekusi proses perhitungan................................................................4-47 4.13.1 Memulai proses perhitungan ....................................................4-48 4.13.2 Beberapa proyek ......................................................................4-48 4.13.3 Pengelola perhitungan..............................................................4-48 4.13.4 Membatalkan perhitungan........................................................4-49 4.14 Tampilan selama perhitungan ..............................................................4-49 4.15 Memilih tahapan perhitungan untuk keluaran......................................4-51 4.16 Mengatur masukan data dalam proses perhitungan .............................4-52 4.17 Pemeriksaan kesalahan otomatis..........................................................4-53 5
Data keluaran hasil perhitungan ................................................................5-1 5.1 Program Keluaran ..................................................................................5-1 5.2 Menu keluaran .......................................................................................5-2 5.3 Memilih langkah keluaran .....................................................................5-4 5.4 Deformasi...............................................................................................5-5 5.4.1 Jaring elemen terdeformasi ........................................................5-6 5.4.2 Perpindahan total, horisontal dan vertikal..................................5-6 5.4.3 Peningkatan perpindahan ...........................................................5-6 5.4.4 Regangan total ...........................................................................5-6 5.4.5 Regangan Cartesius....................................................................5-7 5.4.6 Peningkatan regangan ................................................................5-7 5.4.7 Peningkatan regangan Cartesius ................................................5-7 5.5 Tegangan................................................................................................5-8 5.5.1 Tegangan efektif ........................................................................5-8 5.5.2 Tegangan total............................................................................5-9 5.5.3 Tegangan Cartesius efektif.........................................................5-9 5.5.4 Tegangan Cartesius total..........................................................5-10 5.5.5 Rasio konsolidasi berlebih (OCR) ...........................................5-10 5.5.6 Titik plastis ..............................................................................5-10 5.5.7 Tekanan air pori aktif...............................................................5-11 5.5.8 Tekanan air pori berlebih .........................................................5-11 5.5.9 Tinggi tekan air tanah ..............................................................5-11 5.5.10 Jalur aliran................................................................................5-12 5.5.11 Derajat kejenuhan ....................................................................5-12 5.6 Struktur dan antarmuka........................................................................5-12 5.6.1 Pelat .........................................................................................5-13 5.6.2 Geogrid ....................................................................................5-13 5.6.3 Antarmuka ...............................................................................5-14 5.6.4 Jangkar .....................................................................................5-14 5.7 Menampilkan tabel keluaran................................................................5-14 iii
MANUAL ACUAN 5.8 Menampilkan keluaran pada suatu potongan....................................... 5-16 5.9 Menampilkan data lainnya................................................................... 5-17 5.9.1 Informasi proyek secara umum................................................5-17 5.9.2 Data material............................................................................5-17 5.9.3 Faktor pengali dan parameter perhitungan...............................5-17 5.9.4 Konektivitas.............................................................................5-18 5.9.5 Kontraksi..................................................................................5-18 5.9.6 Ikhtisar fasilitas tampilan.........................................................5-19 5.10 Penyusun laporan................................................................................. 5-19 5.11 Mengekspor data.................................................................................. 5-21 6
Kurva beban-perpindahan dan lintasan tegangan ...................................6-1 6.1 Program Kurva ...................................................................................... 6-1 6.2 Menu kurva............................................................................................ 6-2 6.3 Penggambaran kurva ............................................................................. 6-3 6.4 Beberapa kurva dalam satu diagram ...................................................... 6-6 6.5 Penggambaran ulang kurva.................................................................... 6-7 6.6 Pilihan format tampilan ......................................................................... 6-7 6.6.1 Pengaturan kurva .......................................................................6-7 6.6.2 Pengaturan diagram ...................................................................6-9 6.7 Menampilkan legenda.......................................................................... 6-11 6.8 Menampilkan tabel .............................................................................. 6-11
7
Referensi.......................................................................................................7-1
Indeks Lampiran A - Perhitungan tegangan awal Lampiran B - Struktur program dan berkas data Lampiran C - Daftar istilah dalam bahasa Indonesia
iv
PLAXIS Versi 8
PENDAHULUAN 1
PENDAHULUAN
PLAXIS adalah program komputer berdasarkan metode elemen hingga dua-dimensi yang digunakan secara khusus untuk melakukan analisis deformasi dan stabilitas untuk berbagai aplikasi dalam bidang geoteknik. Kondisi sesungguhnya dapat dimodelkan dalam regangan bidang maupun secara axi-simetri. Program ini menerapkan metode antarmuka grafis yang mudah digunakan sehingga pengguna dapat dengan cepat membuat model geometri dan jaring elemen berdasarkan penampang melintang dari kondisi yang ingin dianalisis. Pengguna diharapkan telah terbiasa bekerja dalam lingkungan sistem operasi Windows. Untuk dapat dengan cepat menguasai penggunaan fitur-fitur utama dalam PLAXIS, pengguna dapat berlatih dengan mengikuti contohcontoh masalah dalam Manual Latihan. Manual Acuan ini ditujukan untuk pengguna yang ingin memperoleh informasi yang lebih detil tentang fitur-fitur yang ada dalam program. Manual ini membahas berbagai topik yang tidak tercakup dalam Manual Latihan. Manual ini juga membahas berbagai detil praktis tentang bagaimana menggunakan PLAXIS pada berbagai jenis persoalan. Program ini terdiri dari empat buah sub-program (Masukan, Perhitungan, Keluaran dan Kurva). Isi dari Manual Acuan ini disusun mengikuti keempat sub-program ini beserta pilihan-pilihan yang tersedia untuk tiap sub-program tersebut, seperti tertera dalam menu yang bersangkutan. Manual ini tidak berisi informasi detil tentang model-model konstitutif, formulasi elemen hingga ataupun algoritma solusi non-linier yang digunakan dalam program. Untuk informasi detil mengenai hal-hal tersebut beserta persoalanpersoalan lain yang terkait, pengguna dapat membaca berbagai referensi ilmiah yang tercantum dalam Bab 7, Manual Dasar Teori dan Manual Model Material.
1-1
MANUAL ACUAN
1-2
PLAXIS Versi 8
INFORMASI UMUM 2
INFORMASI UMUM
Sebelum mendeskripsikan fitur-fitur dalam keempat antarmuka sub-program PLAXIS secara mendalam, bab ini akan membahas berbagai hal-hal yang bersifat umum yang berlaku dalam program secara menyeluruh. 2.1
SATUAN DAN PERJANJIAN TANDA
Satuan Penggunaan sistem satuan secara konsisten merupakan hal yang penting dalam setiap analisis. Saat memulai suatu pembuatan model geometri, satu set satuan dasar harus dipilih terlebih dahulu dari satuan-satuan standar yang tersedia. Satuan-satuan dasar mencakup satuan panjang, gaya dan waktu. Satuan-satuan dasar ini didefinisikan dalam jendela Pengaturan global dari sub-program Masukan. Tabel 2.1 memberikan seluruh satuan yang tersedia, sistem satuan default [pra-pilih] dan konversinya terhadap satuan pra-pilih tersebut. Seluruh data masukan harus sesuai dengan sistem satuan yang telah dipilih dan data keluaran harus diinterpretasikan dalam sistem satuan yang sama pula. Dari satuan dasar ini maka satuan yang sesuai dari setiap parameter yang harus dimasukkan umumnya langsung dicantumkan di belakang kotak isian, atau jika menggunakan tabel masukan maka satuan tersebut dicantumkan di atas kolom masukan. Dengan cara ini kesalahan masukan akibat satuan yang salah dapat dikurangi. Satuan pra-pilih digunakan dalam seluruh contoh yang diberikan dalam manual-manual PLAXIS. Tabel 2.1 Satuan yang tersedia dan faktor konversinya terhadap satuan pra-pilih Panjang
Konversi
mm
= 0.001 m
[m]
=1m
Gaya
Konversi
N
= 0.001 kN
Waktu
Konversi
dtk (detik) = 1/86400 hari
[kN]
= 1 kN
mnt
= 1/1440 hari
in (inci) = 0.0254 m
MN
= 1000 kN
jam
= 1/24 hari
ft (kaki) = 0.3048 m
lb (pon)
= 0.0044482 kN
[hari]
= 1 hari
klb (kilopon) = 4.4482 kN Untuk kemudahan, satuan-satuan yang umum digunakan dalam dua kumpulan satuan yang berbeda diberikan sebagai berikut : Standar Satuan dasar :
Geometri :
Panjang
meter
Gaya Waktu Koordinat
Satuan Lain [m]
kaki
[ft]
kilo Newton [kN]
kilo-pon
[klb]
hari
[hari]
detik
[dtk]
[m]
[ft] 2-1
MANUAL ACUAN Perpindahan Sifat-sifat material : Modulus Young
[m]
[ft] 2
[kPa] = [kN/m ] [kips] = [klb/ft2]
Kohesi
[kPa]
[kips]
Sudut geser
[drj]
[drj]
Sudut dilatansi
[drj]
[drj]
Berat isi
[kN/m ]
[klb/ft3]
Permeabilitas
[m/hari]
[ft/dtk]
[kN]
[klb]
Beban garis
[kN/m]
[klb/ft]
Beban merata
[kPa]
[kips]
Tegangan
[kPa]
[kips]
Gaya & tegangan : Beban terpusat
3
Satuan-satuan umumnya hanya digunakan sebagai referensi bagi pengguna, tetapi jika dikehendaki, mengubah satuan dasar dalam Pengaturan umum akan secara otomatis mengubah nilai masukan yang telah ada ke dalam satuan baru. Hal ini berlaku pada parameter-parameter dalam pengaturan data material dan sifat material yang lain dalam sub-program Masukan. Hal ini tidak berlaku pada nilai masukan yang berhubungan dengan geometri seperti data geometri, beban, perpindahan tertentu (perpindahan yang ditentukan oleh pengguna), garis freatik, hingga pada setiap nilai di luar sub-program Masukan. Jika memang diinginkan untuk menggunakan sistem satuan yang berbeda dalam suatu proyek yang telah ada, maka pengguna harus mengubah seluruh data geometri secara manual dan mengulangi seluruh perhitungan. Dalam model analisis regangan bidang, gaya yang dihasilkan akibat adanya perpindahan yang diberikan dinyatakan dalam gaya per satuan lebar dalam arah keluar dari bidang gambar (arah-z; lihat Gambar 2.1). Dalam model analisis axi-simetri, gaya-gaya yang dihasilkan (Gaya-X, Gaya-Y) adalah gaya-gaya yang bekerja pada bidang batas yang membentuk busur lingkaran sebesar 1 radian yang saling berhadapan. Untuk memperoleh besarnya gaya yang bekerja pada model, maka gaya-gaya tersebut harus dikalikan dengan faktor sebesar 2π. Seluruh keluaran lainnya pada model axi-simetri diberikan per satu satuan panjang dan bukan per radian.
Perjanjian tanda PLAXIS selalu menghasilkan model elemen hingga dua-dimensi dengan berdasarkan pada suatu model geometri. Model geometri ini dibuat dalam bidang x-y yang berada dalam sistem koordinat global (Gambar 2.1), dimana arah-z adalah arah yang tegak lurus keluar dari bidang gambar. Dalam sistem koordinat global, arah-z positif adalah arah yang tegak lurus keluar dari bidang gambar ke arah pengguna. Walaupun PLAXIS Versi 8 adalah program 2-D, namun tegangan-tegangan tetap diperhitungkan berdasarkan sistem koordinat Cartesius 3-D seperti ditunjukkan dalam Gambar 2.1. Dalam suatu analisis regangan bidang, σzz adalah tegangan yang bekerja 2-2
PLAXIS Versi 8
INFORMASI UMUM tegak lurus keluar dari bidang gambar. Dalam analisis axi-simetri, x menyatakan koordinat radial, y menyatakan koordinat aksial dan z menyatakan arah tangensial. Dalam kasus ini, σxx menyatakan tegangan radial dan σzz menyatakan tegangan melingkar (hoop stress).
σyy y
σyx
σyz σzy x
σzz
z
σzx
σxy
σxz
σxx
Gambar 2.1 Sistem koordinat dan arah positif untuk komponen-komponen tegangan Dalam seluruh data keluaran, gaya dan tegangan tekan, termasuk tekanan air pori, ditetapkan bernilai negatif, dan sebaliknya gaya dan tegangan tarik akan bernilai positif. Gambar 2.1 menunjukkan arah-arah tegangan yang bernilai positif. 2.2
PERMINTAAN BERKAS
Seluruh permintaan berkas-berkas dalam PLAXIS dilakukan dengan menggunakan sebuah jendela permintaan berkas yang telah dimodifikasi dari jendela permintaan berkas yang umum pada Windows (Gambar 2.2).
Gambar 2.2 Jendela permintaan berkas pada PLAXIS
2-3
MANUAL ACUAN Dengan permintaan berkas tersebut, maka pencarian berkas dalam setiap direktori yang diijinkan dari sebuah lingkunan komputer (dan jaringan) dapat dilakukan. Berkas utama yang digunakan untuk menyimpan informasi proyek dari PLAXIS mempunyai suatu format terstruktur yang dinamakan
.PLX, dimana adalah judul atau nama proyek. Selain berkas ini, berbagai data tambahan lain disimpan pada beberapa berkas yang berbeda dalam subdirektori bernama .DTA. Umumnya tidak diperlukan untuk masuk ke dalam subdirektori tersebut karena pembacaan berkas secara individual dalam direktori ini tidak dapat dilakukan. Jika sebuah berkas proyek PLAXIS (*.PLX) dipilih, maka sebuah tampilan kecil yang menunjukkan model geometri dari proyek tersebut akan ditampilkan dalam jendela permintaan berkas untuk mempermudah dan mempercepat identifikasi suatu proyek tertentu. 2.3
PROSEDUR MASUKAN
Di dalam PLAXIS, masukan dapat dibentuk dengan menggunakan mouse maupun dengan menggunakan papan ketik. Secara umum dapat dibedakan empat buah jenis masukan sebagai berikut : Masukan Obyek geometri
(misalnya saat menggambar lapisan tanah)
Masukan Teks
(misalnya saat memasukkan nama proyek)
Masukan Angka
(misalnya saat memasukkan berat isi tanah)
Masukan Pilihan
(misalnya saat memilih pemodelan tanah)
Umumnya mouse digunakan untuk menggambar dan memilih, sedangkan papan ketik digunakan saat memasukkan teks dan angka. Prosedur ini dibahas secara mendetil dalam Bab 2.3 pada Manual Latihan. 2.4
FASILITAS BANTUAN
Untuk memberikan informasi kepada pengguna tentang berbagai pilihan dan fitur program, dalam menu Bantuan telah tersedia sebuah pilihan yang menghubungkan versi digital dari Manual Acuan. Banyak fitur program yang disediakan dalam bentuk tombol dalam toolbar. Saat kursor dari mouse ditempatkan pada sebuah tombol tertentu lebih dari satu detik, maka suatu deskripsi singkat (petunjuk) akan muncul dalam suatu kotak berwarna kuning yang menunjukkan fungsi dari tombol tersebut.
2-4
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN 3
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN
Untuk menjalankan suatu analisis berdasarkan metode elemen hingga dengan PLAXIS, pengguna harus membuat sebuah model elemen hingga dan menentukan sifat-sifat material serta kondisi batasnya. Hal ini dilakukan dalam program Masukan. Untuk membuat sebuah model elemen hingga yang lengkap, pengguna terlebih dahulu harus membuat sebuah model geometri 2D yang terdiri dari titik-titik, garis-garis dan komponen-komponen lainnya dalam bidang x-y. Penyusunan jaring elemen hingga dan penentuan sifat-sifat serta kondisi batas pada tiap elemen dilakukan secara otomatis oleh pembentuk jaring elemen di dalam PLAXIS berdasarkan masukan dari model geometri. Pengguna juga dapat mengatur jaring elemen hingga untuk mendapatkan hasil yang optimal. Langkah terakhir dari masukan meliputi perhitungan tekanan air dan tegangan efektif pada kondisi awal dari model. Saat pembuatan model geometri dalam program Masukan, disarankan agar pemilihan dan penggunaan berbagai jenis masukan dilakukan secara berurutan dari kiri ke kanan sesuai dengan toolbar kedua. Pada prinsipnya gambarkan kontur geometri, kemudian tambahkan pelapisan tanah, kemudian obyek-obyek struktural, kemudian geometri yang diperlukan untuk memodelkan tahapan konstruksi, kemudian kondisi-kondisi batas dan diikuti dengan pembebanan. Dengan mengikuti prosedur ini, maka toolbar kedua akan berfungsi sebagai penuntun dalam program Masukan serta menjamin agar seluruh masukan yang dibutuhkan telah dipenuhi. Tentu saja tidak semua pilihan tersebut selalu diperlukan untuk analisis tertentu. Sebagai contoh, beberapa obyek struktural ataupun pembebanan tidak akan digunakan pada kasus pembebanan tanah saja; atau perhitungan tekanan air juga dapat diabaikan pada kasus dimana kondisi tanah adalah kering; atau perhitungan tegangan awal juga dapat diabaikan jika tegangan awal tanah dihitung dengan metode beban gravitasi. Walaupun demikian, dengan mengikuti toolbar tersebut pengguna akan selalu diingatkan pada berbagai masukan yang tersedia dan akan memilih jenis-jenis masukan yang diperlukan. PLAXIS juga akan selalu memberikan peringatan jika ada masukan-masukan yang diperlukan tetapi belum dilakukan. Perlu dipahami dengan baik bahwa setiap perubahan terhadap suatu model geometri yang telah terbentuk akan membutuhkan penyusunan ulang dari jaring elemen hingga, dan jika diperlukan, kondisi awal juga harus ditentukan kembali agar sesuai dengan model yang telah diubah tersebut. Hal ini akan selalu diperiksa oleh program PLAXIS. Dengan mengikuti prosedur-prosedur ini pengguna dapat yakin bahwa pemodelan elemen hingga telah dilakukan dengan konsisten. 3.1
PROGRAM MASUKAN
Ikon atau tombol ini melambangkan program Masukan. Program Masukan berisi seluruh fasilitas untuk membuat dan memodifikasi suatu model geometri, untuk membentuk jaring elemen hingga dan membentuk kondisikondisi awal. Penentuan dan perhitungan kondisi-kondisi awal dilakukan dalam modus yang terpisah dalam program Masukan, yaitu modus kondisi awal. Penjelasan berikut
3-1
MANUAL ACUAN terlebih dahulu difokuskan pada pembuatan suatu model geometri serta penyusunan jaring elemen hingga (modus masukan geometri).
Menu utama
Toolbar (umum)
Toolbar (geometri) Mistar
Mistar Bidang gambar
Koordinat pusat
Masukan manual
Indikator posisi kursor
Gambar 3.1 Jendela utama dari program Masukan (modus masukan geometri) Saat program Masukan dimulai sebuah kotak dialog akan muncul untuk memilih proyek yang telah ada atau untuk pembuatan proyek baru. Jika dipilih Proyek baru maka jendela Pengaturan global akan muncul dimana parameter dasar dari model dapat diatur (Bab 3.2.2 Pengaturan global). Jika dipilih Proyek yang telah ada, kotak dialog akan langsung menampilkan empat buah proyek terakhir yang dibuka. Jika proyek yang diinginkan tidak ada dalam daftar tersebut, maka pilihan <<>> dapat digunakan. Sebuah jendela pengaturan berkas akan muncul dan dapat digunakan oleh pengguna untuk telusuri seluruh direktori yang tersedia dan memilih berkas proyek PLAXIS (*.PLX). Setelah pemilihan proyek, geometri dari proyek tersebut akan ditampilkan dalam jendela utama. Jendela utama dari program Masukan meliputi hal-hal berikut (Gambar 3.1).
Menu masukan Menu masukan memuat seluruh pilihan masukan dan fasilitas operasional dari program Masukan. Sebagian besar pilihan-pilihan tersebut juga disediakan dalam bentuk tomboltombol dalam toolbar. 3-2
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN
Toolbar (Umum) Toolbar ini memuat tombol-tombol untuk aktivitas umum seperti aktivitas yang berhubungan dengan berkas, pencetakan, zooming (memperbesar atau memperkecil tampilan obyek) ataupun untuk pemilihan obyek. Toolbar ini juga memuat tomboltombol untuk menjalankan sub-program lainnya (Perhitungan, Keluaran, Kurva).
Toolbar (Geometri) Toolbar ini memuat tombol-tombol untuk aktivitas khusus yang berhubungan dengan pembuatan model geometri. Tombol-tombol ini disusun secara berurutan, sedemikian rupa sehingga pembuatan geometri dengan mengikuti tombol-tombol tersebut dari kiri ke kanan akan menghasilkan suatu model yang lengkap.
Mistar Pada sisi kiri dan sisi atas dari bidang gambar terdapat mistar yang menunjukkan koordinat x dan y dari model geometri. Mistar ini secara langsung akan menunjukkan dimensi dari geometri. Tampilan mistar ini dapat diaktifkan atau dinonaktifkan dari submenu Tampilan. Dengan meng-klik mistar, jendela Pengaturan global akan muncul dimana ukuran atau dimensi geometri dapat diubah.
Bidang gambar Bidang gambar adalah area gambar dimana model geometri dibuat dan dimodifikasi. Pembuatan dan modifikasi model geometri umumnya dilakukan dengan menggunakan bantuan mouse, tetapi untuk pilihan-pilihan tertentu masukan langsung dengan menggunakan papan ketik dapat dilakukan (lihat Masukan manual di bawah). Bidang gambar dapat digunakan sama seperti program untuk menggambar lainnya. Barisan teratur atau grid dari titik-titik kecil pada bidang gambar dapat digunakan sebagai bantuan untuk menggambar dengan tepat pada posisi-posisi tertentu sesuai dengan grid tersebut.
Sumbu Jika koordinat awal atau salib sumbu berada dalam rentang dimensi yang ditentukan maka pusat sumbu tersebut akan digambarkan sebagai sebuah lingkaran kecil dengan sumbu-x dan sumbu-y diindikasikan oleh anak panah. Tampilan berupa anak panah dari sumbu-sumbu tersebut dapat dinonaktifkan dalam sub-menu Tampilan.
Masukan manual Jika penggambaran dengan menggunakan mouse tidak dapat memberikan tingkat ketepatan yang diinginkan maka baris Masukan manual dapat digunakan. Nilai kedua koordinat x dan y dapat diketikkan langsung disini dengan memberikan spasi diantaranya (nilai-x nilai-y). Masukan koordinat secara manual dapat dilakukan untuk keseluruhan obyek, kecuali untuk Sendi dan Kekakuan rotasi.
3-3
MANUAL ACUAN Selain memasukkan nilai absolut dari koordinat tertentu, peningkatan terhadap titik sebelumnya dapat dilakukan dengan mengetik sebuah @ langsung di depan nilai yang dikehendaki (@nilai-x @nilai-y). Selain itu, titik geometri yang telah ada dapat langsung dipilih dengan mengetikkan nomor titik yang dikehendaki pada baris masukan manual.
Indikator posisi kursor Indikator posisi kursor menunjukkan posisi saat ini dari kursor mouse baik dalam satuan fisik (koordinat x dan y) maupun dalam satuan piksel layar tampilan. 3.2
MENU MASUKAN
Menu utama dari program Masukan memuat sub-menu pull-down yang meliputi hampir seluruh pilihan untuk pengaturan berkas, melakukan transfer data, menampilkan grafik, membuat model geometri, membentuk jaring elemen hingga dan memasukkan data secara umum. Menu program Masukan dibedakan ke dalam dua tahapan atau modus yang berbeda, yaitu menu untuk modus masukan geometri dan menu untuk modus penentuan kondisi awal. Dalam modus masukan geometri, menu utama terdiri dari submenu Berkas, Edit, Tampilan, Geometri, Beban, Material, Jaring elemen, Awal dan Bantuan. Dalam modus penentuan kondisi awal, menu utama meliputi sub-menu Berkas, Tampilan, Geometri, Hitung dan Bantuan.
Sub-menu Berkas : Baru
Untuk membuat sebuah proyek baru. Jendela Pengaturan global akan ditampilkan.
Buka
Untuk membuka sebuah proyek yang telah ada. Jendela pengaturan berkas akan muncul.
Simpan
Untuk menyimpan proyek sesuai dengan nama yang telah ada. Jika nama proyek atau nama berkas belum diberikan, jendela pengaturan berkas akan muncul.
Simpan sebagai
Untuk menyimpan proyek ke dalam berkas lain dengan nama yang berbeda. Jendela pengaturan berkas akan muncul.
Cetak
Untuk mencetak model geometri pada mesin cetak (printer) tertentu. Akan tampil jendela pencetakan.
Direktori kerja
Untuk menentukan direktori pra-pilih (default) dimana berkas proyek PLAXIS akan disimpan.
Impor
Untuk mengimpor data geometri dari jenis berkas yang lain (Bab 3.2.1).
Pengaturan global
Untuk menentukan parameter dasar dari model (Bab 3.2.2).
3-4
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN (proyek terakhir)
Cara cepat untuk membuka salah satu dari empat buah proyek yang paling akhir diedit.
Keluar
Untuk keluar dari program Masukan.
Sub-menu Edit : Batal
Untuk mengembalikan ke keadaan model geometri sebelumnya (setelah suatu kesalahan masukan dilakukan) Pengulangan dari pilihan batal terbatas pada 10 aksi terakhir.
Salin
Untuk menyalin (copy) model geometri ke dalam memori clipboard dari Windows.
Sub-menu Tampilan : Perbesar
Memperbesar (zoom in) suatu area yang dipilih ke dalam tampilan yang lebih detil. Setelah memilih tombol ini, area yang akan diperbesar dipilih dengan menggunakan mouse. Tekan tombol utama mouse pada salah satu sudut dari area yang akan diperbesar; tetap tekan tombol utama mouse sambil menggerakkan mouse ke sudut yang berlawanan dari area yang akan diperbesar; kemudian lepaskan tombol. Program akan memperbesar tampilan dari area yang dipilih pada layar. Pilihan perbesar dapat digunakan berulang-kali.
Perkecil
Memperkecil (zoom out) atau mengembalikan tampilan ke tampilan sebelumnya dari pilihan perbesar yang paling akhir.
Tampilan awal
Menampilkan kembali seluruh bidang gambar.
Tabel
Menampilkan koordinat x dan y dalam bentuk tabel dari seluruh titik geometri. Tabel ini juga dapat digunakan untuk mengubah koordinat yang telah ada.
Mistar
Menampilkan atau menghilangkan mistar dari bidang gambar.
Sumbu silang
Menampilkan atau menghilangkan sumbu silang (cross hair) saat pembuatan model geometri.
Grid
Menampilkan atau menghilangkan grid atau barisan titik bantu pada bidang gambar.
Sumbu
Menampilkan atau menghilangkan simbol anak panah yang melambangkan sumbu x dan y.
Masuk ke grid
Mengaktifkan atau menonaktifkan penggambaran model geometri dalam modus masuk ke grid secara otomatis (snap to grid).
Nomor titik
Menampilkan atau menghilangkan nomor titik geometri.
3-5
MANUAL ACUAN Nomor rangkaian
Menampilkan atau menghilangkan nomor rangkaian dari obyek geometri. Rangkaian adalah obyek geometri serupa yang dibentuk secara bersamaan saat penggambaran tanpa menekan tombol sekunder (tombol kanan) dari mouse ataupun tombol .
Sub-menu Geometri : Sub-menu Geometri memuat pilihan-pilihan utama untuk membentuk model geometri. Selain elemen garis yang umum digunakan, pengguna dapat memilih elemen pelat, geogrid, elemen antarmuka, jangkar, terowongan, sendi atau pegas rotasi, drainase dan sumur. Berbagai pilihan dalam sub-menu ini dijelaskan secara mendetil dalam Bab 3.3.
Sub-menu Beban : Sub-menu Beban memuat pilihan-pilihan untuk menambahkan beban dan kondisi batas pada model geometri. Berbagai pilihan dalam sub-menu ini dijelaskan secara mendetil dalam Bab 3.4.
Sub-menu Material : Sub-menu Material berfungsi untuk mengaktifkan basis data (data base engine) untuk pembuatan dan modifikasi dari tiap kumpulan data material untuk tanah dan antarmuka, pelat, geogrid dan jangkar. Penggunaan basis data dan parameter yang berada dalam kumpulan data dijelaskan secara mendetil dalam Bab 3.5.
Sub-menu Jaring elemen : Sub-menu Jaring elemen memuat pilihan-pilihan untuk mengatur jenis elemen dasar, untuk membentuk jaring elemen hingga dan melakukan penghalusan elemen secara setempat maupun secara global. Pilihan-pilihan dalam sub-menu ini dijelaskan secara mendetil dalam Bab 3.6.
Sub-menu Awal : Sub-menu Awal memuat pilihan untuk masuk ke dalam modus kondisi awal dari program Masukan.
Sub-menu Geometri dari Modus kondisi awal : Sub-menu ini memuat pilihan-pilihan untuk memasukkan berat isi air, untuk menggambarkan garis freatik atau untuk menentukan kondisi batas tambahan yang digunakan dalam analisis aliran air dalam tanah atau analisis konsolidasi. Berbagai pilihan dalam sub-menu ini dijelaskan secara mendetil dalam Bab 3.8.
3-6
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN
Sub-menu Hitung dari Modus kondisi awal : Sub-menu ini memuat pilihan-pilihan untuk perhitungan tekanan air awal serta tegangan efektif awal. Pilihan-pilihan dalam sub-menu ini dijelaskan secara mendetil dalam Bab 3.8 dan 3.9. 3.2.1
MEMBUKA PROYEK YANG TELAH ADA
Proyek PLAXIS yang telah ada dapat dibuka dengan memilih Buka dalam menu Berkas. Direktori pra-pilih yang muncul dalam jendela pengaturan berkas adalah direktori dimana seluruh berkas program disimpan pada saat instalasi. Direktori pra-pilih ini dapat diubah dari pilihan Direktori kerja dalam menu Berkas. Dalam jendela pengaturan berkas, Jenis berkas secara pra-pilih telah diatur menjadi 'Berkas proyek PLAXIS (2D) (*.PLX)' yang berarti bahwa program akan mencari berkas-berkas dengan perluasan .PLX. Setelah memilih berkas yang diinginkan dan meng-klik tombol Buka, maka geometri dari model akan ditampilkan dalam bidang gambar. Walaupun struktur berkas proyek dari PLAXIS Versi 8 sedikit berbeda dari Versi 7, berkas-berkas dari versi yang 'lama' tersebut masih dapat dibuka, setelah secara otomatis dikonversikan ke dalam Versi 8. Pembacaan berkas geometri dari 'GeoDelft M-series' juga dapat dilakukan dengan menggunakan pilihan Impor. Dalam hal ini Jenis berkas (files of type) harus diatur menjadi 'Berkas geometri M-series (*.GEO)'. Pilihan ini hanya dapat digunakan untuk membaca data geometri, sedangkan data tanah tidak dapat diimpor. Jika berkas semacam ini dipilih dan dibuka dengan menekan tombol Buka, maka data tersebut akan dibaca dan bentuk geometrinya akan ditampilkan dalam bidang gambar. Geometri ini akan dianggap sebagai model geometri baru dan bukan kelanjutan dari model yang telah ada. Jika jumlah titik geometri terlampau banyak, pilihan ini mungkin tidak dapat bekerja dengan benar. 3.2.2
PENGATURAN UMUM
Jendela Pengaturan global selalu muncul pada awal proyek baru ataupun dapat dipilih kelak dari sub-menu Berkas. Jendela Pengaturan global terdiri dari dua buah 'lembartab' (tab sheet) yaitu Proyek dan Dimensi. Lembar-tab Proyek memuat nama proyek serta deskripsinya, jenis model dan data percepatan. Lembar-tab Dimensi memuat satuan dasar untuk panjang, gaya dan waktu (Bab 2.1) serta dimensi dari bidang gambar.
Model : PLAXIS Versi 8 dapat digunakan untuk melakukan analisis-analisis elemen hingga dua dimensi. Model elemen hingga dapat berupa Regangan bidang ataupun Axi-simetri. Program PLAXIS yang terpisah telah tersedia untuk analisis 3D. Pengaturan pra-pilih dari parameter Model adalah Regangan bidang. Model Regangan bidang digunakan untuk model geometri dengan penampang melintang yang kurang lebih seragam dengan kondisi tegangan dan kondisi pembebanan yang cukup panjang dalam arah tegak lurus terhadap penampang 3-7
MANUAL ACUAN tersebut (arah z). Perpindahan dan regangan dalam arah z diasumsikan tidak terjadi atau bernilai nol. Walaupun demikian, tegangan normal pada arah z diperhitungkan sepenuhnya dalam analisis. Model Axi-simetri digunakan untuk struktur berbentuk lingkaran dengan penampang melintang radial yang kurang lebih seragam dan kondisi pembebanan mengelilingi sumbu aksial, dimana deformasi dan kondisi tegangan diasumsikan sama di setiap arah radial. Perhatikan bahwa dalam model axi-simetri koordinat x menyatakan radius dan koordinat y merupakan sumbu simetris dalam arah aksial. Koordinat x negatif tidak dapat digunakan. Penggunaan Regangan bidang maupun Axi-simetri akan menghasilkan model elemen hingga dua dimensi dengan hanya dua buah derajat kebebasan translasi saja pada tiap titik nodalnya (arah x dan y).
Elemen : Pengguna dapat memilih jenis elemen segitiga dengan 6 titik nodal atau 15 titik nodal (Gambar 3.2) untuk memodelkan lapisan tanah dan klaster volumetrik lainnya. Elemen segitiga dengan 15 titik nodal adalah elemen pra-pilih. Elemen ini menggunakan interpolasi dengan ordo empat untuk perpindahan dan integrasi numerik melibatkan 12 titik Gauss (titik tegangan). Untuk elemen segitiga dengan 6 titik nodal, ordo interpolasi adalah dua dan integrasi numerik melibatkan tiga buah titik Gauss. Jenis elemen untuk elemen struktural dan elemen antarmuka secara otomatis diatur agar kompatibel terhadap jenis elemen yang dipilih untuk tanah.
Gambar 3.2 Jendela Pengaturan global (lembar-tab Proyek) 3-8
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN y
y
x
x
Gambar 3.3 Contoh permasalahan regangan bidang dan axi-simetri
titik tegangan
titik nodal Segitiga 6 titik nodal
Segitiga 15 titik nodal
Gambar 3.4 Posisi titik-titik nodal dan titik-titik tegangan pada elemen tanah Elemen segitiga dengan 15 titik nodal merupakan elemen yang sangat akurat yang telah memberikan perhitungan tegangan dengan hasil yang sangat baik, misalnya dalam perhitungan keruntuhan untuk tanah-tanah yang tidak kompresibel (Ref. 8, 12, 13). Penggunaan elemen segitiga dengan 15 titik nodal akan menyebabkan penggunaan memori yang relatif tinggi serta kinerja operasional dan perhitungan yang relatif lebih lambat. Karena itu jenis elemen yang lebih sederhana juga disediakan. Elemen segitiga dengan 6 titik nodal merupakan elemen yang cukup akurat dan dapat memberikan hasil yang baik dalam analisis deformasi secara umum, tetapi jika digunakan elemen dalam jumlah yang cukup banyak. Walaupun demikian, perhatian khusus perlu diberikan pada penggunaan model axi-simetri atau pada kondisi dimana keruntuhan (dapat) memegang peranan yang penting, seperti pada perhitungan daya dukung ataupun pada analisis tingkat keamanan dengan menggunakan Reduksi phi-c. Beban runtuh maupun faktor keamanan yang diperoleh umumnya berlebihan pada
3-9
MANUAL ACUAN penggunaan elemen dengan 6 titik nodal. Dalam kasus-kasus seperti ini lebih dipilih untuk menggunakan elemen dengan 15 titik nodal. Sebuah elemen dengan 15 titik nodal dapat dianalogikan sebagai empat buah elemen dengan 6 titik nodal yang digabungkan, karena jumlah seluruh titik nodal dan seluruh titik tegangan adalah sama. Meskipun demikian, sebuah elemen dengan 15 titik nodal tetap jauh lebih baik dibandingkan empat buah elemen dengan 6 titik nodal. Disamping elemen-elemen tanah, elemen pelat yang kompatibel juga digunakan untuk memodelkan perilaku dinding, pelat dan cangkang (Bab 3.3.2) dan elemen geogrid digunakan untuk memodelkan perilaku geotekstil (Bab 3.3.4). Elemen antarmuka yang kompatibel digunakan untuk memodelkan interaksi tanah-struktur (Bab 3.3.5). Terakhir, jangkar ujung tetap (fixed end anchor) dan jangkar nodal ke nodal (node-to-node anchor) juga dapat dimodelkan dalam modus masukan geometri (Bab 3.3.6 dan 3.3.7).
Gravitasi dan percepatan : Secara pra-pilih, percepatan gravitasi dari bumi, g, ditentukan sebesar 9.8 m/dtk2 dan arah gravitasi sama dengan sumbu y negatif, yaitu pada orientasi -90° dalam bidang x-y. Gravitasi secara implisit telah diikutsertakan dalam berat isi yang dimasukkan oleh pengguna (Bab 3.5.2). Dengan cara ini, gravitasi diatur oleh faktor pengali beban total untuk berat dari material, ΣMweight (Bab 4.8.1). Disamping percepatan gravitasi, pengguna dapat menentukan percepatan atau percepatan independen pada model beban dinamik secara pseudo-statis. Nilai masukan dari komponen percepatan dalam arah x dan y dinyatakan dalam satuan g dan dimasukkan dalam lembar-tab Proyek dalam jendela Pengaturan global. Aktivasi percepatan tambahan dalam perhitungan diatur oleh faktor pengali beban Maccel dan ΣMaccel (Bab 4.8.1). Dalam analisis dinamik sesungguhnya (tersedia dalam modul program PLAXIS secara terpisah), nilai percepatan gravitasi, g, digunakan untuk menghitung kepadatan material, ρ, dari berat isi, γ (ρ = γ / g).
Satuan : Satuan-satuan untuk panjang, gaya dan waktu yang digunakan dalam analisis didefinisikan saat data masukan ditentukan oleh pengguna. Satuan-satuan dasar ini dimasukkan dalam lembar-tab Dimensi dalam jendela Pengaturan global. Satuan-satuan pra-pilih, seperti disarankan oleh program, adalah m (meter) untuk panjang, kN (kilo Newton) untuk gaya dan hari untuk waktu. Satuan-satuan yang sesuai untuk tegangan dan berat isi ditampilkan di bagian bawah dari kotak isian untuk satuan-satuan dasar. Seluruh masukan harus diberikan dalam satuan yang konsisten (Bab 2.1). Satuan yang sesuai untuk nilai masukan tertentu umumnya diberikan langsung di belakang kotak isian, berdasarkan satuan-satuan dasar yang digunakan.
3-10
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN
Gambar 3.5 Jendela Pengaturan global (lembar-tab Dimensi)
Dimensi : Di awal suatu proyek baru, pengguna perlu mengatur dimensi-dimensi dari bidang gambar sedemikian rupa sehingga model geometri yang akan dibuat tercakup dalam dimensi tersebut. Dimensi-dimensi dimasukkan dalam lembartab Dimensi dari jendela Pengaturan global. Dimensi dari bidang gambar tidak mempengaruhi geometri dari model dan dapat diubah saat memodifikasi proyek yang telah ada, hanya jika geometri yang telah ada tetap berada dalam lingkup dimensi yang telah diubah. Klik pada mistar dalam modus masukan geometri juga berfungsi sebagai jalan pintas untuk mengubah dimensi dalam jendela Pengaturan global.
Grid : Untuk membantu pembuatan model geometri, pengguna dapat mendefinisikan suatu barisan titik bantu yang teratur atau grid dalam bidang gambar. Grid ini dapat digunakan agar penunjuk (pointer) selalu tepat berada pada posisi-posisi tertentu sesuai dengan grid yang ditentukan. Grid ini diatur oleh parameter Spasi dan Jumlah interval. Spasi digunakan untuk mengatur grid global yang ditunjukkan oleh titik-titik kecil dalam bidang gambar. Grid sebenarnya adalah grid global yang dibagi ke dalam Jumlah interval. Jumlah interval pra-pilih adalah 1, sehingga membentuk grid yang sama dengan grid global. Penentuan grid dilakukan dalam lembar-tab Dimensi dalam jendela Pengaturan global. Submenu Tampilan juga dapat digunakan untuk mengaktifkan atau menonaktifkan grid dan pilihan untuk masuk ke grid. 3-11
MANUAL ACUAN 3.3
GEOMETRI
Pembuatan sebuah model elemen hingga dimulai dengan pembuatan geometri dari model, yang merupakan representasi dari masalah yang ingin dianalisis. Sebuah model geometri terdiri dari titik-titik, garis-garis dan klaster-klaster. Titik dan garis dimasukkan oleh pengguna, sedangkan klaster dibentuk oleh program. Selain komponen-komponen dasar tersebut, obyek-obyek struktural atau kondisi khusus dapat diterapkan pada model geometri untuk memodelkan dinding terowongan, dinding, pelat, interaksi tanah-struktur dan pembebanan. Disarankan untuk selalu memulai pembuatan model geometri dengan menggambarkan kontur geometri secara menyeluruh. Pengguna kemudian dapat menentukan material untuk tiap lapisan, obyek struktural, garis-garis yang digunakan untuk tahapan konstruksi, pembebanan serta kondisi batas. Model geometri tidak hanya menggambarkan kondisi awal saja, tetapi juga memuat situasi yang terjadi pada seluruh tahapan perhitungan. Setelah seluruh komponen dalam model geometri terbentuk, pengguna harus memasukkan parameter-parameter untuk setiap data material dan menetapkan data tersebut pada seluruh komponen geometri (Bab 3.5). Saat model geometri secara keseluruhan telah terdefinisi secara lengkap dan tiap komponen geometri telah memiliki sifat awal, maka jaring elemen hingga dapat disusun (Bab 3.6).
Memilih komponen geometri : Saat Pilih (tombol dengan anak panah merah) aktif, sebuah komponen geometri dapat dipilih dengan sebuah klik pada komponen yang diinginkan dalam model geometri. Beberapa komponen sejenis dapat dipilih secara bersamaan dengan tetap menekan tombol pada papan ketik saat memilih beberapa komponen yang diinginkan.
Sifat-sifat komponen geometri : Hampir seluruh komponen geometri mempunyai sifat-sifat tertentu yang dapat dilihat dan diubah dalam jendela sifat. Klik-ganda pada sebuah obyek geometri akan memunculkan jendela sifat yang bersangkutan. Jika terdapat lebih dari satu obyek pada suatu titik atau lokasi tertentu, sebuah kotak dialog pilihan akan muncul dimana komponen yang diinginkan dapat dipilih. 3.3.1
TITIK DAN GARIS
Masukan dasar dari suatu model geometri adalah Garis geometri. Jenis masukan ini dapat dipilih dari sub-menu Geometri atau dari toolbar kedua. Saat Garis geometri dipilih, pengguna dapat membentuk titik-titik dan garis-garis dalam bidang gambar dengan menggunakan mouse (masukan secara grafis) atau dengan mengetik koordinat-koordinat pada baris perintah atau baris masukan manual (masukan dari papan ketik). Sebuah titik baru akan segera terbentuk segera setelah pengguna
3-12
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN meng-klik tombol utama mouse (tombol kiri) dalam bidang gambar, hanya jika tidak terdapat titik lain di dekat posisi kursor atau penunjuk. Jika telah ada titik lain di dekat penunjuk, penunjuk akan masuk ke titik tersebut secara otomatis tanpa membentuk titik baru. Setelah sebuah titik baru terbentuk, pengguna dapat menggambarkan sebuah garis dengan membentuk titik lain, dan seterusnya. Penggambaran titik dan garis akan berlangsung sambung-menyambung hingga tombol sekunder (tombol kanan) dari mouse ditekan pada posisi sembarang atau hingga tombol ditekan. Jika sebuah titik dibentuk pada atau dekat suatu garis yang telah ada, penunjuk akan secara otomatis berada pada garis tersebut dan membentuk sebuah titik baru yang tepat berada pada garis tersebut, dan garis tersebut akan menjadi dua buah garis baru. Jika garis yang dibuat melalui garis lain maka sebuah titik baru akan terbentuk pada persilangan kedua garis tersebut, dan kedua garis tersebut masing-masing akan terbagi menjadi dua buah garis yang baru. Jika penggambaran sebuah garis baru menimpa garis lain yang telah ada, maka program secara otomatis akan menentukan bagian dimana kedua garis tersebut tepat berhimpit hanya sebagai satu buah garis saja. Prosedur ini menjamin pembuatan geometri yang konsisten tanpa adanya titik atau garis ganda yang saling berhimpit. Titik-titik dan garis-garis yang telah ada dapat dimodifikasi atau dihapus dengan sebelumnya mengaktifkan Pilih dari toolbar. Untuk memindahkan suatu titik atau garis, pertama pilih titik atau garis yang diinginkan dari model dan kemudian seret atau pindahkan (drag) ke lokasi yang diinginkan. Untuk menghapus suatu titik atau garis, pertama pilih titik atau garis yang diinginkan dan kemudian tekan tombol pada papan ketik. Jika terdapat lebih dari satu obyek pada posisi yang dipilih, maka sebuah kotak dialog penghapusan akan muncul dimana obyek-obyek yang dapat dihapus dapat ditentukan. Jika sebuah titik yang dihapus adalah pertemuan dari dua buah garis geometri, maka kedua garis tersebut akan digabungkan menjadi sebuah garis lurus di antara titik-titik luarnya. Jika terdapat lebih dari dua buah garis geometri yang bertemu pada suatu titik yang dihapus, maka seluruh garis geometri yang terhubung langsung pada titik tersebut akan ikut terhapus. Setelah setiap penggambaran dilakukan oleh pengguna, program akan secara otomatis menentukan apakah ada klaster yang dapat dibentuk. Sebuah klaster merupakan poligon tertutup dari beberapa garis geometri. Dengan kata lain, klaster merupakan suatu daerah atau area yang dibatasi oleh garis-garis geometri. Setiap klaster yang terdeteksi akan mempunyai warna cerah. Pada setiap klaster dapat diberikan sifat material tertentu untuk memodelkan perilaku tanah pada bagian tersebut dari model geometri (Bab 3.5.2). Klaster akan terbagi-bagi menjadi elemen-elemen tanah selama proses penyusunan jaring elemen hingga (Bab 6). 3.3.2
PELAT
Elemen pelat merupakan obyek struktural yang digunakan untuk memodelkan struktur yang tipis dalam tanah dengan kekakuan lentur yang signifikan serta kekakuan normal. Elemen pelat dapat digunakan untuk memodelkan pengaruh dari dinding, pelat, cangkang atau dinding terowongan yang menerus dalam arah-z. 3-13
MANUAL ACUAN Dalam model geometri, elemen pelat akan ditampilkan sebagai 'garis biru'. Contohcontoh dari struktur geoteknik yang melibatkan penggunaan elemen pelat ditunjukkan pada Gambar 3.6. Elemen pelat dipilih dari sub-menu Geometri atau dengan meng-klik tombol yang sesuai pada toolbar. Penggambaran elemen-elemen pelat dalam model geometri serupa dengan cara penggambaran garis-garis geometri (Bab 3.3.1). Saat elemen pelat digambarkan, garis geometri juga terbentuk secara bersamaan. Karena itu tidak diperlukan untuk terlebih dahulu membuat garis geometri pada posisi dari elemen pelat. Elemen pelat dapat dihapus dengan memilihnya dari geometri dan menekan tombol .
Gambar 3.6 Aplikasi penggunaan elemen pelat, jangkar dan antarmuka Sifat-sifat material dari elemen pelat diatur dalam kumpulan data material. Parameterparameter yang paling penting adalah kekakuan lentur EI dan kekakuan aksial EA. Dari kedua parameter ini sebuah ketebalan ekivalen dari elemen pelat deq dapat dihitung dari persamaan berikut : deq = 12 ⋅
EI EA
Elemen-elemen pelat dapat diaktifkan atau dinonaktifkan dalam tahapan perhitungan dengan menggunakan Tahapan konstruksi dalam kotak Masukan pembebanan.
Elemen balok : Elemen pelat dalam model elemen hingga 2D terbentuk dari elemen balok (elemen garis) dengan tiga buah derajat kebebasan pada tiap titik nodalnya, yaitu dua buah derajat kebebasan translasi (ux, uy) dan sebuah derajat kebebasan rotasi (rotasi dalam bidang x-y : φz). Saat elemen tanah dengan 6 buah titik nodal digunakan maka setiap elemen balok akan didefinisikan oleh tiga buah titik nodal, sedangkan elemen balok dengan 5 buah titik nodal akan digunakan pada penggunaan elemen dengan 15 titik nodal berdasarkan pada teori balok Mindlin (Referensi 2). Teori ini memungkinkan perhitungan defleksi balok akibat geser maupun lentur. Selain itu elemen ini juga dapat berubah panjang saat menerima gaya aksial. Elemen-elemen balok dapat diatur agar bersifat plastis dengan mendefinisikan nilai momen lentur maksimum atau nilai gaya aksial maksimum. Momen lentur dan gaya aksial dievaluasi dan dihitung dari tegangan yang bekerja pada tiap titik tegangan.Sebuah elemen balok dengan 3 titik nodal akan memiliki dua pasang titik tegangan Gauss sedangkan sebuah elemen balok dengan 5 titik nodal akan memiliki 3-14
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN empat pasang titik tegangan. Untuk tiap pasangan tersebut, lokasi masing-masing titik tegangan akan berada pada jarak ½⋅deq⋅√3 di atas dan di bawah garis tengah dari pelat. Gambar 3.7 menunjukkan sebuah elemen balok tunggal dengan 3 titik nodal dan 5 titik nodal, serta lokasi dari titik-titik nodal dan titik-titik tegangan.
titik nodal
titik tegangan
Gambar 3.7 Posisi titik-titik nodal dan titik-titik tegangan pada sebuah elemen balok dengan 3 buah dan 5 buah titik nodal Penting untuk dipahami bahwa perubahan rasio EI/EA akan mengubah tebal ekivalen deq, demikian juga dengan jarak antara titik-titik tegangan. Jika hal ini dilakukan saat ada gaya-gaya yang bekerja dalam elemen balok, maka hal ini akan mengubah distribusi momen lentur, dimana hal ini tidak diijinkan. Karena alasan ini, jika sifat material dari suatu elemen pelat diubah dalam suatu proses perhitungan (misalnya dalam suatu tahapan konstruksi), maka harus diperhatikan bahwa rasio EI/EA tidak boleh diubah. 3.3.3
SENDI DAN PEGAS ROTASI
Sendi merupakan suatu pertemuan pelat yang mengijinkan terjadinya diskontinuitas rotasi pada titik pertemuan. Secara pra-pilih, pada sebuah titik geometri dimana elemen-elemen pelat bertemu, rotasi yang terjadi adalah kontinyu dan titik geometri tersebut hanya memiliki satu buah derajat kebebasan rotasi. Dengan kata lain, jenis pertemuan pelat secara pra-pilih adalah kaku (terjepit). Jika diinginkan untuk menggunakan hubungan sendi (sebuah pertemuan pelat dimana pelatpelat tersebut dapat saling berputar bebas satu terhadap yang lain) atau pegas rotasi (sebuah pertemuan pelat dimana perputaran antara pelat-pelat tersebut membutuhkan torsi tertentu), pilihan Sendi dan pegas rotasi dapat digunakan dari sub-menu Geometri atau dengan meng-klik pada tombol yang bersangkutan pada toolbar. Saat Sendi dan pegas rotasi dipilih dan di-klik pada sebuah titik geometri dimana paling sedikit ada dua buah pelat yang saling bertemu, maka jendela sendi dan pegas rotasi akan muncul dan memberikan gambar detil dari hubungan seluruh pelat yang terhubung pada titik tersebut. Jenis hubungan atau koneksi dari tiap ujung pelat yang saling terhubung tersebut dapat diatur secara individual berupa sendi atau jepit. Sebuah sendi akan diindikasikan oleh sebuah lingkaran kosong sedangkan sebuah lingkaran yang solid mengindikasikan hubungan jepit. Setelah memilih sebuah hubungan pertemuan pelat tertentu dengan meng-klik lingkaran yang bersangkutan, hubungan tersebut dapat diubah dari jepit menjadi sendi atau sebaliknya dengan meng-klik lagi lingkaran tersebut. Untuk tiap sendi, sebuah derajat kebebasan rotasi akan ditambahan untuk melibatkan terjadinya rotasi yang independen. 3-15
MANUAL ACUAN Dalam kenyataan, pada pertemuan pelat dapat terjadi rotasi yang umumnya membutuhkan torsi tertentu. Untuk memodelkan kondisi ini, PLAXIS membutuhkan masukan berupa pegas rotasi serta kekakuan rotasi relatif diantara dua pelat. Pilihan ini hanya berguna jika setidaknya ada satu dari dua buah hubungan pelat yang berupa jepit (atau jika hubungan antara dua pelat adalah kaku). Untuk mendefinisikan pegas rotasi dalam sebuah pertemuan pelat, pertemuan tersebut dikelilingi oleh lingkaran besar yang menunjukkan area dimana pegas rotasi dapat diaktifkan. Lokasi dari pegas rotasi yang dapat diaktifkan diindikasikan oleh lingkaran-lingkaran kecil (berukuran sama dengan sendi) pada lingkaran yang besar. Pada pertemuan pelat yang lurus tidak terdapat lingkaran besar yang mengelilingi pertemuan pelat-pelat tersebut. Pada kasus ini lingkaran yang berada di tengah berfungsi sebagai pegas rotasi. Setelah memilih pegas rotasi tertentu dengan meng-klik lingkaran yang bersangkutan, maka pegas rotasi dapat diaktifkan atau dinonaktifkan dengan meng-klik kembali pada lingkaran tersebut.
Gambar 3.8 Contoh sebuah pertemuan pelat dalam jendela sendi dan pegas rotasi. Saat sebuah pegas rotasi dibentuk, sifat-sifat dari pegas rotasi harus dimasukkan langsung pada bagian sebelah kanan dari jendela. Sifat-sifat dari pegas rotasi meliputi kekakuan pegas serta torsi maksimum yang mampu diterima. Kekakuan pegas didefinisikan sebagai torsi per radian (dalam satuan Gaya kali Panjang dibagi Radian per satuan Panjang ke arah keluar dari bidang gambar). 3.3.4
GEOGRID
Geogrid merupakan elemen struktural tipis yang memiliki kekakuan normal tetapi tanpa kekakuan lentur. Geogrid hanya dapat menahan gaya tarik saja tanpa adanya kompresi. Obyek-obyek ini umumnya digunakan untuk memodelkan
3-16
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN elemen perkuatan tanah (soil reinforcement). Contoh dari struktur-struktur geoteknik yang menggunakan geotekstil diberikan pada Gambar 3.9.
Gambar 3.9 Contoh aplikasi-aplikasi yang menggunakan geogrid. Geogrid dapat dipilih dari sub-menu Geometri atau dengan menekan tombol yang bersangkutan pada toolbar. Penggambaran geogrid dalam model geometri adalah serupa dengan pembuatan garis geometri (Bab 3.3.1). Dalam tampilan model geometri, geogrid akan terlihat berupa garis berwarna kuning. Saat membentuk geogrid, garis geometri juga akan ikut terbentuk secara bersamaan. Satu-satunya sifat material dari geogrid adalah kekakuan normal (aksial) elastis EA, yang dapat ditentukan dalam basis data material (Bab 3.5.4). Geogrid dapat dihapus dengan memilihnya pada geometri dan menekan tombol . Geogrid dapat diaktifkan atau dinonaktifkan dalam tahapan perhitungan dengan menggunakan Tahapan konstruksi dalam kotak Masukan pembebanan. titik nodal titik tegangan
a
b
Gambar 3.10 Posisi titik nodal dan titik tegangan dalam elemen geogrid dengan 3 dan 5 buah titik nodal
Elemen geogrid : Geogrid terdiri dari elemen-elemen geogrid berupa elemen garis dengan dua buah derajat kebebasan translasi pada tiap titik nodalnya (ux, uy). Jika digunakan elemen tanah dengan 15 titik nodal maka tiap geogrid akan didefinisikan oleh lima buah titik nodal, sedangkan elemen geogrid dengan tiga titik nodal digunakan untuk elemen tanah dengan 6 titik nodal. Gaya aksial dihitung pada tiap titik tegangan Newton-Cotes dan titik-titik tegangan ini mempunyai lokasi yang sama dengan titik nodal. Posisi titik-titik nodal dan titik-titik tegangan dalam elemen geogrid ditunjukkan pada Gambar 3.10.
3-17
MANUAL ACUAN
Memodelkan jangkar tanah : Geogrid dapat dikombinasikan dengan jangkar nodal ke nodal untuk memodelkan sebuah jangkar tanah. Pada kasus ini geogrid digunakan untuk memodelkan tubuh grout dan jangkar nodal ke nodal digunakan untuk memodelkan batang jangkar (Bab 3.3.6). 3.3.5
ANTARMUKA
Setiap interface atau antarmuka akan memiliki 'ketebalan virtual', yaitu suatu dimensi virtual yang digunakan untuk mendefinisikan sifat-sifat material dari antarmuka. Ketebalan virtual yang semakin tinggi akan menghasilkan deformasi elastis yang semakin besar. Umumnya penggunaan elemen antarmuka ditujukan untuk menghasilkan deformasi yang sangat kecil sehingga ketebalan virtual juga seharusnya kecil. Namun demikian ketebalan virtual yang terlalu kecil akan menyebabkan kesalahan numerik dalam perhitungan. Ketebalan virtual kemudian dihitung sebagai Faktor ketebalan virtual dikalikan ukuran rata-rata elemen. Ukuran rata-rata elemen ditentukan oleh pengaturan tingkat kekasaran elemen secara global dalam penyusunan jaring elemen hingga (Bab 3.6.2). Nilai ini juga dapat dilihat dalam jendela Informasi global dalam program Keluaran. Nilai pra-pilih dari Faktor ketebalan virtual adalah 0.1. Nilai ini dapat diubah dengan klik-ganda pada garis geometri dan memilih antarmuka dari pilihan dalam kotak dialog. Pengguna harus berhati-hati saat mengubah nilai prapilih dari faktor ini. Selain itu, jika elemen antarmuka menerima tegangan normal yang sangat besar, maka perlu dilakukan reduksi terhadap Faktor ketebalan virtual. Penjelasan detil yang lebih mendalam mengenai pengaruh dari ketebalan virtual diberikan dalam Bab 3.5.2. Pembuatan antarmuka dalam geometri adalah serupa dengan pembuatan garis geometri. Antarmuka akan berupa garis terputus-putus yang berada pada sisi sebelah kanan dari garis geometri (sesuai arah penggambaran) untuk menunjukkan di sisi mana interaksi dengan tanah akan terjadi dari garis geometri tersebut. Sisi dimana antarmuka berada juga diindikasikan oleh anak panah pada kursor yang menunjuk arah penggambaran. Untuk meletakkan antarmuka di sisi yang lain, maka antarmuka harus digambarkan pada arah yang berlawanan. Perhatikan bahwa antarmuka dapat diletakkan pada kedua sisi dari garis geometri. Hal ini memungkinkan interaksi penuh antara obyek-obyek struktural (dinding, pelat, geogrid, dan sebagainya) dengan tanah disekelilingnya. Untuk membedakan dua buah antarmuka yang berada sepanjang garis geometri tertentu, maka antarmuka diindikasikan oleh sebuah tanda positif (+) dan tanda negatif (-). Tanda ini hanya berfungsi sebagai penunjuk saja, dan tidak memiliki arti fisik apapun dan sama sekali tidak akan mempengaruhi hasil perhitungan. Antarmuka dapat dihapus dengan memilihnya pada geometri dan menekan tombol . Aplikasi tipikal dari penggunaan antarmuka adalah untuk memodelkan interaksi antara dinding turap dan tanah, yang mempunyai kondisi permukaan antara licin dan kasar. Tingkat interaksi dimodelkan dengan menggunakan nilai tertentu yang tepat untuk faktor reduksi kekuatan (Rinter) pada elemen antarmuka. Faktor ini menghubungkan kekuatan antarmuka (adhesi dan friksi dinding) dengan kekuatan tanah (sudut geser dan kohesi). Rinter tidak dimasukkan langsung sebagai suatu sifat dari elemen antarmuka, tetapi didefinisikan bersama dengan parameter kuat geser tanah dalam kumpulan data 3-18
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN material untuk tanah dan antarmuka. Lihat Bab 3.5.2 untuk informasi detil mengenai sifat material dari elemen antarmuka. Elemen antarmuka dapat diaktifkan atau dinonaktifkan dalam tahapan perhitungan dengan menggunakan Tahapan konstruksi dalam kotak Masukan pembebanan.
Elemen antarmuka : Antarmuka (interface) dibentuk oleh elemen-elemen antarmuka. Gambar 3.11 menunjukkan bagaimana elemen-elemen antarmuka dihubungkan pada elemen-elemen tanah. Saat menggunakan elemen tanah dengan 15 titik nodal, setiap elemen antarmuka yang bersangkutan didefinisikan oleh lima pasang titik nodal, sedangkan untuk elemen tanah dengan 6 titik nodal setiap elemen antarmuka akan didefinisikan oleh tiga pasang titik nodal. titik nodal titik tegangan
a
b
Gambar 3.11 Distribusi titik-titik nodal dan titik-titik tegangan dalam elemen antarmuka dan hubungannya dengan elemen tanah Dalam gambar tersebut elemen antarmuka terlihat memiliki ketebalan tertentu, tetapi dalam formulasi elemen hingga koordinat-koordinat dari tiap pasang titik nodal adalah identik, yang berarti bahwa elemen antarmuka tidak mempunyai ketebalan. Pada tiap elemen antarmuka telah diberikan suatu 'ketebalan virtual', yaitu suatu ukuran imajiner yang digunakan untuk mendefinisikan sifat material dari elemen antarmuka. Ketebalan virtual ini adalah sebesar Faktor ketebalan virtual dikalikan dengan ukuran rata-rata elemen. Ukuran rata-rata elemen ditentukan oleh pengaturan tingkat kekasaran elemen secara global dalam penyusunan jaring elemen hingga 2D (Bab 3.6.2). Nilai prapilih dari Faktor ketebalan virtual adalah 0.1. Nilai ini dapat diubah dengan klik-ganda pada garis geometri dan memilih elemen antarmuka dalam kotak dialog pilihan. Walaupun demikian, pengguna harus berhati-hati saat mengubah nilai pra-pilih dari faktor ini. Informasi detil mengenai ketebalan virtual diberikan dalam Bab 3.5.2. Matriks kekakuan untuk elemen-elemen antarmuka diperoleh dengan menggunakan integrasi Newton-Cotes. Posisi dari titik-titik tegangan Newton-Cotes adalah sama dengan posisi tiap pasang titik nodal. Karena itu lima titik tegangan akan digunakan 3-19
MANUAL ACUAN untuk elemen antarmuka dengan 10 titik nodal, dan tiga titik tegangan digunakan untuk elemen antarmuka dengan 6 titik nodal.
Sifat-sifat elemen antarmuka : Sifat dasar dari sebuah elemen antarmuka diatur oleh kumpulan data material untuk tanah dan antarmuka. Sifat ini berada dalam jendela sifat-sifat antarmuka yang dapat dimasukkan dengan klik-ganda pada elemen antarmuka yang diinginkan dalam model geometri dan memilih elemen antarmuka positif atau negatif atau rangkaian elemen antarmuka dari jendela pilihan. Alternatif lain adalah dengan meng-klik tombol kanan mouse (tombol sekunder), memilih Sifat-sifat dan kemudian elemen antarmuka positif atau negatif atau rangkaian elemen antarmuka dapat dipilih dari menu yang muncul saat meng-klik tombol kanan mouse tersebut. Jendela sifat-sifat dari elemen antarmuka akan muncul dan menunjukkan Kumpulan Material yang bersangkutan, yang dapat diubah dengan menekan tombol Ganti. Selain itu jendela sifat-sifat dari elemen antarmuka juga menunjukkan Faktor ketebalan virtual. Faktor ini digunakan untuk menghitung ketebalan virtual dari elemen antarmuka (lihat pembahasan Elemen Antarmuka sebelumnya). Nilai standar dari Faktor ketebalan virtual adalah 0.1. Pengguna harus berhati-hati saat mengubah nilai standar dari faktor ini. Faktor ini dapat dikembalikan lagi ke nilai standar dengan menekan tombol Standar. Dalam suatu analisis konsolidasi atau analisis aliran air dalam tanah, elemen-elemen antarmuka dapat digunakan untuk mencegah aliran dalam arah tegak lurus antarmuka, misalnya untuk memodelkan suatu dinding yang kedap air. Sebenarnya, saat antarmuka dikombinasikan dengan penggunaan pelat, antarmuka tersebut akan berfungsi untuk mencegah aliran karena elemen-elemen pelat bersifat permeabel sepenuhnya. Pada situasi dimana elemen antarmuka digunakan dalam suatu jaring elemen dimana jaring tersebut harus bersifat permeabel, maka antarmuka dapat dinonaktifkan (lihat Bab 3.8.3, 3.8.6 dan 3.9.1)
Antarmuka disekitar titik sudut : Gambar 3.12 dan Gambar 3.13 menunjukkan beberapa bentuk situasi interaksi tanahstruktur dapat mengikutsertakan titik-titik yang membutuhkan perhatian khusus. Sudut dari suatu struktur yang rigid dan perubahan mendadak pada kondisi batas dapat memberikan nilai puncak yang tinggi dari tegangan maupun regangan. Elemen-elemen volumetrik tidak dapat menerima nilai-nilai puncak yang tajam seperti ini, dan akan menghasilkan osilasi tegangan non-fisik. Permasalahan ini dapat diatasi dengan menggunakan elemen antarmuka seperti ditunjukkan berikut ini. Gambar ini menunjukkan bahwa masalah osilasi tegangan dapat dicegah dengan menggunakan elemen antarmuka di dalam massa tanah. Elemen-elemen ini akan meningkatkan fleksibilitas dari jaring elemen hingga sehingga tegangan non-fisik dapat dihindari. Namun demikian, elemen-elemen ini seharusnya tidak menyebabkan perlemahan yang tidak realistis pada massa tanah. Karena itu perhatian khusus harus diberikan pada sifat dari elemen-elemen antarmuka (Gambar 3.29). Referensi 19 menyediakan detil teoritis tambahan pada penggunaan elemen antarmuka secara khusus. 3-20
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN
Gambar 3.12 Titik sudut yang tidak fleksibel menyebabkan tegangan yang buruk
Gambar 3.13 Titik sudut yang fleksibel dengan distribusi tegangan yang baik 3.3.6
JANGKAR NODAL KE NODAL
Jangkar nodal ke nodal merupakan pegas yang digunakan untuk memodelkan ikatan antara dua buah titik. Jangkar jenis ini dapat dipilih dari sub-menu Geometri atau dengan memilih tombol untuk jangkar ini pada toolbar. Salah satu contoh aplikasi tipikal adalah untuk memodelkan cofferdam seperti pada Gambar 3.6. Tidak direkomendasikan untuk menggambarkan garis geometri pada posisi dimana jangkar nodal ke nodal akan diletakkan. Walaupun demikian kedua titik ujung dari jangkar harus dihubungkan pada titik-titik geometri tertentu, tetapi tidak harus pada titik yang telah ada. Pada kasus dimana ujung jangkar diletakkan tidak pada suatu titik tertentu maka sebuah titik geometri yang baru akan terbentuk secara otomatis. Penggambaran atau pembuatan jangkar nodal ke nodal serupa dengan penggambaran garis geometri (Bab 3.3.1), tetapi berbeda dengan obyek-obyek struktural lainnya, garis geometri tidak akan terbentuk secara simultan saat penggambaran jangkar. Oleh karena itu, jangkar nodal ke nodal tidak akan membagi klaster yang dilaluinya menjadi klasterklaster yang baru. Jangkar nodal ke nodal merupakan elemen pegas dua titik nodal dengan kekakuan pegas yang konstan (kekakuan normal). Elemen ini dapat menerima gaya tarik (untuk jangkar) 3-21
MANUAL ACUAN maupun gaya tekan (untuk pengaku atau strut). Baik gaya tarik maupun gaya tekan pada jangkar dapat dibatasi untuk memodelkan keruntuhan dari jangkar maupun pengaku. Sifat dari jangkar dapat dimasukkan pada basis data material untuk jangkar (Bab 3.5.5). Elemen jangkar dapat diaktifkan, dinonaktifkan atau diberi gaya prategang dalam tahapan perhitungan dengan menggunakan Tahapan konstruksi dalam kotak Masukan pembebanan. 3.3.7
JANGKAR UJUNG TETAP
Jangkar ujung tetap merupakan pegas yang digunakan untuk memodelkan ikatan pada sebuah titik tertentu. Jangkar jenis ini dapat dipilih dari sub-menu Geometri atau dengan memilih tombol untuk jangkar ini pada toolbar. Salah satu contoh penggunaan jangkat ujung tetap adalah untuk memodelkan pengaku horisontal atau penyangga (strut) pada dinding turap seperti ditunjukkan pada Gambar 3.6. Jangkar ujung tetap harus terhubung pada suatu titik geometri tertentu, tetapi tidak harus pada titik yang telah ada. Jangkar ujung tetap ditampilkan sebagai huruf 'T' yang diputar ( ─┤). Panjang dari simbol 'T' yang tergambar tidak mempunyai arti fisik apapun. Secara pra-pilih, sebuah jangkar ujung tetap akan menunjuk pada arah-x positif, yaitu membentuk sudut nol pada bidang x-y. Dengan klik-ganda pada simbol 'T' maka jendela sifat-sifat untuk jangkar ujung tetap akan muncul dimana sudut dari jangkar dapat diubah. Sudut ini didefinisikan pada arah yang berlawanan dengan arah jarum jam, dimulai dari sumbu-x positif menuju ke sumbu-y. Selain sudut, panjang ekivalen juga dapat dimasukkan dalam jendela sifat-sifat tersebut. Panjang ekivalen didefinisikan sebagai jarak antara titik koneksi jangkar dan titik fiktif dalam arah longitudinal dari jangkar jika diasumsikan tidak terjadi perpindahan. Jangkar ujung tetap merupakan elemen pegas satu titik nodal dengan kekakuan pegas yang konstan (kekakuan normal). Ujung lain dari pegas (didefinisikan oleh panjang ekivalen dan arah tertentu) adalah tetap. Sifat dari jangkar dapat dimasukkan pada basis data material untuk jangkar (Bab 3.5.5). Elemen jangkar ujung tetap dapat diaktifkan, dinonaktifkan atau diberi gaya prategang dalam tahapan perhitungan dengan menggunakan Tahapan konstruksi dalam kotak Masukan pembebanan. 3.3.8
TEROWONGAN
Pilihan terowongan dapat digunakan untuk menggambarkan penampang melintang terowongan berbentuk lingkaran maupun bentuk lainnya pada model geometri. Sebuah penampang melintang dari terowongan terdiri dari lengkungan-lengkungan dan garis-garis yang dapat dilengkapi dengan dinding (lining) serta antarmuka. Penampang melintang dari terowongan dapat disimpan sebagai suatu obyek dalam hard disk (sebagai suatu berkas dengan perluasan .TNL) dan dapat digunakan dalam proyek yang lain. Pilihan terowongan dapat dipilih dari sub-menu Geometri atau dari toolbar.
3-22
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN
Perancang terowongan Saat pilihan terowongan digunakan, maka jendela masukan untuk Perancang terowongan akan muncul.
Gambar 3.14 Perancang terowongan dengan bentuk terowongan standar Perancang terowongan memuat hal-hal berikut (Gambar 3.14) : Menu terowongan
Menu dengan pilihan untuk membuka dan menyimpan obyek terowongan serta untuk mengatur atribut terowongan.
Toolbar
Barisan tombol-tombol untuk mengatur atribut terowongan dengan cepat
Tampilan
Area dimana penampang melintang terowongan ditampilkan
Mistar
Mistar menunjukkan dimensi dari terowongan. Koordinat awal dari sumbu koordinat lokal dari sistem akan digunakan sebagai titik acuan untuk menempatkan terowongan dalam model geometri.
Grup segmen
Sebuah kotak untuk memasukan parameter-parameter bentuk serta atribut dari masing-masing segmen terowongan secara dapat digunakan untuk memilih individual. Tombol segmen yang lain. 3-23
MANUAL ACUAN Parameter lainnya
Lihat penjelasan selanjutnya
Tombol standar
Untuk menerima (OK) atau membatalkan terowongan yang telah dibuat
Bentuk dasar terowongan Saat pilihan terowongan dipilih, maka tombol-tombol toolbar berikut dapat digunakan untuk memilih bentuk dasar terowongan. Seluruh terowongan Separuh terowongan – Bagian kiri Separuh terowongan – Bagian kanan Seluruh terowongan dapat dipilih jika seluruh penampang melintang dari terowongan akan digunakan dalam model geometri. Separuh terowongan digunakan jika model geometri hanya mengikutsertakan separuh sisi simetris saja, dimana garis simetri dari model geometri juga merupakan garis simetri dari terowongan. Tergantung sisi mana yang akan digunakan dalam model geometri, pengguna dapat memilih separuh sisi kanan atau separuh sisi kiri dari terowongan. Separuh terowongan juga dapat digunakan untuk mendefinisikan sisi lengkung dari struktur yang lebih besar seperti tanki penyimpanan bawah tanah. Bagian lain yang lurus dapat ditambahkan dalam bidang gambar dengan menggunakan garis-garis geometri ataupun elemen pelat.
Jenis terowongan : Sebelum menggambarkan penampang melintang dari terowongan, jenis terowongan harus dipilih terlebih dahulu. Pilihan-pilihan yang tersedia adalah : Non-terowongan, Terowongan bor (bored tunnel) dan Terowongan NATM (NATM tunnel). Non-terowongan : Gunakan pilihan ini untuk penggambaran kontur geometri internal yang terdiri dari segmen-segmen yang berbeda dan bukan untuk penggambaran terowongan. Setiap segmen akan didefinisikan oleh sebuah garis (garis lurus) dan sebuah lengkung (garis lengkung atau busur lingkaran) atau sebuah sudut. Terowongan akan terbentuk dari dua buah garis jika nilai positif diberikan untuk parameter Ketebalan. Kedua garis ini akan membentuk klaster tersendiri dengan ketebalan sesuai dengan nilai yang dimasukkan saat memasukkan bentuk tersebut dalam model geometri. Sebuah dinding (lining atau cangkang) dan sebuah antarmuka dapat ditambahkan pada masing-masing segmen pada sisi luar dari dinding tersebut. Terowongan bor : Gunakan pilihan ini untuk menggambarkan terowongan berbentuk lingkaran beserta dinding terowongan yang homogen (berupa
3-24
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN cangkang berbentuk lingkaran) dan sebuah antarmuka pada sisi luar terowongan. Bentuk terowongan secara keseluruhan terdiri dari beberapa segmen yang dapat didefinisikan dengan lengkungan-lengkungan. Karena dinding terowongan berbentuk lingkaran, maka tiap segmen mempunyai jari-jari atau radius yang didefinisikan pada segmen pertama. Bentuk terowongan akan terdiri dari dua buah lingkaran jika parameter Ketebalan bernilai positif. Dengan cara ini dinding terowongan yang tebal dapat dibentuk dari elemen-elemen volumetrik. Dinding terowongan (lining) dianggap homogen dan kontinyu. Karena itu penggunaan data material, pengaktifan atau penonaktifan dinding terowongan dalam tahapan konstruksi hanya dapat dilakukan pada keseluruhan (dan bukan pada masing-masing segmen secara terpisah). Jika dinding diaktifkan, kontraksi dari dinding terowongan (penyusutan) dapat dispesifikasikan untuk memodelkan kehilangan volume akibat proses pemboran terowongan (Bab 4.7.8). Terowongan NATM : Gunakan pilihan ini untuk membuat sebuah terowongan yang terdiri dari dinding terowongan (terdiri dari elemen-elemen pelat) dan antarmuka pada sisi luar terowongan. Terowongan terbentuk oleh beberapa segmen yang berbeda, yang didefinisikan oleh lengkungan-lengkungan. Bentuk terowongan akan terdiri dari dua buah lingkaran jika parameter Ketebalan bernilai positif. Dengan cara ini dinding terowongan yang tebal dapat dibentuk dari elemen-elemen volumetrik. Dimungkinkan juga untuk mengaplikasikan suatu lapisan pada garis kontur luar, misalnya untuk memodelkan kombinasi dari dinding luar (beton semprot sebagai elemen pelat) dan dinding dalam (dinding final sebagai elemen volumetrik).
Dinding terowongan (lining) dianggap tidak kontinyu sehingga penggunaan data material, pengaktifan atau penonaktifan dinding-dinding terowongan dalam tahapan konstruksi dilakukan untuk masing-masing segmen secara individual. Kontraksi (penyusutan) dari dinding terowongan tidak dapat diaplikasikan pada terowongan NATM. Untuk memodelkan deformasi yang terjadi akibat proses penggalaian dan konstruksi pada terowongan NATM disediakan metode perhitungan yang lain (Bab 4.7.6 dan 4.7.11).
Segmen terowongan : Pembuatan penampang melintang suatu terowongan dimulai dengan penentuan batas dalam dari terowongan, yang terdiri dari segmen-segmen. Setiap segmen dapat berupa suatu Lengkung (bagian dari lingkaran, didefinisikan oleh sebuah koordinat awal, jari-jari atau radius dan sudut) atau Garis (berupa garis lurus, didefinisikan oleh sebuah titik awal dan panjang). Selain itu sudut yang tajam juga dapat digunakan, misalnya pada suatu transisi tajam pada sudut inklinasi dari dua buah segmen terowongan yang bersambungan. Saat memulai Perancang terowongan, akan ditampilkan sebuah terowongan standar berbentuk lingkaran yang terdiri dari 6 buah segmen (3 buah untuk separuh terowongan). Segmen pertama dimulai dengan sebuah garis singgung pada titik terendah pada sumbu-y (titik tertinggi untuk separuh kiri), dan bergerak pada arah yang 3-25
MANUAL ACUAN berlawanan dengan arah jarum jam. Posisi dari titik awal pertama ini ditentukan oleh koordinat Pusat dan Radius (jika segmen pertama adalah Lengkung) atau oleh koordinat titik awal (jika segmen pertama adalah Garis). Titik akhir dari segmen pertama ditentukan oleh Sudut (untuk lengkung) atau oleh Panjang (untuk garis).
R2 R2
R1 R1
garis radial
Gambar 3.15 Detil hubungan dua buah segmen terowongan Titik awal untuk segmen berikutnya akan tepat berhimpit dengan titik akhir dari segmen sebelumnya. Garis singgung awal dari segmen berikutnya adalah sama dengan garis singgung akhir dari segmen sebelumnya. Jika kedua segmen berupa busur lingkaran, kedua segmen tersebut akan memiliki garis radial yang sama (normal terhadap segmen terowongan), tetapi tidak harus memiliki radius yang sama (Gambar 3.15). Oleh karena itu, koordinat awal dari segmen berikutnya akan berada pada garis radial dan posisi tepatnya mengikuti radius dari segmen. Jika tangen dari bentuk terowongan pada titik hubung tidak kontinyu, sudut yang tajam dapat dibentuk dengan mengaktifkan pilihan Sudut untuk segmen berikutnya. Dalam kasus ini perubahan tangensial yang tiba-tiba dapat ditentukan dengan parameter Sudut. Radius dan sudut dari segmen terowongan yang terakhir secara otomatis akan ditentukan sedemikian rupa sehingga radius terakhir kembali berhimpitan dengan sumbu-y. Untuk pilihan seluruh terowongan, titik awal dari segmen pertama seharusnya akan selalu berhimpitan dengan titik akhir dari segmen terakhir. Hal ini tidak selalu terjamin secara otomatis. Jarak antara titik awal dan titik akhir (dalam satuan panjang) akan didefinisikan sebagai Kesalahan penutup. Kesalahan penutup ini diindikasikan pada baris status dari Perancang terowongan. Penampang melintang dari terowongan yang didefinisikan dengan baik harus memiliki nilai kesalahan penutup sebesar nol. Jika kesalahan penutup yang signifikan terjadi, disarankan untuk memeriksa data segmen dengan cermat. Jumlah segmen akan mengikuti jumlah seluruh sudut segmen. Untuk pilihan seluruh terowongan, jumlah sudut total adalah 360 derajat dan untuk separuh terowongan adalah 180 derajat. Sudut maksimum dari tiap segmen adalah 90.0 derajat. Sudut dari segmen terakhir akan dihitung secara otomatis untuk 3-26
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN menyempurnakan penampang melintang terowongan dan nilainya tidak dapat diubah. Jika sudut dari segmen yang lain diperkecil, maka sudut dari segmen terakhir akan diperbesar dengan nilai yang setara hingga sudut maksimum tercapai. Pengurangan lebih lanjut lagi pada sudut segmen atau dengan memperkecil sudut segmen terakhir akan menghasilkan sebuah segmen baru. Jika sudut dari salah satu segmen diperbesar, maka sudut dari segmen terakhir akan diperkecil secara otomatis. Hal ini dapat menyebabkan eliminasi dari segmen terakhir. Setelah pembuatan penampang melintang dari terowongan selesai, penampang ini dapat disimpan sebagai suatu obyek terowongan dalam hard disk dengan menggunakan pilihan Simpan dari menu Berkas pada jendela Perancang terowongan.
Terowongan simetris : Pilihan Simetris hanya berlaku untuk pilihan seluruh terowongan. Jika pilihan ini digunakan, terowongan akan dibentuk secara simetris sempurna. Prosedur masukan pada kasus ini sama dengan penggunaan separuh terowongan (bagian kanan), dimana bagian kiri dari terowongan akan terbentuk secara otomatis sama dengan bagian kanan.
Terowongan lingkaran : Saat mengubah radius dari salah satu segmen terowongan, terowongan tidak akan berbentuk lingkaran penuh lagi. Untuk membentuk terowongan menjadi lingkaran kembali, pilihan Lingkaran dapat digunakan. Jika pilihan ini digunakan maka seluruh segmen terowongan akan menjadi busur lingkaran dengan radius yang sama. Pada kasus ini radius hanya dapat dimasukkan untuk segmen pertama saja. Pilihan ini aktif secara otomatis jika jenis terowongan yang dipilih adalah terowongan bor.
Menggabungkan terowongan dalam model geometri Setelah meng-klik tombol OK dalam Perancang terowongan maka jendela tersebut akan tertutup dan jendela masukan utama akan ditampilkan kembali. Sebuah simbol terowongan akan menempel pada kursor untuk menekankan bahwa titik acuan untuk terowongan harus ditentukan. Titik acuan ini akan menjadi titik dimana pusat koordinat lokal dari terowongan akan diletakkan. Saat titik acuan ditetapkan dengan meng-klik mouse dalam model geometri atau dengan mengetikkan koordinatnya secara manual pada baris masukan, maka terowongan akan menjadi bagian dari model geometri, dan akan menyebabkan perpotongan-perpotongan dengan garis-garis geometri atau obyekobyek lain yang telah ada.
3-27
MANUAL ACUAN
Mengubah terowongan yang telah ada Terowongan yang telah ada dapat diubah dengan klik-ganda pada titik acuannya atau pada salah satu titik terowongan. Jendela Perancang terowongan akan muncul dan menunjukkan penampang melintang dari terowongan tersebut. Perubahan yang diinginkan sekarang dapat dilakukan. Klik pada tombol OK akan menghapus terowongan yang 'lama' dan menggantikannya dengan terowongan yang 'baru' pada model geometri dengan menggunakan titik acuan sebelumnya. Perhatikan bahwa sifat material yang diberikan pada dinding terowongan sebelumnya harus ditentukan kembali setelah ada perubahan pada terowongan. 3.4
BEBAN DAN KONDISI BATAS
Sub-menu Beban memuat pilihan-pilihan untuk memberikan beban merata, beban garis, beban titik serta perpindahan tertentu dalam model geometri. Beban dan perpindahan tertentu dapat diaplikasikan pada batas model ataupun dalam model. 3.4.1
PERPINDAHAN TERTENTU
Perpindahan tertentu merupakan kondisi istimewa yang dapat diberikan pada suatu model untuk mengatur perpindahan dari suatu titik tertentu. Perpindahan tertentu dapat dipilih dari sub-menu Beban atau dengan meng-klik tombol yang bersangkutan pada toolbar. Masukan Perpindahan tertentu dalam model geometri serupa dengan penggambaran garis geometri (Bab 3.3.1). Secara pra-pilih, nilai masukan dari perpindahan tertentu telah diatur sedemikian rupa sehingga komponen perpindahan vertikal adalah sebesar satu satuan dalam arah vertikal negatif (uy = -1) dan perpindahan horisontal dalam kondisi bebas. Nilai masukan dari perpindahan tertentu dapat diubah dengan klik-ganda pada garis geometri yang diinginkan dan memilih Perpindahan tertentu dari pilihan dalam kotak dialog. Jendela perpindahan tertentu akan muncul dimana nilai perpindahan tertentu dari kedua ujung garis geometri dapat diubah. Distribusi yang terjadi adalah selalu linier sepanjang garis. Nilai masukan harus berada dalam rentang [-9999, 9999]. Pada kasus dimana salah satu arah perpindahan tertentu sedangkan arah yang lain bebas, gunakan check box dalam kotak Arah bebas untuk menetapkan arah yang bebas. Tombol Tegak lurus dapat digunakan untuk menetapkan perindahan tertentu sebesar satu satuan dalam arah tegak lurus terhadap garis geometri yang dipilih. Untuk garis geometri internal, perpindahan adalah tegak lurus terhadap sisi kanan dari garis geometri (garis terbentuk dari titik pertama ke titik kedua). Untuk garis geometri pada batas model, arah perpindahan adalah masuk kedalam model. Pada garis geometri dimana perpindahan tertentu dan beban diaplikasikan secara bersamaan, perpindahan tertentu mempunyai prioritas analisis lebih dahulu dalam proses perhitungan, kecuali jika perpindahan tertentu tidak diaktifkan. Tetapi jika perpindahan tertentu diaplikasikan pada garis dengan kondisi perletakan berupa jepit, maka kondisi perletakan akan mempunyai prioritas yang lebih tinggi, sehingga perpindahan pada garis
3-28
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN ini akan tetap bernilai nol. Karena itu penggunaan perpindahan tertentu pada garis dengan kondisi perletakan seperti ini tidak akan berguna. Meskipun nilai masukan untuk perpindahan tertentu dapat diberikan dalam model geometri, nilai aktual yang diaplikasikan selama perhitungan dapat diubah dengan menggunakan Tahapan konstruksi (Bab 4.7.4). Seluruh perpindahan tertentu yang diaplikasikan dalam model juga dapat ditingkatkan secara menyeluruh dengan menggunakan faktor pengali beban Mdisp dan ΣMdisp (Bab 4.8.1). Dalam proses perhitungan, reaksi gaya yang terjadi akibat perpindahan tertentu yang diberikan pada arah-x dan y dihitung dan disimpan sebagai keluaran (Gaya-X, Gaya-Y).
Gambar 3.16 Jendela masukan untuk perpindahan tertentu 3.4.2
KONDISI JEPIT
Kondisi jepit merupakan perpindahan tertentu yang bernilai nol. Kondisi ini dapat diaplikasikan pada garis geometri maupun pada titik geometri. Kondisi perletakan dapat dipilih dari sub-menu Beban. Dalam pembuatan model geometri, kondisi jepit dibedakan Jepit horisontal (ux = 0) dan Jepit vertikal (uy = 0). Pengguna juga dapat memilih Jepit penuh, yaitu kombinasi dari keduanya (ux = 0, uy = 0).
Gambar 3.17 Pemodelan suatu pintu tingkap dengan menggunakan antarmuka
3-29
MANUAL ACUAN
Perpindahan tertentu dan antarmuka Untuk menerapkan perbedaan atau transisi yang tajam pada perpindahan-perpindahan tertentu atau antara perpindahan tertentu dan kondisi jepit (misalnya untuk memodelkan masalah pintu tingkap; Gambar 3.17), perlu digunakan antarmuka pada titik transisi yang tegak lurus terhadap garis geometri. Maka ketebalan zona transisi antara dua buah perpindahan yang berbeda akan bernilai nol. Jika tidak digunakan antarmuka maka transisi akan terjadi di dalam salah satu elemen yang terhubung pada titik transisi, sehingga zona transisi akan ditentukan berdasarkan tebal elemen, yang kemudian akan menyebabkan zona transisi yang sangat lebar dan tidak realisitis. 3.4.3
KONDISI BATAS STANDAR
Saat memilih Kondisi batas standar dari sub-menu Beban atau dengan mengklik tombol yang bersangkutan pada toolbar, PLAXIS secara otomatis akan menerapkan kondisi batas umum pada model geometri. Kondisi batas dibentuk berdasarkan beberapa aturan berikut : •
Setiap garis geometri vertikal dengan koordinat x sama dengan nilai terendah atau tertinggi dari koordinat x dalam model geometri akan menerima kondisi jepit horisontal (ux = 0).
•
Setiap garis geometri horisontal dengan koordinat y sama dengan nilai terendah dari koordinat y dalam model geometri akan menerima jepit penuh (ux = uy = 0).
•
Elemen pelat yang menerus hingga berada pada batas dari model geometri akan menerima kondisi rotasi tetap pada titik yang berada tepat di batas model (θz = 0) jika pada titik tersebut terdapat paling tidak sebuah arah perpindahan yang terjepit.
Kondisi batas standar dapat digunakan dengan cepat dan mudah untuk berbagai aplikasi praktis yang sering dijumpai. 3.4.4
BEBAN MERATA
Penggambaran beban merata dalam model geometri serupa dengan penggambaran garis geometri (Bab 3.3.1). Tersedia dua buah sistem beban (A dan B) untuk kombinasi berbagai beban merata maupun beban terpusat. Sistem beban A dan B dapat diaktifkan secara independen. Beban merata untuk sistem A maupun B dapat dipilih dari sub-menu Beban atau dengan meng-klik tombol yang bersangkutan dalam toolbar. Nilai masukan dari suatu beban merata diberikan dalam satuan gaya per satuan luas (misalnya kN/m2). Beban merata dapat terdiri dari komponen x dan/atau komponen y. Secara pra-pilih, saat mengaplikasikan beban dalam model geometri, beban tersebut akan menjadi suatu satuan tegangan yang bekerja tegak lurus terhadap garis beban. Nilai masukan dari suatu beban dapat diubah dengan klik-ganda pada garis geometri dimana beban garis berada dan memilih sistem beban yang diinginkan dari pilihan dalam kotak dialog yang muncul. Jendela beban merata kemudian akan ditampilkan dimana nilai dari dua buah komponen beban (arah x dan arah y) untuk masing-masing titik ujung garis 3-30
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN geometri yang ditinjau dapat diubah. Distribusi beban merata selalu linier sepanjang beban garis. Meskipun nilai masukan dari beban merata dapat ditentukan langsung dalam model geometri, namun nilai aktual yang diaplikasikan dalam suatu perhitungan dapat diubah dalam Tahapan konstruksi (Bab 4.7.3). Komposisi beban yang ada juga dapat diubah secara menyeluruh dengan menggunakan faktor pengali beban MloadA (atau ΣMloadA) untuk sistem beban A dan MloadB (atau ΣMloadB) untuk sistem beban B (Bab 4.8.1).
Gambar 3.18 Jendela masukan untuk beban merata Pada garis geometri dimana perpindahan tertentu dan beban merata diaplikasikan secara bersamaan, maka perpindahan tertentu mempunyai prioritas yang lebih tinggi dalam proses perhitungan jika perpindahan tertentu tersebut diaktifkan. Karena itu aplikasi beban merata pada garis dengan perpindahan tertentu yang sepenuhnya aktif akan menjadi tidak berguna. Jika hanya satu arah perpindahan saja yang ditentukan aktif sedangkan arah yang lain dalam kondisi bebas, maka beban merata dapat diaplikasikan pada arah bebas tersebut. 3.4.5
BEBAN TERPUSAT
Pilihan ini digunakan untuk membentuk beban-beban titik, yang sesungguhnya merupakan beban garis dalam arah keluar dari bidang gambar. Nilai masukan dari beban terpusat diberikan dalam satuan gaya per satuan panjang (misalnya kN/m). Dalam model axi-simetri, beban terpusat merupakan beban garis yang bekerja pada busur lingkaran sebesar 1 radian. Dalam kasus ini nilai masukan yang diberikan tetap dalam satuan gaya per satuan panjang, kecuali jika beban terpusat diletakkan pada x = 0. Pada kasus axi-simetri dengan beban terpusat pada x = 0, beban terpusat tersebut memodelkan beban terpusat yang sebenarnya dan nilai masukan diberikan dalam satuan gaya (misalnya kN, walaupun jendela masukan masih menunjukkan kN/m). Perhatikan bahwa gaya yang diberikan dalam model axi-simetri tetap hanya bekerja pada busur lingkaran sebesar 1 radian saja. Untuk menghitung nilai masukan yang ditentukan dari kondisi sebenarnya, beban terpusat yang sebenarnya harus dibagi dengan 2π untuk memperoleh nilai masukan dari beban terpusat pada sumbu model axi-simetri.
3-31
MANUAL ACUAN Penggambaran beban terpusat maupun beban merata dalam model geometri adalah serupa dengan penggambaran titik-titik geometri (Bab 3.3.1). Dua buah sistem beban (A dan B) tersedia untuk digunakan dalam kombinasi dari berbagai beban merata, beban garis dan beban terpusat. Sistem beban A dan B dapat diaktifkan secara independen. Beban terpusat untuk sistem beban A atau B dapat dipilih dari sub-menu Beban atau dengan meng-klik tombol yang bersangkutan dalam toolbar. Nilai masukan dari beban terpusat (atau beban garis) diberikan dalam satuan gaya per satuan panjang (misalnya kN/m). Beban terpusat dapat terdiri dari komponen beban dalam arah x dan y. Secara pra-pilih, saat mengaplikasikan beban terpusat, beban tersebut akan bernilai sebesar satu satuan dalam arah y negatif. Nilai masukan dari beban dapat diubah dengan klik-ganda pada titik beban tertentu dan memilih sistem beban yang diinginkan dari pilihan dalam kotak dialog. Sebuah jendela beban terpusat akan terbuka dimana kedua komponen beban kemudian dapat diubah. Meskipun nilai masukan dari beban terpusat dapat ditentukan langsung dalam model geometri, namun nilai aktual yang diaplikasikan dalam suatu perhitungan dapat diubah dalam Tahapan konstruksi. Komposisi beban yang ada juga dapat diubah secara menyeluruh dengan menggunakan faktor pengali beban MloadA (atau ΣMloadA) untuk sistem beban A dan MloadB (atau ΣMloadB) untuk sistem beban B (Bab 4.8.1).
Gambar 3.19 Jendela masukan untuk beban terpusat Pada suatu bagian dari model geometri dimana perpindahan tertentu dan beban terpusat diaplikasikan secara bersamaan, maka perpindahan tertentu mempunyai prioritas yang lebih tinggi dalam proses perhitungan jika perpindahan tertentu tersebut diaktifkan. Karena itu aplikasi beban terpusat pada suatu garis dengan perpindahan tertentu yang sepenuhnya aktif akan menjadi tidak berguna. Jika hanya satu arah perpindahan saja yang ditentukan aktif sedangkan arah yang lain dalam kondisi bebas, maka beban terpusat dapat diaplikasikan pada arah bebas tersebut. 3.4.6
ROTASI TETAP
Rotasi tetap digunakan untuk mencegah terjadinya derajat kebebasan rotasi dari suatu pelat pada arah mengelilingi sumbu x. Setelah memilih Rotasi tetap dari sub-menu Beban atau dengan meng-klik tombol yang bersangkutan dalam toolbar, titik-titik geometri dimana rotasi tetap akan diaplikasikan dapat ditentukan (dengan menggunakan mouse). Hal ini hanya dapat dilakukan pada elemen pelat, tetapi 3-32
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN tidak harus pada titik geometri yang telah ada. Jika sebuah titik di dalam pelat dipilih, sebuah titik geometri baru akan terbentuk. Rotasi tetap yang telah ada dapat dihapus dengan memilih rotasi tetap tersebut dalam model geometri dan menekan tombol pada papan ketik. 3.4.7
DRAINASE
Elemen drainase digunakan untuk menentukan garis-garis dalam model geometri dimana tekanan air pori (berlebih) diatur agar bernilai nol. Pilihan ini hanya relevan untuk analisis konsolidasi atau untuk perhitungan aliran air dalam tanah. Elemen Drainase dapat dipilih dari sub-menu Geometri atau dengan meng-klik tombol yang bersangkutan dalam toolbar. Penggambaran drainase dalam model geometri serupa dengan penggambaran garis geometri (Bab 3.3.1). Dalam analisis konsolidasi, nilai tekanan air pori berlebih pada setiap titik nodal dalam elemen-elemen drainase yang diaktifkan diatur menjadi nol, sedangkan dalam analisis aliran air dalam tanah, nilai tekanan air pori aktif menjadi nol. Elemen drainase dapat diaktifkan atau dinonaktifkan dalam tahapan perhitungan dengan menggunakan Tahapan konstruksi dalam kotak Masukan pembebanan. 3.4.8
SUMUR
Elemen sumur digunakan untuk menentukan titik-titik dalam model geometri dimana debit aliran tertentu dikeluarkan dari massa tanah atau dimasukkan ke dalam massa tanah. Pilihan ini hanya relevan untuk perhitungan aliran air dalam tanah. Elemen Sumur dapat dipilih dari sub-menu Geometri atau dengan meng-klik tombol yang bersangkutan dalam toolbar. Penggambaran sumur dalam model geometri serupa dengan penggambaran jangkar ujung tetap tetapi tidak harus pada garis geometri yang telah ada. Setelah menggambarkan sumur, debit aliran dari sumur dapat ditentukan dengan klikganda pada elemen sumur pada model geometri. Hal ini mungkin membutuhkan pembesaran (zoom) area gambar di lokasi sumur tersebut. Sebuah jendela sumur akan muncul. Dalam jendela ini nilai debit aliran dapat ditentukan dalam satuan volume per satuan waktu per satuan panjang dalam arah keluar dari bidang gambar. Elemen sumur juga dapat dipilih untuk berfungsi untuk memodelkan Penyedotan atau pemompaan air keluar dari tanah (debit aliran positif) atau untuk memodelkan Infiltrasi atau pemompaan air ke dalam tanah (debit aliran negatif). Sebelum melakukan perhitungan aliran air dalam tanah, elemen-elemen sumur dapat diaktifkan atau dinonaktifkan (Bab 3.9.1). 3.5
SIFAT-SIFAT MATERIAL
Dalam PLAXIS, sifat-sifat material tanah dan sifat-sifat material dari elemen struktur disimpan dalam kumpulan data material. Ada empat jenis data material yang berbeda, 3-33
MANUAL ACUAN yaitu data tanah & antaramuka, pelat, antarmuka dan jangkar. Seluruh kumpulan data disimpan dalam basis data material. Kumpulan data yang telah tersimpan dalam basis data dapat digunakan pada klaster tanah atau obyek struktural dalam model geometri.
Basis data dengan kumpulan data material Basis data material dapat diaktifkan dengan memilihnya dari sub-menu Material atau dengan meng-klik tombol Material pada toolbar. Jendela material kan muncul dan menunjukkan basis data proyek. Basis data proyek memuat kumpulan material untuk proyek tersebut. Untuk proyek baru maka basis data proyek masih dalam keadaan kosong. Selain basis data proyek, tersedia pula basis data global. Basis data global dapat digunakan untuk menyimpan kumpulan data material dalam suatu direktori global yang kemudian dapat digunakan untuk saling bertukar kumpulan data dari proyek-proyek yang berbeda. Basis data global dapat dilihat dengan meng-klik tombol Global di bagian atas jendela. Jendela tersebut kemudian akan melebar menjadi seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 3.20. Pada kedua sisi dari jendela tersebut (Basis data proyek dan Basis data global) terdapat dua buah listbox dan sebuah 'diagram pohon' atau tree view. Dari listbox di sebelah kiri, Jenis kumpulan data dapat dipilih. Jenis kumpulan data menentukan kumpulan data material yang ingin ditampilkan dalam tree view (Tanah & antarmuka, Pelat, Geogrid dan Jangkar). Kumpulan data dalam tree view diidentifikasi oleh nama yang dimasukkan oleh pengguna. Untuk kumpulan data Tanah & antarmuka, seluruh kumpulan data dapat diurutkan sesuai dengan kriteria yang tersedia, yaitu model material, jenis material atau sesuai dengan nama dari kumpulan data. Salah satu kriteria urutan dapat dipilih dalam listbox Urutan kelompok. Pilihan Tidak ada dapat digunakan untuk mengabaikan urutan kelompok. Tombol-tombol kecil di antara kedua tree view tersebut (> dan <) dapat digunakan untuk menyalin kumpulan data secara individual dari basis data proyek ke dalam basis data global dan sebaliknya. Tombol >> digunakan untuk menyalin seluruh kumpulan data dari basis data proyek ke dalam basis data global. Di bawah tree view dari basis data global terdapat tiga buah tombol. Tombol Buka digunakan untuk membuka basis data berisi kumpulan data material yang telah ada (yaitu berkas dengan perluasan .MDB), yang kenudian digunakan sebagai basis data global. Tombol Hapus digunakan untuk menghapus kumpulan data material yang dipilih dari basis data global. Tombol Baru digunakan untuk membuat dan menyimpan basis data global baru dengan kumpulan data material sebagai basis data yang terpisah. Secara pra-pilih, basis data global untuk tanah dan antarmuka memuat kumpulan data dari seluruh latihan dan berada dalam berkas bernama 'Soildata.MDB' yang berada di bawah subdirektori DB dalam direktori program PLAXIS. Basis data global untuk pelat (atau balok), geogrid (atau geotekstile) dan jangkar juga disimpan dalam subdirektori yang sama masing-masing dengan nama berkas 'Beams.MDB', 'Geotex.MDB' dan 'Anchors.MDB'. Tombol-tombol di bawah tree view dari basis data proyek digunakan untuk melihat, membuat, mengubah, menyalin dan menghapus kumpulan data. Kumpulan data baru 3-34
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN dapat dibuat dengan meng-klik tombol Baru. Sebuah jendela akan muncul dimana sifat material atau parameter dari model dapat dimasukkan. Isian pertama yang harus selalu dimasukkan adalah Identifikasi yang merupakan nama kumpulan data yang diberikan sendiri oleh pengguna. Setelah menyelesaikan pengisisan seluruh isian, kumpulan data tersebut akan muncul dalam tree view, diindikasikan oleh namanya sesuai dengan Identifikasi. Kumpulan data yang telah ada dapat diubah dengan memilihnya dalam tree view basis data proyek dan meng-klik tombol Edit. Dengan memilih kumpulan data yang telah ada dan meng-klik tombol Salin maka sebuah kumpulan data baru akan terbentuk dimana seluruh parameter didalamnya sama dengan kumpulan data yang disalin tersebut. Jika suatu kumpulan data sudah tidak dibutuhkan lagi, kumpulan data tersebut dapat dihapus dengan memilihnya dan menekan tombol Hapus. Dalam situasi dimana basis data proyek tidak dapat diubah (misalnya dalam modus penentuan kondisi awal dan modus tahapan konstruksi), tombol Edit akan digantikan dengan tombol Lihat. Kumpulan data yang telah ada dapat dilihat dengan meng-klik tombol ini.
Gambar 3.20 Jendela kumpulan material yang menunjukkan basis data proyek dan global 3.5.1
PEMODELAN PERILAKU TANAH
Tanah dan batuan cenderung untuk untuk berperilaku sangat tidak linier saat menerima pembebanan. Perilaku tegangan-regangan yang non-linier ini dapat dimodelkan dalam beberapa tingkat pemodelan. Jumlah parameter yang diperlukan akan semakin banyak 3-35
MANUAL ACUAN untuk tingkat pemodelan yang semakin tinggi. Model Mohr-Coulomb yang telah dikenal luas merupakan model pendekatan derajat pertama dari perilaku tanah sesungguhnya. Model elastis-plastis-sempurna ini membutuhkan lima buah parameter dasar berupa modulus Young, E, angka Poisson, ν, kohesi, c, sudut geser, φ, dan sudut dilatansi, ψ. Karena praktisi geoteknik umumnya telah terbiasa dengan lima buah parameter tersebut dan jarang memperoleh data untuk parameter lainnya, maka dalam bab ini perhatian akan dipusatkan pada model tanah ini. PLAXIS juga mendukung beberapa model tanah tingkat lanjut lainnya. Model-model ini dan parameter-parameter yang dibutuhkan akan dibahas dalam Manual Model Material. |σ1-σ3|
|σ1-σ3|
E
2c cos φ + |σ1+σ3| sin φ
1 -ε1
-ε1
εv
εv
1 2 sin ψ 1 - sin ψ
-ε1
-ε1
(1-2ν) 1
(a)
(b)
σ1
Tegangan aksial
ε1
Regangan aksial
σ3
Tegangan keliling konstan
εv
Regangan volumetrik
Gambar 3.21 Hasil uji tipikal triaksial terdrainase (a) dan model elastis-plastis (b)
Parameter dasar dalam hubungannya dengan perilaku tanah Untuk memahami kelima parameter dasar, dapat ditinjau kurva tegangan-regangan tipikal dari uji triaksial terdrainase standar (Gambar 3.21). Mula-mula material akan dikompresi secara isotropik pada tekanan keliling σ3 tertentu. Setelah itu tegangan aksial σ1 akan ditingkatkan sedangkan tegangan radial tetap dijaga konstan. Pada tahap pembebanan ini material tanah umumnya akan menghasilkan kurva seperti ditunjukkan dalam Gambar 3.21a. Peningkatan volume (atau peningkatan regangan volumetrik) adalah umumnya terjadi pada pasir dan seringkali juga dijumpai pada batuan. Gambar 3.21b menunjukkan hasil uji yang telah diubah ke dalam bentuk yang ideal dengan menggunakan model Mohr-Coulomb. Gambar tersebut memberikan indikasi terhadap fungsi dan pengaruh dari kelima parameter dasar dari model. Perhatikan bahwa sudut dilatansi diperlukan untuk memodelkan peningkatan volume yang tidak dapat kembali lagi seperti semula (irreversible).
3-36
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN 3.5.2
KUMPULAN DATA MATERIAL UNTUK TANAH DAN ANTARMUKA
Sifat-sifat material dan parameter dari model untuk klaster tanah dimasukkan dalam kumpulan data material. Sifat-sifat material dari elemen antarmuka akan selalu berhubungan dengan sifat-sifat tanah dan dimasukkan dalam kumpulan data yang sama dengan sifat-sifat tanah. Sebuah kumpulan data untuk tanah dan antarmuka secara umum menggambarkan suatu lapisan tanah tertentu dan dapat diterapkan pada klasterklaster yang bersangkutan dalam model geometri. Nama kumpulan data ditunjukkan dalam jendela sifat untuk klaster. Antarmuka yang ada di dalam atau sepanjang klaster akan mempunyai kumpulan data material yang sama. Hal ini ditunjukkan dalam jendela sifat antarmuka sebagai .
Gambar 3.22 Jendela kumpulan material untuk tanah dan antarmuka (lembar-tab Umum) Beberapa kumpulan data dapat dibuat untuk membedakan beberapa lapisan tanah yang berbeda. Pengguna dapat memberikan identifikasi apapun untuk setiap kumpulan data. Disarankan untuk menggunakan nama yang berguna untuk identifikasi karena setiap kumpulan data akan ditampilkan dalam tree view basis data sesuai dengan identifikasinya. Agar mudah dikenali, digunakan warna yang berbeda untuk setiap kumpulan data. Warna ini juga akan ditampilkan dalam tree view basis data. PLAXIS akan menetapkan warna pra-pilih yang unik untuk setiap kumpulan data, tetapi warna ini dapat diubah oleh pengguna. Perubahan warna dapat dilakukan dengan meng-klik kotak warna di sudut kiri bawah dari jendela kumpulan data. Sifat-sifat dalam kumpulan data dibagi kedalam tiga buah lembar-tab : Umum, Parameter dan Antarmuka. Lembar-tab Umum memuat jenis model tanah, jenis perilaku tanah dan sifat-sifat tanah yang umum seperti berat volume, lembar-tab Parameter memuat parameter kekakuan dan kekuatan dari model tanah yang dipilih, sedangkan
3-37
MANUAL ACUAN Lembar-tab Antarmuka memuat parameter-parameter yang berhubungan dengan sifatsifat antarmuka terhadap sifat-sifat dari tanah. 3.5.3
MODEL MATERIAL
PLAXIS mendukung berbagai model konstitutif untuk memodelkan perilaku dari material tanah maupun material kontinum lainnya. Model-model ini dan parameter-parameternya akan dibahas secara mendetil dalam Manual Model Material. Berikut adalah pembahasan singkat tentang model-model yang tersedia :
Model Linier Elastis : Model ini menyatakan hukum Hooke tentang elastisitas linier isotropis. Model ini meliputi dua buah parameter kekakuan, yaitu modulus Young, E, dan angka Poisson, ν. Model linier elastis sangat terbatas untuk pemodelan perilaku tanah. Model ini terutama digunakan pada struktur-struktur yang kaku dalam tanah.
Model Mohr Coulomb : Model yang sangat dikenal ini digunakan untuk pendekatan awal terhadap perilaku tanah secara umum. Model ini meliputi lima buah parameter, yaitu modulus Young, E, dan angka Poisson, ν, kohesi, c, sudut geser, φ, dan sudut dilatansi, ψ.
Model Jointed Rock : Model ini merupakan model elastis-plastis dimana penggeseran plastis hanya dapat terjadi pada beberapa arah penggeseran tertentu saja. Model ini dapat digunakan untuk memodelkan perilaku dari batuan yang terstratifikasi atau batuan yang memiliki kekar (joint).
Model Hardening Soil : Model ini merupakan model hiperbolik yang bersifat elastoplastis, yang diformulasikan dalam lingkup plastisitas dari pengerasan akibat friksi (friction hardening plasticity). Model ini telah mengikutsertakan kompresi hardening untuk memodelkan pemampatan tanah yang tidak dapat kembali seperti semula (irreversible) saat menerima pembebanan yang bersifat kompresif. Model berderajat dua ini dapat digunakan untuk memodelkan perilaku tanah pasiran, kerikil serta jenis tanah yang lebih lunak seperti lempung dan lanau.
3-38
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN
Model Soft Soil : Model ini merupakan model Cam-Clay yang digunakan untuk memodelkan perilaku tanah lunak seperti lempung terkonsolidasi normal dan gambut. Model ini paling baik digunakan untuk situasi kompresi primer.
Model Soft Soil Creep : Model ini merupakan model berderajat dua yang diformulasikan dalam lingkup viskoplastisitas. Model ini dapat digunakan untuk memodelkan perilaku tanah lunak yang bergantung pada waktu (time-dependent) seperti lempung terkonsolidasi normal dan gambut. Model ini telah mengikutsertakan kompresi logaritmik.
Model tanah dari Pengguna : Dengan pilihan ini maka pengguna dapat menggunakan model-model konstitutif lain diluar model-model standar dalam PLAXIS. Penjelasan detil dari fasilitas ini diberikan dalam Manual Model Material.
Jenis perilaku material – Jenis material Pada prinsipnya, seluruh parameter model dalam PLAXIS bertujuan untuk menyatakan respos tanah dalam kondisi tegangan efektif, yaitu hubungan antara tegangan dan regangan yang terjadi pada butiran-butiran tanah. Hal penting dalam tanah adalah keberadaan air pori. Tekanan air pori secara siginifikan akan mempengaruhi respon dari tanah. PLAXIS menyediakan pilihan berupa tiga buah jenis perilaku untuk setiap model tanah sebagai berikut :
Perilaku terdrainase : Dengan menggunakan pilihan ini maka tekanan air pori berlebih tidak akan dibentuk sama sekali. Perilaku ini jelas untuk diterapkan pada kasus tanah-tanah kering, kasus dimana terjadi drainase penuh akibat permeabilitas yang tinggi (tanah pasiran) dan juga pada kasus dimana kecepatan pembebanan sangat rendah. Pilihan ini juga dapat digunakan untuk memodelkan perilaku jangka panjang dari tanah tanpa perlu memodelkan sejarah dari pembebanan tak terdrainase maupun konsolidasi.
Perilaku tak terdrainase : Pilihan ini digunakan untuk pembentukan tekanan air pori berlebih secara penuh. Aliran air pori terkadang dapat diabaikan karena permeabilitas yang sangat rendah (tanah lempungan) atau akibat kecepatan pembebanan yang sangat tinggi. Seluruh klaster yang dispesifikasikan sebagai tak terdrainase akan benar-benar bersifat tak terdrainase, meskipun klaster atau sebagaian dari klaster tersebut berada di atas garis freatik. 3-39
MANUAL ACUAN Perhatikan bahwa parameter-parameter efektif dari model yang harus dimasukkan adalah E′, ν′, c′ φ′ dan bukannya Eu, νu, cu (su), φu. Selain kekakuan dan kekuatan dari butiran tanah, PLAXIS menambahkan kekakuan bulk (bulk stiffness) dari air serta membedakan antara tegangan total, tegangan efektif dan tekanan air pori berlebih : Tegangan total :
Δp = Ku ⋅ Δεv
Tegangan efektif :
Δp' = (1 – B) ⋅ Δp = K′ ⋅ Δεv
Tekanan air pori berlebih : Δpw = B ⋅ Δp = Kw / n ⋅ Δεv Disini Δp merupakan perubahan atau peningkatan tegangan rata-rata total, Δp′ adalah peningkatan tegangan rata-rata efektif dan Δpw merupakan peningkatan tekanan air pori berlebih. B adalah nilai-B dari Skempton, yang menyatakan proporsi peningkatan tegangan rata-rata total terhadap peningkatan tekanan air pori berlebih. Ku adalah modulus bulk tak terdrainase, K′ adalah modulus dari butiran tanah, Kw adalah modulus bulk dari air pori, n adalah porositas dari tanah dan Δεv adalah peningkatan regangan volumetrik. Untuk perilaku tak terdrainase PLAXIS tidak menggunakan modulus bulk yang realistik dari air, karena hal ini akan menyebabkan kondisi yang buruk (illconditioning) terhadap matriks kekakuan serta masalah numerik. Sebenarnya, kekakuan total terhadap kompresi isotropik dari tanah dan air, secara pra-pilih, didasarkan pada modulus bulk tak terdrainase secara implisit : Ku =
2 ⋅ G ⋅ (1 + ν u ) E' dan νu = 0.495 dimana G = 3 ⋅ (1 − 2 ⋅ν u ) 2 ⋅ (1 + ν ' )
Hal ini akan mengakibatkan air pori menjadi bersifat sedikit kompresibel serta nilai-B menjadi sedikit di bawah 1.0. Karena itu, dalam pembebanan isotropik beberapa persen dari beban akan diterima sebagai tegangan efektif, paling tidak untuk nilai yang rendah dari angka Poisson. Untuk perilaku material yang tak terdrainase, angka Poisson efektif harus lebih kecil dari 0.35. Penggunaan angka Poisson yang lebih tinggi mempunyai arti bahwa air tidak akan cukup kaku terhadap butiran tanah. Nilai pra-pilih dari angka Poisson tak terdrainase, νu, dapat diganti dengan masukan manual terhadap nilai-B Skempton dalam jendela parameter MohrCoulomb tingkat lanjut (untuk lebih detil lihat pembahasan Parameter-B dari Skempton pada bagian Parameter Mohr-Coulomb tingkat lanjut).
Perilaku tidak porous : Dengan menggunakan pilihan ini maka baik tekanan air pori awal maupun tekanan air pori berlebih tidak akan diperhitungkan sama sekali pada klasterklaster dengan jenis perilaku ini. Aplikasi dari perilaku ini adalah pada pemodelan material beton atau untuk perilaku obyek struktural. Perilaku Tidak
3-40
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN porous sering dikombinasikan dengan penggunaan Model linier elastis. Masukan berupa berat isi jenuh dan permeabilitas adalah tidak relevan untuk material tanpa-pori. Jenis material tanpa-pori juga dapat diterapkan pada elemen antarmuka. Untuk mencegah terjadinya aliran air melalui dinding turap atau struktur kedap air lainnya, elemen antarmuka disekelilingnya dapat diatur agar mempunyai kumpulan data material yang berbeda dimana jenis material diatur ke Tidakporous.
Berat isi jenuh dan tak jenuh (γsat dan γunsat ) Berat isi jenuh dan tak jenuh mengacu pada berat isi total dari tanah termasuk air yang berada dalam pori-pori. Berat isi tak jenuh γunsat diterapkan pada seluruh material di atas garis freatik dan berat isi jenuh γsat diaplikasikan pada seluruh material yang berada di bawah garis freatik. Berat isi dimasukkan dalam satuan gaya per satuan volume. Untuk material tanpa-pori berat isi tak jenuh sajalah yang relevan, yaitu hanyalah berat isi total saja. Untuk tanah yang mempunyai pori-pori, berat isi tak jenuh tentu akan lebih kecil dibandingkan dengan berat isi jenuhnya. Untuk tanah pasiran misalnya, berat isi jenuh umumnya adalah sekitar 20 kN/m3 sedangkan berat isi tak jenuhnya dapat jauh lebih rendah, tergantung dari derajat saturasi. Perhatikan bahwa tanah pada umumnya tidak pernah berada dalam kondisi yang kering sempurna. Karena itu, disarankan untuk tidak menggunakan berat isi kering dari tanah untuk γunsat. Contohnya, tanah lempung di atas garis freatik mungkin hampir jenuh akibat adanya kapilaritas. Zona lain di atas garis freatik mungkin berada dalam kondisi jenuh sebagian. Walaupun demikian, tekanan air pori di atas garis freatik atau elevasi muka air tanah diatur agar selalu bernilai nol. Dengan asumsi ini maka tegangan tarik akibat kapilaritas tanah diabaikan. Berat tanah diaktifkan oleh parameter ΣMweight dalam perhitungan tegangan awal (Prosedur-K0) (Bab 3.9.3) atau dengan menggunakan Beban gravitasi dalam program Perhitungan.
Permeabilitas (kx dan ky) Permeabilitas mempunyai satuan kecepatan (satuan panjang per satuan waktu). Masukan berupa parameter permeabilitas hanya dibutuhkan untuk analisis konsolidasi dan untuk perhitungan aliran air dalam tanah. Dalam kasus ini penerapan permeabilitas untuk seluruh klaster perlu dilakukan, termasuk lapisan yang hampir kedap air yang dianggap sepenuhnya kedap air. PLAXIS membedakan antara permeabilitas horisontal, kx, dan permeabilitas vertikal, ky, karena beberapa jenis tanah (misalnya gambut) mempunyai perbedaan permeabilitas arah horisontal dan vertikal yang jauh berbeda. Pada kondisi tanah sesungguhnya, berbagai lapisan tanah dapat mempunyai perbedaan permeabilitas yang cukup besar. Walaupun demikian, pengguna harus berhati-hati saat permeabilitas yang sangat rendah dan sangat tinggi digunakan secara bersamaan dalam suatu model elemen hingga, karena hal ini akan menyebabkan permasalahan numerik 3-41
MANUAL ACUAN atau ill-conditioning pada matriks aliran. Untuk memperoleh hasil yang akurat, rasio antara permeabilitas yang tertinggi dan yang terendah dalam geometri tidak boleh melampaui 105. Untuk memodelkan material yang hampir kedap atau impermeabel (misalnya beton atau batuan yang solid) pengguna harus menggunakan nilai permeabilitas yang rendah, relatif terhadap tanah disekitarnya. Umumnya faktor sebesar 1000 telah cukup untuk memperoleh hasil yang memuaskan.
Sifat-sifat tingkat lanjut Tombol Tingkat lanjut pada lembar-tab Umum dapat di-klik untuk memasukkan beberapa sifat tambahan untuk fitur pemodelan tanah tingkat lanjut. Jendela tambahan akan muncul seperti ditunjukkan pada Gambar 3.23. Salah satu dari fitur tingkat lanjut adalah pengikutsertaan perubahan permeabilitas selama analisis konsolidasi berlangsung. Hal ini dapat dilakukan dengan memasukkan nilai yang tepat untuk parameter ck dan angka pori.
Gambar 3.23 Jendela sifat-sifat umum tingkat lanjut
Perubahan permeabilitas (ck) Secara pra-pilih, nilai ck dalam kotak perubahan permeabilitas adalah 1015, yang mempunyai arti bahwa perubahan permeabilitas tidak diperhitungkan. Dengan memasukkan nilai sesungguhnya, permeabilitas tanah akan berubah mengikuti formula : log (k / k0) = Δe / ck dimana Δe adalah perubahan angka pori, k adalah koefisien permeabilitas dalam perhitungan dan k0 adalah nilai masukan dari permeabilitas dalam kumpulan data 3-42
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN (= kx dan ky). Disarankan untuk menggunakan perubahan permeabilitas hanya dalam kombinasi dengan model Soft Soil (Creep). Dalam kasus tersebut nilai ck umumnya berada pada pangkat yang sama dengan indeks kompresi Cc. Untuk model-model tanah yang lain disarankan untuk tetap menggunakan nilai ck sesuai dengan nilai pra-pilihnya.
Angka pori (eawal, emin, emaks) : Angka pori, e, mempunyai hubungan dengan porositas, n ( e = n / (1 – n)). Nilai ini digunakan dalam pilihan-pilihan tertentu. Nilai awal, eawal, adalah angka pori dalam kondisi awal. Angka pori aktual kemudian dihitung dalam tiap tahap perhitungan dari nilai awalnya dan regangan volumetrik Δεv yang terjadi. Selain eawal, nilai minimum, emin, dan nilai maksimum emaks, juga dapat dimasukkan. Nilai-nilai ini berhubungan dengan kepadatan minimum dan maksimum yang dapat dicapai oleh tanah. Saat model Hardening Soil digunakan dengan memasukkan nilai dilatansi tertentu (yang bernilai positif), maka dilatansi yang termobilisasi akan segera diatur menjadi nol segera setelah angka pori maksimum tercapai (hal ini disebut sebagai batas dilatansi). Pilihan ini tidak tersedia pada model-model yang lain. Untuk menghindari batas dilatansi pada model Hardening Soil, pilihan ini dapat dinonaktifkan dalam jendela sifat-sifat umum tingkat lanjut.
Gambar 3.24 Jendela kumpulan data material tanah dan antarmuka (lembar-tab Parameter dalam model Mohr-Coulomb)
3-43
MANUAL ACUAN
Modulus Young (E) PLAXIS menggunakan modulus Young sebagai modulus kekakuan dasar dalam model elastis dan model Mohr-Coulomb, tetapi beberapa modulus alternatif juga ditampilkan. Modulus kekakuan mempunyai satuan tegangan (satuan gaya per satuan luas). Nilai dari parameter kekakuan yang digunakan dalam perhitungan memerlukan perhatian khusus karena banyak material tanah yang telah menunjukkan perilaku non-linier dari awal pembebanan. Dalam mekanika tanah, kemiringan awal kurva tegangan-regangan biasanya disebut sebagai E0 dan modulus sekan (secant modulus) pada 50% kekuatan disebut sebagai E50 (Gambar 3.25). Penggunaan E0 adalah realistis untuk tanah lempung yang terkonsolidasi sangat berlebih dan beberapa batuan dengan rentang perilaku linier elastis yang besar, sedangkan E50 lebih tepat digunakan pada tanah pasiran atau tanah lempung terkonsolidasi normal yang menerima pembebanan. 1
|σ1-σ3| E0
1 E50
regangan -ε1
Gambar 3.25 Definisi E0 dan E50 Pada tanah, baik modulus inisial maupun modulus sekan cenderung untuk meningkat sejalan dengan meningkatnya tekanan keliling. Karena itulah lapisan tanah pada kedalaman yang besar cenderung untuk mempunyai kekakuan yang lebih besar daripada lapisan tanah pada kedalaman yang dangkal. Selain itu, kekakuan juga bergantung pada lintasan tegangan yang dilalui. Kekakuan akan mempunyai nilai yang jauh lebih tinggi pada kasus pelepasan dan pembebanan kembali (unload-reload) dibandingkan pada kasus pembebanan primer. Kekakuan tanah sesuai modulus Young juga umumnya lebih rendah untuk pembebanan teralir dibandingkan saat penggeseran. Oleh karena itu, saat menggunakan modulus kekakuan yang bersifat konstan untuk menyatakan perilaku tanah, pengguna harus menentukan nilai yang sesuai dengan tingkat tegangan yang bekerja serta lintasan tegangan yang akan dilalui. Perhatikan bahwa beberapa perilaku tanah yang tergantung dari tegangan telah diikutsertakan dalam beberapa model tingkat lanjut dalam PLAXIS, yang dibahas dalam manual Model Material. Untuk model MohrCoulomb, PLAXIS menawarkan pilihan khusus untuk menggunakan kekakuan yang semakin meningkat terhadap kedalaman (lihat Parameter tingkat lanjut).
3-44
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN
Angka Poisson (ν) Uji triaksial terdrainase standar dapat menyebabkan tingkat pemampatan volume yang signifikan pada awal pemberian beban aksial sehingga juga akan menghasilkan nilai angka Poisson awal (ν0) yang rendah. Pada beberapa kasus, misalnya pada pelepasan beban, penggunaan nilai awal yang rendah adalah cukup realistis, tetapi umumnya saat menggunakan model Mohr-Coulomb disarankan untuk menggunakan nilai yang lebih tinggi. Penentuan angka Poisson cukup sederhana jika model elastis atau model Mohr-Coulomb digunakan untuk pembebanan grvitasi (dengan meningkatkan ΣMload dari 0 ke 1 pada perhitungan plastis). Untuk pembebanan seperti ini PLAXIS harus memberikan rasio yang realistis dari K0 = σh / σv. Karena kedua model tersebut akan menghasilkan nilai rasio dari σh / σv = ν / (1 – ν) untuk kompresi satu dimensi, maka penentuan angka Poisson yang menghasilkan nilai K0 yang realistis dapat dengan mudah dilakukan. Karena itu nilai ν dievaluasi dengan mencocokkan nilai K0. Hal ini akan dibahas secara ekstensif dalam Lampiran A, yang membahas tentang distribusi tegangan awal. Dalam banyak kasus akan diperoleh nilai ν yang berkisar antara 0.3 dan 0.4. Umumnya, nilai tersebut tidak hanya digunakan pada kompresi satu dimensi, tetapi juga juga dapat digunakan untuk kondisi pembebanan lainnya. Pada kasus perilaku tak terdrainase, disarankan untuk memasukkan angka Poisson efektif dan memilih Tak terdrainase untuk jenis perilaku material. Dengan melakukan hal ini maka PLAXIS secara otomatis akan menambahkan kekakuan bulk dari air pori secara implisit berdasarkan angka Poisson tak terdrainase sebesar 0.495 (lihat pembahasan tentang Perilaku tak terdrainase sebelumnya). Angka Poisson efektif yang dimasukkan untuk kasus ini harus lebih kecil dari 0.35. Penggunaan angka Poisson yang lebih tinggi akan berarti bahwa air tidak cukup kaku dibandingkan dengan butiran tanah dalam memodelkan perilaku tak terdrainase.
Parameter kekakuan alternatif Selain modulus Young, PLAXIS juga dapat menerima modulus kekakuan alternatif, yaitu modulus geser, G, dan modulus Oedometer, Eoed. Modulus-modulus kekakuan ini berhubungan dengan modulus Young sesuai dengan hukum elastisitas isotropis dari Hooke, yang mengikutsertakan angka Poisson, ν : G=
E 2 ⋅ (1 + ν )
Eoed =
(1 − ν ) ⋅ E (1 − 2 ⋅ν ) ⋅ (1 + ν )
Saat memasukkan salah satu dari parameter kekakuan alternatif, PLAXIS akan selalu menggunakan angka Poisson yang dimasukkan untuk menghitung modulus Young.
Kohesi (c) Kekuatan berupa kohesi mempunyai satuan tegangan. PLAXIS dapat menangani pasir non-kohesif (c = 0), tetapi beberapa pilihan akan berjalan kurang baik. Untuk menghindari hal ini, pengguna yang belum berpengalaman disarankan untuk 3-45
MANUAL ACUAN memasukkan nilai yang kecil untuk kohesi (gunakan c > 0.2 kPa). PLAXIS juga memiliki pilihan khusus untuk masukan suatu lapisan tanah dimana nilai kohesi meningkat terhadap kedalaman (lihat Parameter tingkat lanjut).
Sudut geser (φ) Nilai sudut geser, φ (phi), dimasukkan dalam satuan derajat. Sudut geser yang tinggi, seperti pada pasir padat, akan mengakibatkan peningkatan beban komputasi plastis. Waktu komputasi akan meningkat kurang-lebih secara eksponensial terhadap sudut geser. Karena itu, sudut geser yang tinggi sebaiknya dihindari saat melakukan perhitungan awal untuk suatu proyek tertentu. Waktu komputasi cenderung menjadi lama untuk penggunaan sudut geser yang lebih besar dari 35 derajat. tegangan geser
φ
-σ1 -σ3 c
-σ2
-σ3
-σ2
tegangan -σ1 normal
Gambar 3.26 Lingkaran-lingkaran tegangan saat mengalami leleh; satu lingkaran menyentuh garis keruntuhan Coulomb -
- σ3 Gambar 3.27 Selubung keruntuhan dalam ruang tegangan utama untuk tanah non-kohesif 3-46
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN Sudut geser akan menentukan kuat geser seperti ditunjukkan pada Gambar 3.26 dengan menggunakan lingkaran tegangan Mohr. Representasi dari kriteria leleh yang lebih umum ditunjukkan pada Gambar 3.27. Kriteria keruntuhan Mohr-Coulomb telah terbukti lebih baik untuk menyatakan perilaku tanah dibandingkan dengan aproksimasi dari Drucker-Prager, dimana bidang runtuh dari model Drucker-Prager cenderung tidak akurat untuk konfigurasi axi-simetri.
Sudut dilatansi (ψ) Sudut dilatansi, ψ (psi), dinyatakan dalam derajat. Selain tanah lempung yang terkonsolidasi sangat berlebih, tanah lempung cenderung tidak menunjukkan dilatansi sama sekali (yaitu ψ = 0). Dilatansi dari tanah pasir bergantung pada kepadatan serta sudut gesernya. Untuk pasir kwarsa besarnya dilatansi kurang lebih adalah ψ ≈ φ – 30°. Walaupun demikian, dalam kebanyakan kasus sudut dilatansi adalah nol untuk nilai φ kurang dari 30°. Nilai negatif yang kecil untuk ψ hanya realistis untuk tanah pasir yang sangat lepas. Untuk informasi lebih lanjut mengenai hubungan antara sudut geser dan dilatansi, lihat Referensi 3.
Parameter Mohr-Coulomb tingkat lanjut Saat menggunakan model Mohr-Coulomb, tombol Tingkat lanjut dalam lembar-tab Parameter dapat di-klik untuk memasukkan beberapa parameter tambahan yang digunakan untuk fitur pemodelan tingkat lanjut. Sebuah jendela baru seperti ditunjukkan pada Gambar 3.28 akan muncul. Fitur tingkat lanjut terdiri dari peningkatan kekakuan dan peningkatan kohesi terhadap kedalaman serta batas tegangan tarik. Fitur batas tegangan tarik secara pra-pilih telah diaktifkan, tetapi dapat dinonaktifkan jika memang diinginkan.
Gambar 3.28 Jendela parameter Mohr-Coulomb tingkat lanjut 3-47
MANUAL ACUAN
Peningkatan kekakuan (Epeningkatan) : Pada tanah sesungguhnya, kekakuan tanah tergantung pada tingkat tegangan secara siginifikan, yang berarti bahwa kekakuan umumnya akan meningkat terhadap kedalaman. Saat menggunakan model Mohr-Coulomb, kekakuan merupakan suatu konstanta. Untuk memperhitungkan peningkatan kekakuan terhadap kedalaman dapat digunakan Epeningkatan, yaitu peningkatan modulus Young per satuan kedalaman (dinyatakan dalam satuan tegangan per satuan kedalaman). Pada elevasi hingga sebesar yref, nilai kekakuan adalah sebesar modulus Young, Eref, yang dimasukkan dalam lembar-tab Parameter. Nilai aktual dari modulus Young pada titik tegangan yang berada di bawah yref akan diperoleh dari nilai referensi dan Epeningkatan. Perhatikan bahwa dalam perhitungan yang dilakukan, suatu kekakuan yang meningkat terhadap kedalaman bukan merupakan fungsi dari kondisi tegangan.
Peningkatan kohesi (cpeningkatan) : PLAXIS menawarkan pilihan tingkat lanjut untuk masukan dari lapisan tanah lempung dimana kohesi meningkat terhadap kedalaman. Untuk memperhitungkan peningkatan kohesi terhadap kedalaman dapat digunakan cpeningkatan, yaitu peningkatan kohesi per satuan kedalaman (dinyatakan dalam satuan tegangan per satuan kedalaman). Pada elevasi referensi sebesar yref, nilai kohesi adalah sebesar kohesi referensi, cref, yang dimasukkan dalam lembar-tab Parameter. Nilai aktual dari kohesi pada titik tegangan yang berada di bawah yref akan diperoleh dari nilai referensi dan cpeningkatan.
Parameter-B dari Skempton : Jika Jenis material diatur ke Tak terdrainase, PLAXIS secara otomatis akan mengasumsikan modulus bulk tak terdrainase secara implisit, Ku, untuk tanah sebagai suatu kesatuan (butiran atanah + air) dan membedakan antara tegangan total, tegangan efektif dan tekanan air pori berlebih (lihat Perilaku tak terdrainase) : Tegangan total
: Δp = Ku ⋅ Δεv
Tegangan efektif
: Δp′ = (1 – B) ⋅ Δp = K′ ⋅ Δεv
Tekanan air pori berlebih : Δpw = B ⋅ Δp = (Kw / n) ⋅ Δεv Perhatikan bahwa parameter efektif dari model merupakan parameter yang dimasukkan dalam kumpulan data material, yaitu E′, ν′, c′, φ′ dan bukannya Eu, νu, cu (Su), φu. Modulus bulk tak terdrainase akan dihitung secara otomatis oleh PLAXIS dengan menggunakan teori elastisitas dari Hooke : Ku =
3-48
2 ⋅ G ⋅ (1 + ν u ) 3 ⋅ (1 − 2ν u )
dimana
G=
E' 2 ⋅ (1 + ν ' )
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN dan
νu = 0.495
atau
νu =
(saat menggunakan Pengaturan standar)
3 ⋅ν ' + B ⋅ (1 − 2 ⋅ν ' ) 3 − B ⋅ (1 − 2 ⋅ν ' )
(saat menggunakan Pengaturan manual)
Suatu nilai tertentu dari angka Poisson tak terdrainase, νu, akan menghasilkan kekakuan bulk referensi dari air pori, Kw,ref / n : K w ,ref n
= K u − K'
K' =
dimana
E' 3 ⋅ (1 − 2 ⋅ν ' )
Nilai Kw,ref / n ini umumnya lebih kecil dibandingkan dengan kekakuan bulk sesungguhnya dari air saja, Kw0, (sebesar 2⋅106 kN/m2). Jika nilai parameter-B dari Skempton tidak diketahui, tetapi jika diketahui derajat saturasi, S, dan porositas, n, maka kekakuan bulk dari butiran tanah dapat dihitung dari :
Kw K w0 ⋅ K udara 1 = ⋅ 0 n S ⋅ K air + (1 − S ) ⋅ K w n dan Kudara = 200 kN/m2 untuk air yang berada dalam tekanan atmosfer. Nilai parameter-B dari Skempton sekarang dapat dihitung dari rasio kekakuan bulk butiran tanah terhadap kekakuan air pori : B=
1 n ⋅ K' 1+ Kw
dimana
K' =
E' 3 ⋅ (1 − 2 ⋅ν ' )
Batas tegangan tarik : Pada beberapa permasalah praktis, suatu area dengan tegangan tarik dapat terbentuk. Menurut bidang keruntuhan Coulomb seperti ditunjukkan dalam Gambar 3.26, hal ini dapat terjadi jika tegangan geser yang bekerja (dinyatakan oleh radius dari lingkaran Mohr) mempunyai nilai yang cukup kecil. Walaupun demikian, permukaan tanah di dekat parit pada tanah lempung dapat menunjukkan retak tarik (tensile crack). Hal ini menunjukkan bahwa tanah juga dapat mengalami keruntuhan akibat tarik disamping akibat geser. Perilaku ini dapat diikutsertakan dalam perhitungan PLAXIS dengan memilih batas tegangan tarik. Dalam kasus ini tidak diperbolehkan adanya lingkaran Mohr dengan tegangan utama positif (tegangan tarik). Saat mengaktifkan batas tegangan tarik, Kuat tarik dapat dimasukkan. Untuk model Mohr-Coulomb dan model Hardening Soil, batas tegangan tarik telah diaktifkan secara pra-pilih dengan kuat tarik nol.
3-49
MANUAL ACUAN
Kekuatan antarmuka (Rinter) Model elastis-plastis digunakan untuk mendeskripsikan perilaku dari antarmuka untuk pemodelan interaksi tanah-struktur. Kriteria dari Coulomb digunakan untuk membedakan antara perilaku elastis, dimana perpindahan yang kecil dapat terjadi dalam elemen antarmuka, dan perilaku plastis dimana perpindahan permanen dapat terjadi. Agar antarmuka tetap elastis maka tegangan geser τ harus bernilai : ⏐τ⏐ < σn ⋅ tan φi + ci dan untuk perilaku plastis τ adalah : ⏐τ⏐ = σn ⋅ tan φi + ci dimana φi dan ci adalah sudut geser dan kohesi (adhesi) dari antarmuka. Sifat kekuatan dari antarmuka selalu berhubungan dengan sifat-sifat kekuatan dari lapisan tanah. Setiap kumpulan data material tanah memiliki faktor reduksi kekuatan antarmuka (Rinter). Sifatsifat dari antarmuka akan dihitung berdasarkan sifat-sifat kumpulan data tanah yang bersangkutan serta faktor reduksi kekuatan dengan menerapkan aturan-aturan berikut : ci = Rinter ⋅ ctanah tan φi = Rinter ⋅ tan φtanah ≤ tan φtanah
ψi = 0° untuk Rinter < 1, selain itu ψi = ψtanah Selain kriteria tegangan geser dari Coulomb, kriteria batas tegangan tarik seperti dijelaskan di atas juga berlaku pada antarmuka (jika tidak dinonaktifkan) :
σn < σt,i = Rinter ⋅ σt,tanah dimana σt,tanah adalah kuat tarik dari tanah. Kekuatan dari antarmuka dapat diatur dengan menggunakan pilihan-pilihan berikut :
Kaku : Pilihan ini digunakan jika suatu antarmuka tidak mempengaruhi kekuatan dari tanah disekitarnya. Contohnya, antarmuka yang diperpanjang disekitar sudut suatu obyek struktural (Gambar 3.13) tidak ditujukan untuk interaksi tanahstruktur dan seharusnya tidak mereduksi kekuatan. Antarmuka seperti ini harus diatur pada kondisi Kaku (yaitu dengan nilai Rinter = 1.0). Sebagai hasilnya, sifat-sifat dari antarmuka, termasuk sudut dilatansi ψi, akan menjadi sama dengan sifat-sifat dari kumpulan data material, kecuali untuk nilai angka Poisson νi.
3-50
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN
Manual : Jika kekuatan dari antarmuka diatur ke Manual, maka nilai Rinter dapat dimasukkan secara manual. Umumnya, pada interaksi tanah-struktur yang sesungguhnya, antarmuka lebih lemah dan lebih fleksibel dibandingkan dengan lapisan tanah yang bersangkutan, yang berarti bahwa nilai Rinter seharusnya kurang dari 1. Nilai Rinter yang sesuai untuk kasus interaksi antara berbagai jenis tanah dengan struktur dapat ditemukan dalam berbagai literatur. Jika tidak tersedia informasi apapun, dapat diambil asumsi Rinter sebesar 2/3. Nilai Rinter yang lebih besar dari 1 umumnya tidak digunakan.
Gambar 3.29 Jendela kumpulan data material untuk tanah dan antarmuka (lembar-tab Antarmuka) Saat antarmuka bersifat elastis, maka baik gelinciran (gerakan relatif sejajar dengan antarmuka) maupun celah (perpindahan relatif pada arah tegak lurus terhadap antarmuka) dapat terjadi. Besarnya perpindahan-perpindahan tersebut adalah : Celah elastis
=
Gelinciran elastis =
σ KN
τ KS
= =
σ ⋅ ti E oed,i
τ ⋅ ti Gi
3-51
MANUAL ACUAN dimana Gi adalah modulus geser dari antarmuka, Eoed,i adalah modulus kompresi satu dimensi dari antarmuka dan ti adalah ketebalan virtual dari antarmuka, yang dihasilkan pada proses pembuatan antarmuka dalam model geometri. Modulus geser dan modulus kompresi dihubungkan dengan persamaan berikut : Eoed,i = 2 ⋅ Gi ⋅
1 -ν i 1 - 2 ⋅ν i
Gi = Rinter2 ⋅ Gtanah ≤ Gtanah
νi = 0.45 Dari persamaan-persamaan ini terlihat jelas bahwa jika parameter elastis mempunyai nilai yang rendah maka perpindahan elastis akan menjadi sangat besar. Walaupun demikian jika nilai parameter elastis terlalu tinggi maka dapat mengakibatkan illcondition pada perhitungan numerik. Faktor penentu dalam kekakuan adalah ketebalan virtual. Nilai ini secara otomatis ditentukan agar diperoleh kekakuan yang memadai. Pengguna dapat mengubah ketebalan virtual dalam jendela sifat yang muncul setelah klik-ganda pada elemen antarmuka yang diinginkan (Bab 3.3.5).
Ketebalan antarmuka sesungguhnya (δinter) : Ketebalan antarmuka sesungguhnya, δinter, merupakan suatu parameter yang menyatakan
ketebalan sesungguhnya dari zona geser yang terbentuk antara tanah dan struktur. Nilai δinter hanya mempunyai arti penting saat antarmuka digunakan bersamaan dengan model Hardening Soil. Ketebalan virtual dari antarmuka dinyatakan dalam satuan panjang dan umumnya sekitar beberapa kali dari ukuran butiran butiran tanah. Parameter ini digunakan untuk menghitung perubahan angka pori dalam antarmuka saat pilihan batas dilatansi diaktifkan. Pilihan batas dilatansi dalam antarmuka merupakan hal yang penting dalam perhitungan kapasitas tarik dari pondasi tiang.
Antarmuka di bawah atau di sekitar sudut dari struktur : Saat antarmuka diperpanjang di bawah atau di sekitar sudut suatu obyek struktural untuk menghindari osilasi tegangan (Bab 3.3.5), antarmuka yang diperpanjang ini tidak ditujukan untuk memodelkan perilaku interaksi tanah-struktur, tetapi hanya untuk memberikan fleksibilitas yang memadai. Karena itu, saat menggunakan Rinter < 1 untuk elemen-elemen antarmuka pada kasus ini maka reduksi kekuatan yang tidak realistis terjadi pada tanah, yang dapat menyebabkan perilaku tanah yang tidak realistis atau bahkan keruntuhan. Karena itu disarankan untuk membuat kumpulan data yang terpisah dengan Rinter = 1 dan mengaplikasikannya khusus untuk elemen antarmuka yang diperpanjang. Hal ini dapat dilakukan dengan mengaplikasikan kumpulan data material yang sesuai langsung pada elemen antarmuka secara individual (garis terputus-putus) dan bukan pada klaster tanah yang bersangkutan (garis terputus-putus akan berkelip merah dan klaster tanah yang bersangkutan tidak mengalami perubahan warna). Alternatif lain adalah dengan klik-kanan pada elemen antarmuka, pilih Sifat dan kemudian Elemen antarmuka positif atau Elemen antarmuka negatif. Dalam jendela sifat 3-52
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN tekan tombol Ubah, dan kemudian kumpulan data material yang sesuai dapat diaplikasikan pada elemen antarmuka.
Permeabilitas antarmuka : Elemen antarmuka tidak mempunyai permeabilitas tertentu yang dapat diatur, tetapi secara pra-pilih antarmuka diatur pada kondisi yang kedap air atau impermeabel. Pada kondisi ini antarmuka dapat digunakan untuk mencegah aliran air yang tegak lurus terhadap antarmuka dalam analisis konsolidasi atau analisis rembesan, misalnya untuk memodelkan adanya struktur penghalang yang impermeabel. Hal ini dicapai dengan memisahkan derajat kebebasan tekanan air pori dari pasangan titik nodal antarmuka. Di lain pihak, jika antarmuka yang berada dalam jaringan elemen memang dimaksudkan untuk menghindari pengaruh dari antarmuka terhadap aliran air dan distribusi tekanan air pori (berlebih), misalnya pada antarmuka di sekitar titik sudut suatu obyek struktural (Bab 3.3.5). Pada kasus seperti ini elemen antarmuka harus dinonaktifkan dalam modus tekanan air. Hal ini dapat dilakukan dengan melakukan analisis konsolidasi dan analisis rembesan secara terpisah. Untuk antarmuka yang tidak aktif maka derajat kebebasan tekanan air pori dari pasangan titik nodal antarmuka akan dihubungkan secara penuh. Kesimpulan : •
Antarmuka yang aktif adalah sepenuhnya impermeabel (pemisahan derajat kebebasan tekanan air pori dari pasangan titik nodal).
•
Antarmuka yang tidak aktif adalah sepenuhnya permeabel (penyatuan derajat kebebasan tekanan air pori dengan pasangan titik nodal).
Dalam PLAXIS versi sebelumnya, antarmuka dapat mempunyai nilai permeabilitas secara fisik pada arah tegak lurus antarmuka, kn, dan pada arah longitudinal, ks, yang merupakan faktor yang digunakan untuk membuat antarmuka bersifat relatif permeabel atau relatif impermeabel. Pendekatan ini dapat menyebabkan hasil yang tidak memuaskan (terjadi aliran yang signifikan melalui antarmuka ataupun masalah solusi numerik). Mengingat fakta bahwa permeabilitas dari antarmuka adalah murni merupakan sifat numerik dan bukan suatu sifat fisik, maka diputuskan untuk menggunakan pendekatan baru seperti dijelaskan di atas. Pilihan yang tersedia dalam PLAXIS versi sebelumnya untuk mengatur permeabilitas antarmuka ke Terdrainase tidak ada lagi, karena sekarang telah tersedia elemen khusus untuk drainase (Bab 3.4.7). 3.5.4
KUMPULAN DATA MATERIAL UNTUK PELAT :
Elemen pelat digunakan untuk memodelkan perilaku dari dinding yang tipis, pelat atau cangkang yang tipis. Perilaku dari elemen pelat dapat dibedakan antara perilaku elastis dan elastoplastis.
Sifat-sifat kekakuan : Untuk perilaku elastis, kekakuan aksial, EA, dan kekakuan lentur, EI, diperlukan sebagai sifat material. Pada model axi-simetri maupun model regangan bidang, nilai EA dan EI merupakan kekakuan per satuan lebar dalam arah keluar dari bidang gambar. Karena itu, 3-53
MANUAL ACUAN kekakuan aksial, EA, dimasukkan dalam satuan gaya per satuan panjang dan kekakuan lentur, EI, dimasukkan dalam satuan gaya kali satuan panjang kuadrat per satuan panjang. Dari rasio EI terhadap EA, ketebalan ekivalen dari pelat (deq) secara otomatis dihitung dari persamaan : deq = 12 ⋅
EI EA
Uuntuk pemodelan pelat, PLAXIS menggunakan teori balok Mindlin seperti dideskripsikan dalam Referensi 2. Hal ini berarti bahwa selain lentur, deformasi geser pada pelat juga ikut diperhitungkan. Kekakuan geser dari pelat ditentukan dari : Kekakuan geser =
5 ⋅ E ⋅ (d eq ⋅ 1 m ) 5 ⋅ EA = 12 ⋅ (1+ν ) 12 ⋅ (1 +ν )
Hal ini mempunyai implikasi bahwa kekakuan geser ditentukan berdasarkan asumsi bahwa pelat mempunyai potongan melintang berbentuk persegi panjang. Dalam kasus pemodelan dinding yang solid, hal ini memberikan deformasi geser yang benar. Walaupun demikian, pada kasus penggunaan profil baja seperti pada dinding turap, deformasi geser yang dihitung kemungkinan akan bernilai terlalu besar. Hal ini dapat diperiksa dengan mengevaluasi nilai deq. Untuk elemen berupa profil baja, deq setidaktidaknya harus bernilai 10 kali lebih kecil daripada panjang pelat untuk memastikan agar deformasi geser yang terjadi dapat diabaikan.
Angka Poisson Selain parameter kekakuan seperti di atas, juga diperlukan masukan berupa angka Poisson, ν. Untuk struktur tipis dengan profil tertentu atau struktur yang relatif fleksibel dalam arah keluar dari bidang gambar (seperti turap baja), disarankan untuk memasukkan nilai nol untuk angka Poisson. Untuk struktur yang benar-benar masif (seperti dinding beton) akan lebih realistis jika dimasukkan angka Poisson yang sebenarnya sebesar 0.15. Karena pemodelan PLAXIS lebih berupa pelat (yang diperpanjang pada arah keluar dari bidang gambar) daripada berupa balok, maka nilai angka Poisson akan mempengaruhi kekakuan lentur dari pelat sebagai berikut : Nilai masukan kekakuan lentur
EI
Nilai kekakuan lentur yang diamati
EI / (1 – ν2)
Efek angka Poisson yang semakin meningkat diakibatkan oleh tegangan dalam arah keluar dari bidang gambar (σzz) dan fakta bahwa regangan dicegah untuk terjadi pada arah ini.
3-54
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN
Berat Dalam kumpulan data material untuk pelat dapat ditentukan nilai berat dari pelat, yang dimasukkan dalam satuan gaya per satuan luas. Untuk struktur yang relatif masif, pada prinsipnya berat elemen pelat diperoleh dengan mengalikan berat isi material dengan ketebalannya. Perhatikan bahwa dalam model elemen hingga, pelat berada di atas suatu kontinum sehingga 'menimpa' tanah. Untuk menghitung berat total dari tanah dengan struktur secara akurat, maka berat isi material pelat yang dimasukkan harus dikurangi dengan berat isi tanah terlebih dahulu. Berat turap atau sheet-pile (dalam satuan tegangan per satuan luas) umumnya diberikan oleh pihak pembuatnya. Nilai tersebut dapat langsung digunakan karena pada umumnya turap seperti ini hanya menempati volume yang relatif kecil. Berat dari elemen pelat diaktifkan bersamaan dengan berat dari tanah yang diatur oleh parameter ΣMweight.
Parameter kekuatan (plastisitas) Plastisitas dapat diikutsertakan dalam perhitungan dengan menentukan momen lentur maksimum, Mp. Momen lentur maksimum diberikan dalam satuan gaya kali satuan panjang per satuan lebar. Selain momen lentur maksimum, gaya aksial juga dibatasi oleh parameter Np. Gaya aksial maksimum, Np, diberikan dalam satuan gaya per satuan lebar. Saat kombinasi momen lentur dan gaya aksial bekerja pada suatu pelat, maka momen lentur aktual atau gaya aksial dimana plastisitas terjadi akan lebih kecil daripada Mp atau Np. Hubungan antara Mp atau Np ditunjukkan dalam Gambar 3.30. N Np
M Mp
Mp
Np
Gambar 3.30 Kombinasi momen lentur maksimum dan gaya aksial maksimum Bentuk 'berlian' tersebut menyatakan kombinasi batas dari gaya-gaya yang menyebabkan terjadinya plastisitas. Kombinasi gaya di dalam 'berlian' hanya akan menyebabkan terjadinya deformasi elastis saja. Manual Dasar Teori menjelaskan secara detil bagaimana PLAXIS memperhitungkan plastisitas dari elemen pelat. Secara pra-pilih
3-55
MANUAL ACUAN momen maksimum adalah sebesar 1⋅1015 satuan jika jenis material diatur ke elastis (prapilih). Momen lentur dan gaya aksial dihitung pada titik-titik tegangan dari elemen balok (Gambar 3.7). Jika Mp atau Np dilampaui, tegangan akan didistribusikan kembali sesuai dengan teori plastisitas, sehingga nilai maksimum tersebut tetap sesuai dengan teori tersebut. Hal ini akan menyebabkan deformasi plastis yang irreversible atau tidak dapat kembali seperti semula Keluaran dari momen lentur dan gaya aksial akan diberikan dalam tiap titik nodal, sehingga nilai-nilai pada posisi titik-titik tegangan diperoleh melalui suatu ekstrapolasi. Mengingat posisi dari titik-titik tegangan dalam elemen balok, maka nilai momen lentur pada titik nodal dapat sedikit melebihi nilai Mp. Perubahan kumpulan data material dari pelat dapat dilakukan dalam lingkup kerja tahapan konstruksi. Walaupun demikian, penting untuk tidak mengubah rasio dari EI/EA, karena hal tersebut akan menimbulkan gaya yang tidak seimbang (Bab 3.3.2). 3.5.5
KUMPULAN DATA MATERIAL UNTUK GEOGRID
Geogrid merupakan elemen elastis dan fleksibel yang menyatakan material berbentuk lembaran yang fleksibel. Geogrid tidak dapat menerima gaya tekan. Satu-satunya sifat dalam kumpulan data geogrid adalah kekakuan aksial elastis, EA, yang dimasukkan dalam satuan gaya per satuan lebar. Kekakuan aksial, EA, umumnya diberikan oleh pihak pembuat geogrid dan dapat ditentukan dari suatu diagram yang menggambarkan memanjangnya geogrid terhadap gaya yang diberikan dalam arah longitudinal. Kekakuan aksial adalah rasio dari gaya per satuan lebar dan regangan aksial (Δl/l dimana Δl adalah memanjangnya geogrid dan l adalah panjang awalnya). EA =
3.5.6
F Δl l
KUMPULAN DATA MATERIAL UNTUK JANGKAR
Kumpulan data material untuk jangkar dapat berisi sifat-sifat dari jangkar nodal ke nodal maupun jangkar ujung tetap. Dalam kedua kasus tersebut jangkar hanya merupakan sebuah elemen pegas. Sifat utama dari jangkar adalah kekakuan aksial, EA, yang dimasukkan untuk tiap jangkar dalam satuan gaya, dan bukan dalam satuan gaya per satuan lebar dalam arah keluar dari bidang gambar. Untuk menerapkan kekakuan ekivalen per satuan lebar, maka spasi dalam arah keluar dari bidang gambar, Ls, perlu dimasukkan. Jika jenis material dipilih sebagai elastoplastis, dua buah gaya jangkar maksimum, yaitu Fmaks,tarik (gaya tarik maksimum) dan Fmaks,tekan (gaya tekan maksimum) harus dimasukkan dalam satuan gaya (juga untuk tiap jangkar). Dengan cara yang serupa dengan kekakuan, gaya jangkar maksimum juga dibagi dengan jarak keluar bidang gambar untuk memperoleh gaya maksimum yang benar dalam analisis regangan bidang. Jika jenis material diatur ke elastis (pra-pilih), maka gaya maksimum akan menjadi sebesar 1⋅1015 satuan.
3-56
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN Jangkar dapat diberi prategang dalam suatu langkah perhitungan Tahapan konstruksi. Dalam perhitungan ini gaya prategang pada tahap perhitungan tertentu dapat langsung dimasukkan dalam jendela sifat untuk jangkar. Gaya prategang bukan merupakan suatu sifat sehingga tidak dimasukkan dalam kumpulan data jangkar. 3.5.7
APLIKASI KUMPULAN DATA PADA KOMPONEN GEOMETRI
Setelah membuat seluruh kumpulan data material untuk seluruh lapisan tanah dan struktur, kumpulan data material harus diaplikasikan pada seluruh komponen-komponen pada model geometri. Hal ini dapat dilakukan dengan cara yang berbeda. Metode pertama adalah dengan menggunakan jendela kumpulan data material yang terbuka, yang menunjukkan kumpulan data material yang telah dibuat dalam tree view basis data proyek. Kumpulan data material yang diinginkan dapat diseret (pilih dan tetap tekan tombol utama dari mouse) ke bidang gambar dan lepaskan pada komponen geometri yang diinginkan. Akan terlihat dari perubahan bentuk kursor saat aplikasi kumpulan data material telah dapat dilakukan pada komponen geometri tertentu. Perhatikan bahwa kumpulan data material tidak dapat diseret langsung dari tree view basis data global. Metode kedua adalah dengan klik-ganda pada komponen yang diinginkan. Jendela sifatsifat akan muncul dan menunjukkan kumpulan data material untuk komponen tersebut. Jika belum ada kumpulan data material yang diaplikasikan, maka kotak kumpulan data material akan menampilkan "Belum diterapkan". Dengan meng-klik tombol Ubah maka jendela kumpulan data material akan muncul dimana kumpulan data material yang diinginkan dapat dipilih. Kumpulan data material dapat diseret dari tree view basis data proyek dan dilepas pada jendela sifat-sifat. Alternatif lain, setelah memilih kumpulan data material yang diinginkan, kumpulan data tersebut dapat diaplikasikan pada komponen geometri yang dipilih dengan meng-klik tombol Terapkan pada jendela kumpulan data material. Pada kasus ini jendela kumpulan data material akan tetap terbuka. Dengan meng-klik tombol OK, selain kumpulan data material langsung diaplikasikan pada komponen geometri yang dipilih, jendela kumpulan data material juga akan tertutup. Metode ketiga adalah dengan menggerakkan kursor ke komponen geometri dan klikkanan. Melalui menu kursor (Sifat-sifat) dapat dipilih komponen geometri yang diinginkan. Jendela sifat-sifat akan muncul. Dari sini pemilihan kumpulan data material yang diinginkan dapat dilakukan sama seperti pada metode kedua. Setelah mengaplikasikan kumpulan data material pada suatu klaster, klaster tersebut akan mempunyai warna sesuai dengan kumpulan data material yang bersangkutan. Secara pra-pilih, warna kumpulan data material mempunyai warna dengan intensitas rendah. Untuk meningkatkan intensitas warna dari seluruh kumpulan data material, tekan secara bersamaan pada papan ketik. Tersedia tiga level intensitas warna yang dapat dipilih dengan cara ini. Saat kumpulan data material diaplikasikan pada obyek struktural, obyek ini akan berkelip merah selama sekitar setengah detik sebagai konfirmasi apakah kumpulan data material telah diaplikasikan pada obyek yang dinginkan. 3-57
MANUAL ACUAN 3.6
PENYUSUNAN JARING ELEMEN
Setelah model geometri telah didefinisikan secara lengkap dan sifat material telah diaplikasikan ke seluruh klaster dan obyek struktural, maka geometri harus dibagi-bagi menjadi elemen-elemen untuk melakukan perhitungan elemen hingga. Komposisi dari elemen-elemen ini disebut sebagai jaring elemen hingga. Jenis elemen dasar dari suatu jaring elemen adalah elemen segitiga dengan 15 titik nodal atau elemen segitiga dengan 6 titik nodal, seperti telah dibahas dalam Bab 3.2.2. Selain elemen-elemen ini, terdapat elemen-elemen khusus untuk perilaku struktural (pelat, geogrid dan jangkar), seperti dijelaskan dalam Bab 3.3.2 hingga 3.3.7. PLAXIS menerapkan penyusunan jaring elemen hingga secara otomatis. Pembentuk jaring elemen ini merupakan versi khusus dari pembentuk jaring elemen segitiga yang dikembangkan oleh Sepra1. Penyusunan jaring elemen didasarkan pada suutu prosedur triangulasi yang handal, yang menghasilkan jaring elemen yang tidak beraturan (unstructured mesh). Jaring elemen tak beraturan memang terlihat tidak teratur, tetapi kinerja numerik dari jaring elemen seperti ini umumnya lebih baik daripada jaring elemen terstruktur (structured mesh). Masukan yang diperlukan untuk pembentuk jaring elemen adalah sebuah model geometri yang terdiri dari titik, garis dan klaster, dimana klaster (bidang yang tertutup oleh garis-garis) secara otomatis dibentuk dalam pembuatan model geometri. Garis dan titik geometri juga dapat digunakan untuk mempengaruhi posisi dan distribusi dari elemen-elemen. Penyusunan jaring elemen dimulai dengan meng-klik tombol penyusunan jaring elemen pada toolbar atau dengan memilih Susun dari sub-menu Jaring elemen. Penyusunan jaring elemen juga langsung dimulai setelah memilih penghalusan elemen dari submenu Jaring elemen. Setelah penyusunan jaring elemen, program Keluaran akan dimulai dan jaring elemen akan ditampilkan. Walaupun elemen antarmuka mempunyai ketebalan nol, antarmuka dalam jaring elemen akan digambarkan dengan ketebalan tertentu untuk menunjukkan hubungan antara elemen tanah dan antarmuka. Tampilan yang disebut sebagai Konektivitas ini juga tersedia sebagai pilihan keluaran reguler (Bab 5.9.4). Faktor skala (Bab 5.4) dapat digunakan untuk mereduksi tampilan ketebalan dari antarmuka. Untuk kembali ke program Masukan, klik tombol . 3.6.1
JENIS ELEMEN DASAR
Jenis elemen dasar dimasukkan dalam lembar-tab Proyek dari jendela Pengaturan global pada menu Berkas. Saat memilih Jenis elemen dasar dari menu Jaring elemen, jendela Pengaturan global akan terbuka dan posisi kursor akan berada pada parameter Elemen. Pengguna dapat memilih elemen segitiga dengan 15 titik nodal atau elemen segitiga dengan 6 titik nodal (Gambar 3.4) sebagai jenis elemen dasar untuk memodelkan pelapisan tanah dan klaster volumetrik. Jenis dari elemen untuk struktur 1 Ingenieursbureau Sepra, Park Nabij 3, 2267 AX Leidschendam (NL) 3-58
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN dan antarmuka secara otomatis ditentukan agar tetap kompatibel dengan jenis elemen tanah. 3.6.2
KEKASARAN GLOBAL
Pembentuk jaring elemen membutuhkan parameter untuk membentuk jaring elemen secara global yang menyatakan ukuran elemen rata-rata, le. Dalam PLAXIS parameter ini dihitung dari dimensi terluar geometri (xmin, xmaks, ymin, ymaks) serta pengaturan Kekasaran global yang ditentukan dalam menu Jaring elemen : le =
(xmaks − xmin ) ⋅ ( y maks − y min ) nc
Tingkat kekasaran global dibedakan kedalam lima tingkatan, yaitu Sangat kasar, Kasar, Sedang, Halus, Sangat halus. Secara pra-pilih, kekasaran global diatur pada tingkat Kasar. Ukuran elemen rata-rata dan jumlah elemen segitiga yang dihasilkan tergantung pada pengaturan kekasaran global ini. Perkiraan kasar diberikan berikut ini (berdasarkan penyusunan jaring elemen tanpa penghalusan lokal) : Sangat kasar :
nc = 25
Sekitar 50 elemen
Kasar
:
nc = 50
Sekitar 100 elemen
Sedang
:
nc = 100
Sekitar 250 elemen
Halus
:
nc = 200
Sekitar 500 elemen
Sangat halus :
nc = 400
Sekitar 1000 elemen
Jumlah elemen secara eksak tergantung dari bentuk geometri dan pengaturan penghalusan lokal. Jumlah elemen tidak dipengaruhi oleh parameter Jenis elemen yang diatur dalam Pengaturan global. Perhatikan bahwa jaring elemen yang terbentuk dari elemen dengan 15 titik nodal akan menghasilkan distribusi titik nodal yang lebih halus dan karena itu pula akan memberikan hasil yang jauh lebih akurat dibandingkan dengan penggunaan elemen 6 titik nodal untuk jaring elemen dan jumlah elemen yang serupa. Di lain pihak, penggunaan elemen dengan 15 titik nodal membutuhkan waktu perhitungan yang lebih lama dibandingkan penggunaan elemen dengan 6 titik nodal. 3.6.3
PENGHALUSAN GLOBAL
Suatu jaring elemen hingga dapat diperhalus dengan memilih Penghalusan global dari menu Jaring elemen. Dengan menggunakan pilihan ini, parameter kekasaran global dinaikkan satu tingkat (misalnya dari Kasar ke Sedang) dan jaring elemen secara otomatis akan dibentuk kembali. 3.6.4
KEKASARAN LOKAL
Pada area dimana konsentrasi tegangan yang tinggi atau gradien perpindahan yang besar diperkirakan akan terjadi, diinginkan untuk memiliki jaring elemen hingga yang lebih
3-59
MANUAL ACUAN akurat (halus), sedangkan bagian lain dari geometri mungkin tidak memerlukan jaring elemen yang halus. Situasi seperti ini sering terjadi jika model geometri memiliki tepi, sudut atau obyek struktural. Untuk kasus-kasus seperti ini PLAXIS menggunakan parameter kekasaran lokal selain parameter kekasaran global. Parameter kekasaran lokal adalah faktor Ukuran elemen lokal, yang terdapat dalam tiap titik. Faktor-faktor ini memberikan indikasi ukuran elemen relatif terhadap ukuran elemen rata-rata seperti ditentukan dengan parameter Kekasaran global. Secara pra-pilih, faktor Ukuran elemen lokal diatur sebesar 1.0 untuk seluruh titik geometri. Untuk mengurangi panjang suatu elemen menjadi setengah dari ukuran elemen rata-rata, faktor Ukuran elemen lokal harus diatur menjadi 0.5. Faktor Ukuran elemen lokal dapat diubah dengan klik ganda pada titik geometri yang bersangkutan. Alternatif lain, faktor ukuran elemen lokal baik untuk titik maupun garis geometri dapat diatur secara bersamaan dengan klik-ganda pada garis geometri yang diinginkan. Nilai yang diperbolehkan adalah antara 0.05 hingga 5.0. 3.6.5
PENGHALUSAN LOKAL
Selain menentukan faktor ukuran elemen lokal, penghalusan secara lokal juga dapat dilakukan dengan memilih klaster, garis atau titik dan memilih penghalusan secara lokal dari menu Jaring elemen. Saat memilih satu klaster atau lebih, Perhalus klaster dapat dipilih dari menu Jaring elemen. Demikian juga saat memilih sebuah garis geometri atau lebih, Perhalus garis dapat dipilih dari menu Jaring elemen. Saat memilih satu titik atau lebih, Perhalus seputar titik dapat dipilih dari menu Jaring elemen. Penggunaan salah satu pilihan tersebut untuk pertama kalinya akan memberikan faktor ukuran elemen lokal sebesar 0.5 untuk seluruh titik geometri yang dipilih atau seluruh titik geometri yang berada dalam klaster atau garis yang dipilih. Setiap pengulangan dari penggunaan pilihan penghalusan lokal akan menghasilkan faktor ukuran elemen lokal setengah dari ukuran sebelumnya. Namun demikian, nilai minimum dan maksimum dibatasi pada rentang 0.05 hingga 5.0. Setelah memilih salah satu dari penghalusan elemen secara lokal, jaring elemen akan secara otomatis disusun kembali. 3.6.6
PENYUSUNAN JARING ELEMEN YANG DISARANKAN
Untuk melakukan perhitungan elemen hingga yang efisien, analisis pendahuluan dapat dilakukan dengan menggunakan jaring elemen yang relatif kasar. Analisis ini dapat digunakan untuk memeriksa apakah model sudah cukup besar dan untuk melihat lokasi dimana konsentrasi tegangan dan gradien deformasi yang besar terjadi. Informasi ini dapat digunakan untuk membuat model elemen hingga yang lebih halus. Untuk menghasilkan jaring elemen hingga yang lebih detil secara efisien, pertama pilih Kekasaran global dari menu Jaring elemen. Selain itu, jika diinginkan penghalusan secara lokal, mulailah dengan penghalusan klaster, kemudian penghalusan garis dan terakhir penghalusan di seputar titik. Jika diinginkan, faktor ukuran elemen lokal dapat diberikan pada titik-titik tertentu.
3-60
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN 3.7
KONDISI AWAL
Setelah model geometri terbentuk dan jaring elemen hingga telah selesai disusun, maka kondisi tegangan awal dan konfigurasi awal harus ditentukan terlebih dahulu. Hal ini dapat dilakukan dalam modus penentuan kondisi awal dari program Masukan. Kondisi awal terdiri dari dua buah modus : sebuah modus untuk menghitung tekanan air (modus tekanan air) dan sebuah modus untuk spesifikasi dari konfigurasi geometri awal serta perhitungan tegangan efektif awal di lapangan (modus konfigurasi geometri). Berpindah dari satu modus ke modus yang lain dilakukan dengan menekan tombol 'switch' pada toolbar. Dalam kondisi awal masih dimungkinkan untuk kembali ke modus penggambaran geometri, tetapi hal ini umumnya tidak dilakukan karena beberapa informasi mengenai kondisi awal akan hilang. 3.8
KONDISI AIR
PLAXIS umumnya digunakan untuk analisis tegangan efektif dimana ada perbedaan yang jelas antara tekanan air pori aktif, pactive (atau paktif), dan tegangan efektif, σ′. Tekanan air pori aktif masih dibedakan lagi menjadi tekanan air pori kondisis statis atau laminer (steady-state), pstabil, dan tekanan air pori berlebih, pberlebih : pactive = pstabil + pberlebih Tekanan air pori berlebih adalah tekanan air pori yang timbul akibat pembebanan klaster dimana jenis perilaku material dalam kumpulan data material ditentukan sebagai Tak terdrainase. Dalam perhitungan Plastis, tekanan air pori berlebih hanya dapat dibentuk dalam klaster-klaster yang Tak terdrainase ini. Suatu analisis konsolidasi dapat digunakan untuk menghitung disipasi tekanan air pori berlebih terhadap waktu. Pada jenis perhitungan ini perhitungan tekanan air pori berlebih lebih ditentukan oleh parameter Permeabilitas dibandingkan jenis perilaku material. Tekanan air pori kondisis statis merupakan tekanan air pori yang menyatakan situasi hidrolik yang stabil. Situasi seperti ini diperoleh saat kondisi air eksternal tetap konstan pada rentang waktu yang cukup lama. Untuk mencapai kondisi steady-state, tekanan air pori tidak harus berada dalam j statik (pada garis freatik horisontal), karena situasi dimana terjadi aliran air dalam tanah atau rembesan juga dapat berupa kondisi yang steady-state. Tekanan air pori kondisi steady-state dan tekanan air eksternal (disebut sebagai 'tekanan air' saja), dibentuk dalam modus tekanan air. Tekanan air dapat secara mudah dibentuk berdasarkan garis freatik. Pilihan lain adalah perhitungan tekanan air berdasarkan perhitungan aliran air dalam tanah dalam kondisi statis atau steady-state. Pilihan yang kedua membutuhkan masukan berupa kondisi batas dari tinggi tekan air tanah, yang secara pra-pilih ditentukan berdasarkan garis freatik global. Tekanan air juga dapat diperoleh dari program PLAXIS yang terpisah untuk analisis aliran air dalam tanah dalam kondisi tidak jenuh (unsaturated) dan aliran air transien. Program ini tersedia sebagai suatu manual terpisah dari Versi 8. Walaupun aliran transien umumnya tidak menghasilkan tekanan air pori dalam kondisis statis, namun tekanan air pori yang 3-61
MANUAL ACUAN diperoleh dari program ini diperlakukan dalam analisis deformasi seolah-olah merupakan aliran air dalam kondisi yang stabil. Modus tekanan air dapat dilewati pada proyek-proyek yang tidak mengikutsertakan tekanan air. Pada kasus ini, garis freatik global diambil pada dasar dari model geometri dan seluruh tekanan air pori serta tekanan air eksternal adalah nol. 3.8.1
BERAT ISI AIR
Pada proyek yang melibatkan tekanan air pori, masukan berupa berat isi air diperlukan untuk membedakan antara tegangan efektif dan tekanan air pori. Saat memasuki modus tekanan air untuk pertama kali, sebuah jendela akan muncul dimana berat isi air dapat dimasukkan. Berat isi air juga dapat dimasukkan dengan memilih Berat isi air dari menu Geometri. Secara pra-pilih, berat isi dari air adalah 9.8 kN/m3 (atau 0.062 klb/ft3) 3.8.2
GARIS FREATIK
Tekanan air pori dan tekanan air eksternal dapat dibentuk berdasarkan garis freatik. Sebuah garis freatik merupakan kumpulan beberapa titik dimana tekanan air adalah nol. Dengan menggunakan masukan berupa garis freatik, tekanan air akan meningkat secara linier terhadap kedalaman sesuai dengan berat isi air yang dimasukkan (variasi tekanan diasumsikan adalah hidrostatik). Sebelum memasukkan garis freatik pengguna harus memasukkan berat isi air yang benar terlebih dahulu. Pilihan untuk memasukkan garis freatik dpat dipilih dari menu Geometri atau dengan meng-klik tombol yang bersangkutan pada toolbar. Masukan dari suatu garis freatik serupa dengan masukan berupa garis geometri (Bab 3.3.1). Garis freatik didefinisikan oleh dua buah titik atau lebih. Titik-titik dapat dimasukkan dari 'kiri' ke 'kanan' (koordinat x yang semakin meningkat) atau sebaliknya (koordinat x yang semakin berkurang). Titik-titik dan garis-garis akan berada di atas model geometri, tetapi tidak saling berinteraksi. Garis freatik yang memotong garis geometri tidak akan menghasilkan titik geometri baru. Jika suatu garis freatik tidak meliputi seluruh rentang koordinat x dari model geometri, garis freatik akan dianggap memanjang secara horisontal ke kiri dan dari titik yang paling kiri dan memanjang ke kanan dari titik yang paling kanan. Di atas garis freatik tekanan air pori akan bernilai nol, sedangkan di bawah garis freatik akan bekerja distribusi tekanan air pori secara hidrostatik, setidaknya saat tekanan air dibentuk berdasarkan garis freatik. Perhitungan tekanan air dilakukan saat mengaktifkan pilihan Hitung tekanan air (Bab 3.8.4).
Garis freatik global Jika tidak ada satu klasterpun yang dipilih dan sebuah garis freatik digambarkan, maka garis freatik ini merupakan Garis freatik global. Secara pra-pilih, garis freatik global diletakkan pada dasar model geometri, dan akan segera digantikan jika garis freatik yang baru diaplikasikan. Garis freatik global dapat digunakan untuk menghasilkan distribusi
3-62
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN tekanan air pori secara hidrostatik untuk seluruh geometri. Garis freatik global secara pra-pilih diaplikasikan ke seluruh klaster dalam geometri. Jika garis freatik global berada di luar model geometri dan kondisi batas yang bersangkutan adalah batas bebas, maka tekanan air eksternal akan terbentuk berdasarkan permukaan tersebut. Hal ini juga berlaku pada batas-batas bebas yang semakin meningkat akibat adanya galian (penonaktifan) dari klaster tanah dalam lingkup Tahapan konstruksi. Program akan menganggap tekanan air eksternal sebagai beban merata dan akan ikut diperhitungkan bersama dengan berat sendiri tanah dan tekanan air yang diatur oleh parameter ΣMweight. Tekanan air eksternal akan dihitung sedemikian rupa sehingga keseimbangan dari tekanan air tercapai di sepanjang batas. Walaupun demikian, jika garis freatik memotong suatu batas dimana tidak terdapat titik geometri, maka tekanan air eksternal tidak dapat dihitung dengan akurat (Gambar 3.31). Hal ini disebabkan karena nilai tekanan air eksternal hanya didefinisikan pada dua titik ujung dari garis geometri sedangkan tekanan hanya dapat bervariasi secara linier sepanjang suatu garis geometri. Karena itu, untuk menghitung tekanan air eksternal secara akurat, garis freatik global harus selalu memotong batas dari model pada titik geometri yang telah ada. Kondisi ini harus telah dipersiapkan saat pembuatan model geometri. Jika diperlukan, pada batas geometri tersebut harus diberi titik geometri tambahan secara khusus. Garis freatik global juga dapat digunakan untuk membuat kondisi batas untuk tinggi tekan muka air tanah pada kasus dimana tekanan air pori dihitung berdasarkan perhitungan aliran air dalam tanah (Bab 3.8.3).
tidak akurat
akurat
Gambar 3.31 Pemodelan tekanan air eksternal yang akurat dan tidak akurat
Garis freatik klaster Untuk memodelkan distribusi tekanan air pori yang diskontinyu, pada tiap klaster dapat diaplikasikan Garis freatik klaster secara terpisah. Garis freatik klaster tidak harus selalu berupa garis freatik yang sebenarnya. Pada kasus lapisan akuifer tertekan, garis freatik klaster akan menyatakan tinggi tekan, yaitu elevasi nol imajiner dari tekanan air pori yang bekerja pada lapisan tersebut.
3-63
MANUAL ACUAN
Gambar 3.32 Jendela distribusi tekanan air pori Garis freatik klaster dapat dimasukkan dengan pertama-tama memilih klaster dimana akan diaplikasikan garis freatik secara terpisah, memilih Garis freatik dari toolbar atau dari menu Geometri dan kemudian menggambarkan garis freatik pada saat klaster tersebut masih dalam kondisi terpilih. Saat memilih beberapa klaster secara bersamaan (dengan menekan tombol ) serta memasukkan garis freatik, maka garis ini diaplikasikan pada seluruh klaster tersebut sebagai garis freatik klaster. Klaster-klaster yang tidak menerima aplikasi garis freatik klaster secara terpisah akan tetap menerima garis freatik global. Untuk mengetahui garis freatik manakah yang bekerja pada klaster tertentu, pilih klaster tersebut dan perhatikan bahwa garis freatik yang bekerja pada klaster tersebut akan berubah warna menjadi merah. Jika tidak satupun dari garis freatik yang menjadi merah, maka pilihan lain dapat dipilih untuk klaster tersebut (lihat bahasan berikut ini). Setelah klik-ganda pada suatu klaster dalam modus tekanan air, jendela Distribusi tekanan air pori klaster akan muncul dan menampilkan beberapa pilihan tentang bagaimana tekanan air pori akan dibentuk untuk klaster tersebut dalam bentuk radio button. Jika garis freatik klaster terpilih secara tidak sengaja, pilihan tersebut dapat dikembalikan ke garis freatik global dengan memilih Garis freatik global pada jendela ini. Garis freatik klaster kemudian akan dihapus. Selain pilihan garis freatik global dan garis freatik klaster, tersedia pula beberapa pilihan lain yang akan dijelaskan berikut ini.
Interpolasi dari klaster atau garis yang berdampingan Cara ketiga untuk membentuk tekanan air pori dalam klaster tanah adalah dengan pilihan Interpolasi dari klaster atau garis yang berdampingan. Pilihan ini digunakan misalnya pada kasus lapisan yang relatif impermeabel bearada di antara dua lapisan 3-64
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN yang permeabel dengan tinggi tekan air tanah yang berbeda. Distribusi tekanan air pori dalam lapisan yang relatif impermeabel tidak akan bersifat hidrostatis, sehingga tidak dapat didefinisikan dengan menggunakan garis freatik. Dengan memilih Interpolasi dari klaster atau garis yang berdampingan, tekanan air pori akan diinterpolasikan secara linier pada arah vertikal, mulai dari nilai tekanan air pada dasar klaster di atas lapisan yang ditinjau hingga nilai tekanan air pada dasar klaster dibawahnya, kecuali jika tekanan air pori pada klaster di atas atau dibawahnya didefinisikan dengan menggunakan Distribusi tekanan air pori dari pengguna. Pada kasus ini maka tekanan air pori akan diinterpolasikan dari garis freatik global. Pilihan Interpolasi… dapat digunakan secara berulang kali dalam dua klaster yang berurutan atau lebih (satu di atas yang lain). Pada kasus dimana nilai awal untuk interpolasi tekanan air pori dalam arah vertikal tidak dapat ditemukan, maka nilai awal akan didasarkan pada garis freatik global. Selain nilai tekanan air pori pada lapisan di atas atau di bawah klaster dimana tekanan air pori akan diinterpolasikan, pengguna dapat memasukkan tinggi tekan muka air secara langsung pada garis geometri untuk tujuan interpolasi ini. Hal ini dapat dilakukan dengan klik-ganda pada garis geometri yang diinginkan. Jendela tinggi tekan air tanah akan muncul dimana nilai tinggi tekan air tanah yang diinginkan pada kedua titik dari garis tersebut dapat dimasukkan. Saat memasukkan tinggi tekan air tanah pada suatu titik, progam akan menampilkan juga nilai tekanan air pori pada titik tersebut (tekanan air pori = tinggi air dikalikan [tinggi tekan muka air dikurangi elevasi vertikal]). Jika untuk suatu klaster dipilih Interpolasi dari klaster atau garis yang berdampingan dan tinggi tekan muka air juga didefinisikan pada garis yang bersebelahan dengan klaster tersebut, maka interpolasi akan dihitung mulai dari nilai tekanan air pori pada garis tersebut dan bukan dari nilai tekanan air pori pada klaster disebelahnya. Dengan kata lain, prosedur interpolasi akan memberikan prioritas yang lebih tinggi terhadap masukan tekanan air pori pada garis geometri yang bersebelahan dibandingkan dengan tekanan air pori pada klaster yang bersebelahan. Masukan langsung dari tinggi tekan air tanah pada garis geometri hanya relevan jika klaster tanah diatur ke Interpolasi… atau jika tekanan air pori dibentuk berdasarkan perhitungan rembesan atau aliran air dalam tanah. Perhatikan bahwa ketika tekanan air pori dibentuk berdasarkan garis freatik, maka interpolasi dari tekanan air pori hanya akan dilakukan pada arah vertikal saja dan tidak pada arah horisontal. Karena itu, masukan langsung dari tinggi tekan muka air pada garis geometri vertikal tidak akan mempunyai efek apapun pada kasus ini. Masukan langsung dari tinggi tekan air tanah pada garis geometri dapat dihapus dengan memilih garis geometri yang bersangkutan dan menekan tombol pada papan ketik.
Klaster kering Cara cepat dapat dilakukan untuk klaster dengan sifat terdrainase maupun tak terdrainase yang akan dimodelkan dalam kondisi kering, atau dengan kata lain, tanpa tekanan air pori sama sekali. Hal ini dilakukan dengan menggunakan pilihan Klaster kering. Tekanan air pori dalam klaster akan diatur menjadi nol dan berat tanah yang bekerja adalah berat isi tak jenuh. Perhatikan bahwa pada klaster yang menyatakan 3-65
MANUAL ACUAN struktur yang masif (misalnya beton) dimana tekanan air pori tidak terjadi secara permanen (seperti pada dinding diafragma atau kaison), dapat diatur agar klaster tersebut bersifat Tidak porous dalam kumpulan data material yang bersangkutan. Klaster-klaster dengan perilaku material tanpa-pori tidak perlu lagi diatur agar bersifat Klaster kering dalam modus tekanan air. Perlu diperhatikan juga bahwa pada klaster dengan perilaku tak terdrainase, tekanan air pori berlebih masih dapat dibentuk saat pilihan Klaster kering digunakan.
Distribusi tekanan air pori dari pengguna Jika distribusi tekanan air pori dalam suatu klaster sangat spesifik dan tidak dapat didefinisikan oleh salah satu dari pilihan-pilihan di atas, distribusi tersebut dapat ditentukan secara manual oleh pengguna. Saat menggunakan pilihan ini, dapat dimasukkan sebuah elevasi referensi, yref, dalam satuan panjang, sebuah tekanan referensi, pref, dalam satuan tegangan (yaitu tekanan air pori pada elevasi referensi) dan sebuah peningkatan tekanan, pinc, dalam satuan tegangan per satuan kedalaman. Dengan cara ini maka distribusi tekanan air pori linier apapun dapat didefinisikan. Elevasi referensi, yref, mengacu pada elevasi vertikal (koordinat y) dimana tekanan air pori adalah sebesar nilai tegangan referensi, pref. Jika klaster tersebut (sebagian) berada di atas elevasi referensi, maka tekanan air pori pada bagian tersebut juga akan bernilai sama dengan tegangan referensi. Di bawah elevasi referensi, tekanan air pori di dalam klaster akan meningkat secara linier, seperti diatur dengan nilai pinc. Perhatikan bahwa pref dan pinc akan bernilai negatif untuk tekan dan tekanan yang meningkat terhadap kedalaman. Distribusi tekanan air pori dari pengguna tidak dapat digunakan untuk melakukan interpolasi tekanan air pori di dalam klaster-klaster yang lain. Hal ini akan diperhitungkan jika pilihan Interpolasi dari klaster atau garis yang berdampingan digunakan pada klaster di atas dan dibawahnya.
Tekanan air pada klaster yang tidak aktif Saat membentuk tekanan air berdasarkan garis freatik dimana beberapa klaster tidak diaktifkan dalam konfigurasi geometri awal (Bab 3.9.1), tidak ada perbedaan antara klaster aktif dan klaster yang tidak aktif. Hal ini berarti bahwa tekanan air pori dalam kondisis statis akan dibentuk baik untuk klaster yang aktif maupun yang tidak aktif, sesuai dengan posisi garis freatik. Jika diinginkan untuk tidak mengikutsertakan tekanan air dalam klaster-klaster tertentu, pilihan Klaster kering dapat digunakan atau garis freatik klaster dapat digambarkan pada posisi di bawah klaster tersebut. 3.8.3
KONDISI BATAS PERHITUNGAN ALIRAN AIR DALAM TANAH
Selain perhitungan tekanan air berdasarkan garis freatik, tekanan air juga dapat dibentuk berdasarkan perhitungan aliran air dalam tanah. Hal ini membutuhkan masukan kondisi batas berupa tinggi tekan muka air tanah. Pada prinsipnya terdapat dua jenis kondisi batas, yaitu tinggi tekan muka air tanah tertentu dan debit spesifik tertentu pada arah normal terhadap batas. Debit spesifik tertentu hanya dapat diatur menjadi nol, yang disebut sebagai Batas aliran tertutup. 3-66
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN
Tinggi tekan air tanah Tinggi tekan air tanah tertentu yang ditetapkan oleh pengguna pada batas geometri luar, secara pra-pilih ditentukan dari posisi garis freatik global, setidaknya saat garis freatik global berada di luar geometri aktif. Garis geometri dalam yang menjadi batas luar akibat deaktivasi klaster tanah juga dianggap sebagai batas geometri luar sehingga diperlakukan secara serupa. Selain pengaturan kondisi batas secara otomatis berdasarkan garis freatik global, tinggi tekan muka air tanah tertentu dapat dimasukkan secara manual. Prosedur ini serupa dengan memasukkan tinggi tekan air tanah pada garis geometri secara langsung. Setelah klik-ganda pada garis geometri yang diinginkan, sebuah jendela akan muncul dimana tinggi tekan air tanah pada kedua titik dari garis tersebut dapat dimasukkan. Dengan memasukkan nilai tinggi tekan air tanah pada salah satu titik, program akan menampilkan tekanan air pori yang bersangkutan (tekanan air pori = berat isi air dikalikan [tinggi tekan air tanah dikurangi elevasi vertikal]). Hal ini juga dapat dilakukan untuk mendefinisikan tinggi tekan air tanah pada garis geometri dalam. Tinggi tekan air tanah tertentu dapat dihapus dengan memilih garis geometri yang bersangkutan dan menekan tombol pada papan ketik. Jika tinggi tekan air tanah ditentukan pada batas geometri luar, tekanan air eksternal akan dibentuk untuk batas tersebut. Program analisis deformasi akan memperlakukan tekanan air eksternal sebagai beban traksi dan ikut diperhitungkan bersama dengan berat sendiri tanah serta tekanan air pori.
Batas aliran tertutup Sebuah batas aliran tertutup merupakan suatu obyek yang dapat diletakkan pada batas suatu model geometri untuk memastikan agar tidak terjadi aliran air yang melalui batas tersebut. Pilihan ini dapat digunakan dengan meng-klik tombol Batas aliran tertutup pada toolbar atau dengan memilihnya dari menu Geometri. Masukan dari suatu batas aliran tertutup adalah serupa dengan pembuatan garis geometri, tetapi batas aliran tertutup hanya dapat diaplikasikan pada garis geometri yang telah ada pada batas luar dari model geometri. Saat suatu garis geometri ditentukan sebagai batas aliran tertutup, tinggi tekan air tanah tetap masih dapat didefinisikan pada batas tersebut. Walaupun tinggi tekan air tanah tidak digunakan sebagai kondisi batas dalam perhitungan aliran air tanah, tinggi tekan tersebut akan digunakan untuk membentuk tekanan air eksternal yang akan digunakan dalam analisis-analisis deformasi berikutnya.
Permukaan rembesan Masalah aliran dengan garis freatik bebas dapat mengikutsertakan permukaan rembesan pada batas hilir (downstream), seperti ditunjukkan pada Gambar 3.33.
3-67
MANUAL ACUAN sumbu i ti
permukaan b
Gambar 3.33 Aliran melalui timbunan dengan sebuah permukaan rembesan Permukaan rembesan akan selalu terjadi saat garis freatik menyentuh batas hulu yang terbuka. Permukaan rembesan bukan merupakan suatu garis aliran (tidak seperti garis freatik) ataupun garis ekipotensial, tetapi merupakan sebuah garis dimana tinggi tekan air tanah, h, sama dengan tinggi elevasi y (= elevasi vertikal). Kondisi ini timbul karena tekanan air adalah nol pada permukaan rembesan, sama dengan garis freatik. Untuk batas rembesan, tinggi tekan hidrolik, h, harus sama dengan elevasi vertikal, y, yang merupakan kondisi pra-pilih yang digunakan dalam PLAXIS. Panjang eksak dari permukaan rembesan tidak perlu diketahui sebelum perhitungan, karena kondisi batas yang sama (h = y) dapat digunakan baik di atas maupun di bawah garis freatik. Batas yang 'terbuka' dengan h = y dapat ditentukan untuk seluruh batas dimana teinggi tekan hidrolik tidak diketahui. Batas-batas di atas garis freatik dimana tidak akan terjadi permukaan rembesan, dapat ditentukan sebagai batas-batas aliran tertutup. Jika pada suatu garis batas tidak dispesifikasikan kondisi batas tertentu, maka PLAXIS akan mengasumsikan batas tersebut sebagai batas yang 'terbuka'.
Klaster yang tidak aktif dalam perhitungan rembesan Perhatikan bahwa pilihan ini telah diubah dalam Versi 8 dibandingkan dengan PLAXIS versi sebelumnya. Saat menonaktifkan klaster dalam modus konfigurasi geometri (Bab 3.9.1) dan melakukan perhitungan aliran air dalam tanah untuk situasi tersebut, klaster yang tidak aktif tidak akan diperhitungkan dalam perhitungan aliran air itu sendiri, tetapi tekanan air pori pada titik-titik tegangan di dalam klaster-klaster yang tidak aktif tetap dihitung berdasarkan Garis freatik global. Karena itu, jika suatu klaster atau sebagian klaster berada di bawah garis freatik global, distribusi tekanan hidrostatik akan tetap terbentuk, sedangkan klaster yang berada di atas garis freatik global tidak akan mempunyai tekanan air. Batas antara klaster yang aktif dan non-aktif dianggap sebagai batas yang 'terbuka' sehingga air dapat mengalir melalui batas seperti itu. Jika diinginkan suatu batas yang impermeabel, maka elemen antarmuka harus dibentuk pada sisi yang 'aktif' dari batas tersebut. Elemen antarmuka ini harus diatur untuk menjadi impermeabel (Bab 3.3.5) dan serta harus diaktifkan.
3-68
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN Dalam analisis deformasi, tekanan air dalam klaster tanah yang tidak aktif akan menjadi tekanan air eksternal pada batas geometri yang aktif. 3.8.4
PERHITUNGAN TEKANAN AIR
Setelah memasukkan garis freatik atau kondisi batas untuk suatu perhitungan aliran air dalam tanah, tekanan air sekarang dapat dibentuk dengan meng-klik tombol Hitung tekanan air (tanda silang berwarna biru) pada toolbar atau dengan memilih Tekanan air pada menu Hitung. Sebuah jendela akan muncul dimana harus ditentukan apakah tekanan air akan dibentuk berdasarkan garis freatik atau berdasarkan perhitungan aliran air dalam tanah. Pilihan pertama merupakan pilihan yang mudah dan cepat, sedangkan pilihan kedua (perhitungan aliran air dalam tanah) lebih realistis tetapi membutuhkan beberapa parameter masukan tambahan serta membutuhkan waktu yang lebih lama.
Perhitungan berdasarkan garis freatik Perhitungan tekanan air berdasarkan Garis freatik didasarkan pada masukan berupa garis freatik global, garis freatik klaster dan pilihan-pilihan lain seperti dijelaskan dalam Bab 3.8.2, Perhitungan tekanan air dengan pilihan ini bersifat langsung dan cepat. Perhitungan tekanan air berdasarkan garis freatik saat beberapa klaster tidak aktif dalam konfigurasi geometri awal (Bab 3.9.1), tidak dibedakan antara klaster yang aktif maupun tidak aktif. Hal ini berarti bahwa tekanan air pori akan dibentuk baik untuk klaster yang aktif maupun yang tidak aktif berdasarkan garis freatik. Jika diinginkan untuk tidak membentuk tekanan air dalam klaster tertentu, dapat digunakan pilihan Klaster kering atau dengan mengatur garis freatik klaster agar berada di bawah klaster tersebut.
Gambar 3.34 Jendela perhitungan tekanan air
Perhitungan berdasarkan aliran air dalam tanah PLAXIS telah mengikutsertakan sebuah manual perhitungan aliran air statis dalam tanah. Perhitungan tekanan air berdasarkan Perhitungan air tanah dilakukan dengan metode 3-69
MANUAL ACUAN elemen hingga, dengan menggunakan jaring elemen, permeabilitas dari klaster tanah serta kondisi batas aliran (tinggi tekan air tanah tertentu dan kondisi aliran tertutup; Bab 3.8.3). Perhitungan ini lebih kompleks sehingga membutuhkan waktu perhitungan yang lebih lama dibandingkan dengan perhitungan tekanan air berdasarkan garis freatik, tetapi akan memberikan hasil yang lebih realistis jika digunakan parameter masukan tambahan yang benar. Jika klaster telah dinonaktifkan dalam modus konfigurasi geometri (Bab 3.9.1), maka klaster yang tidak aktif tersebut tidak akan diikutsertakan dalam perhitungan aliran air dalam tanah, tetapi tekanan air pori pada titik-titik tegangan di dalam klaster yang tidak aktif setelah itu akan tetap dihitung berdasarkan Garis freatik global. Karena itu, jika suatu klaster atau sebagian klaster berada di bawah garis freatik global, distribusi tekanan hidrostatik akan tetap terbentuk, sedangkan klaster yang berada di atas garis freatik global tidak akan mempunyai tekanan air. Dalam jendela perhitungan tekanan air dapat dipilih klaster-klaster yang akan diaktifkan atau dinonaktifkan, yaitu dengan meng-klik tombol Ubah konfigurasi. Setelah perubahan yang diinginkan telah dilakukan, klik tombol Lanjutkan pada toolbar untuk kembali dalam jendela perhitungan tekanan air. Jika digunakan pilihan Perhitungan air tanah maka parameter pengatur untuk prosedur iterasi perlu ditentukan. Umumnya, pilihan Pengaturan standar dapat digunakan. Lihat Bab 3.8.5 untuk perhitungan aliran air dalam tanah yang lebih mendetil.
Aliran transien air tanah Selain aliran air statis dalam tanah, PLAXIS juga dapat melakukan perhitungan tekanan air pori yang bergantung pada waktu pada kondisi tanah yang jenuh maupun tak jenuh akibat perubahan kondisi batas dari tinggi tekan air tanah terhadap waktu. Hasil dari perhitungan aliran transien seperti ini, yaitu distribusi tekanan air pori terhadap waktu, dapat digunakan sebagai data masukan untuk perhitungan deformasi. Pilihan ini membutuhkan manual Aliran air dalam tanah dari PLAXIS yang tersedia secara terpisah untuk Versi 8.
Hasil perhitungan tekanan air Dengan menekan tombol OK pada jendela perhitungan tekanan air, tekanan air akan dihitung berdasarkan pilihan yang digunakan. Setelah tekanan air terbentuk program Keluaran akan dimulai dan menampilan tekanan air serta garis freatik global. Tekan tombol Perbaharui untuk kembali ke program Masukan. Tekanan air yang terbentuk dapat digunakan sebagai data masukan untuk analisis deformasi. Tekanan air tidak akan aktif sebelum tekanan tersebut diaplikasikan dalam suatu perhitungan. Aktivasi dari tekanan air berhubungan dengan aktivasi berat tanah yang dilakukan dengan menggunakan parameter ΣMweight. Pada prinsipnya titik-titik tegangan dalam elemen dengan tekanan air pori nol akan dianggap tidak jenuh sedangkan titik-titik tegangan dengan tekanan air pori tidak nol dianggap jenuh. Karena itu nilai tekanan air pori akan menentukan apakah berat isi jenuh (γsat) atau berat isi tak jenuh (γunsat) yang akan digunakan dalam analisis deformasi. 3-70
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN 3.8.5
PERHITUNGAN ALIRAN AIR STATIS DALAM TANAH
Ahli geoteknik umumnya sering berurusan dengan tekanan air pori dan aliran air dalam tanah saat menyelesaikan berbagai permasalahan geoteknik. Banyak situasi yang melibatkan aliran air permanen atau rembesan. Bendungan dan tanggul akan selalu menerima rembesan air tanah. Aliran yang permanen juga akan terjadi di sekitar dinding penahan tanah yang memisahkan elevasi muka air tanah yang berbeda. Aliran-aliran semacam ini diatur oleh tekanan air pori yang kurang-lebih tidak tergantung pada waktu, sehingga dapat dianggap sebagai tekanan air pori dalam kondisi keseimbangan. PLAXIS Profesional Versi 8 telah menyertakan manual perhitungan aliran air laminer dalam tanah untuk menganalisis situasi seperti itu dan akan dibahas dalam bab ini. Manual PLAXIS interaktif untuk aliran yang tergantung dengan waktu tersedia secara terpisah sebagai manual tambahan untuk Versi 8. Distribusi tekanan air pori dalam kondisi keseimbangan dalam suatu perhitungan aliran air dalam tanah ditentukan berdasarkan kondisi batas, geometri serta permeabilitas dari klaster-klaster tanah yang berbeda. Penjelasan detil mengenai persamaan diferensial yang mengatur (governing equation) masalah aliran air dalam tanah dapat dilihat dalam Manual Dasar Teori. Saat menggunakan antarmuka dalam perhitungan aliran air dalam tanah, secara pra-pilih antarmuka diatur untuk bersifat impermeabel penuh. Dengan demikian antarmuka dapat digunakan untuk mencegah terjadinya aliran yang tegak lurus terhadap elemen antarmuka, misalnya untuk memodelkan adanya suatu struktur pembatas yang impermeabel. Elemen pelat bersifat sepenuhnya permeabel, sehingga pemodelan dinding atau pelat yang kedap air hanya dapat dilakukan dengan menggunakan elemen antarmuka di antara elemen pelat dan elemen tanah di sekitarnya. Di lain pihak, jika antarmuka digunakan dalam suatu model geometri, pengguna dapat secara eksplisit menghindarkan pengaruh antarmuka terhadap aliran air maupun distribusi tekanan air pori, misalnya pada antarmuka di sekitas titik sudut suatu struktur (Bab 3.3.5). Dalam kasus seperti itu elemen antarmuka harus dinonaktifkan dalam modus tekanan air. Hal ini dapat dilakukan secara terpisah untuk analisis konsolidasi dan perhitungan aliran air dalam tanah. Pada antarmuka yang tidak aktif, derajat kebebasan tekanan air pori dari pasangan titik nodal antarmuka akan sepenuhnya dihubungkan, sedangkan pada antarmuka yang aktif, derajat kebebasan tekanan air pori akan sepenuhnya dipisahkan. Kesimpulan : •
Antarmuka yang aktif adalah sepenuhnya impermeabel (pemisahan derajat kebebasan tekanan air pori dari pasangan titik nodal).
•
Antarmuka yang tidak aktif adalah sepenuhnya permeabel (penyatuan derajat kebebasan tekanan air pori dengan pasangan titik nodal).
Perhitungan aliran air statis dalam tanah juga dapat digunakan untuk masalah aliran terkekang (confined flow) maupun aliran tak terkekang (unconfined flow). Posisi garis freatik bebas dan panjang permukaan rembesan yang terbentuk merupakan tujuan utama yang ingin diperoleh dalam perhitungan aliran air bebas. Pada kasus ini perlu digunakan prosedur penyelesaian secara iteratif. Untuk masalah aliran terkekang, prosedur solusi iteratif tidak diperlukan secara mutlak karena solusi langsung dapat diperoleh. 3-71
MANUAL ACUAN Walaupun demikian, saat melakukan perhitungan aliran air dalam tanah dengan menggunakan PLAXIS, pengguna harus memilih parameter pengatur prosedur iterasi, karena belum diketahui sebelumnya apakah aliran bersifat bebas atau terkekang. Secara umum Pengaturan standar dapat digunakan dan umumnya memberikan solusi yang dapat diterima. Parameter pengatur juga dapat ditentukan oleh pengguna secara manual.
Pengaturan manual untuk perhitungan aliran air dalam tanah Jika digunakan pilihan Pengaturan manual dalam jendela Perhitungan tekanan air dan kemudian meng-klik tombol Tentukan, sebuah jendela baru akan terbuka serta menampilkan parameter-parameter pengatur perhitungan aliran air (lihat Gambar 3.35). Berikut diberikan penjelasan dari tiap parameter tersebut.
Toleransi kesalahan : Nilai ini adalah toleransi kesalahan global (secara relatif) dalam keseimbangan massa air. Jika digunakan pengaturan standar, Toleransi kesalahan adalah 0.01.
Relaksasi-berlebih : Nilai ini adalah faktor relaksasi-berlebih (over-relaxation) dalam prosedur penyelesaian secara iteratif. Pada pengaturan standar, faktor relaksasi-berlebih adalah 1.0, yang berarti bahwa tidak digunakan relaksasi-berlebih. Faktor relaksasi-berlebih yang lebih besar dari 1.0 dapat digunakan untuk mempercepat proses iterasi, tetapi hal ini juga dapat menyebabkan divergensi. Batas atas faktor relaksasi-berlebih secara teoritis adalah 2.0.
Iterasi maksimum : Parameter ini membatasi jumlah iterasi yang digunakan dalam perhitungan aliran air dalam tanah yang berupa aliran tak terkekang. Dengan menggunakan pengaturan standar jumlah iterasi adalah sebesar 100, yang umumnya memadai. Dalam beberapa kasus, jumlah iterasi yang besar dapat diperlukan untuk mencapai konvergensi solusi. Program mengijinkan jumlah iterasi berapapun hingga 999.
Batas tegangan tarik : Dalam situasi dimana terjadi aliran tak terkekang, tekanan air pori yang bersifat tarik akan terbentuk. Dalam beberapa situasi tekanan air pori tarik dapat menjadi sangat besar dan tidak realistis. Penggunaan tekanan air pori tarik dalam analisis deformasi saat parameter kekuatan efektif digunakan untuk tanah akan menghasilkan kuat geser yang berlebihan. Untuk menghindari situasi seperti ini, tekanan air pori tarik dapat dibatasi dengan menggunakan pilihan Pembatasan tarik. Parameter Tegangan tarik maks. dapat dimasukkan sebagai tegangan tarik maksimum (dalam satuan tegangan) yang diperbolehkan
3-72
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN terjadi. Jika digunakan pengaturan standar, pilihan Batas tegangan tarik akan diaktifkan dan Tegangan tarik maks. adalah sebesar nol.
Gambar 3.35 Jendela parameter pengontrol perhitungan aliran air dalam tanah
Keterbatasan : Walaupun konsep dari tanah yang jenuh secara parsial diterapkan dalam prosedur solusi iteratif untuk permukaan freatik bebas, modul perhitungan untuk aliran air laminer dalam tanah di dalam program PLAXIS tidak didesain untuk melakukan analisis aliran air dalam tanah yang jenuh sebagian. Analisis aliran air dalam tanah yang jenuh sebagian membutuhkan berbagai hubungan yang kompleks antara permeabilitas tanah, derajat kejenuhan dan tekanan air pori tarik. Hubungan-hubungan ini diterapkan dalam manual PLAXIS untuk aliran air dalam tanah yang tersedia secara terpisah untuk Versi 8 . 3.8.6
BATAS KONSOLIDASI TERTUTUP
Analisis konsolidasi dapat dilakukan dalam PLAXIS untuk menghitung terbentuknya tekanan air pori berlebih terhadap waktu. Analisis konsolidasi melibatkan kondisi batas untuk tekanan air pori berlebih. Secara pra-pilih, seluruh batas geometri bersifat 'terbuka', yang berarti bahwa air dapat mengalir masuk atau keluar melalui batas-batas tersebut, atau dengan kata lain tekanan air pori berlebih adalah nol pada batas geometri yang 'terbuka'. Pada beberapa kondisi, batas yang terbuka mungkin tidak benar, misalnya pada batas vertikal yang menyatakan garis simetri atau jika dasar dari model geometri berada pada lapisan yang kedap air atau impermeabel. Pada kasus ini tidak akan terjadi aliran yang melalui batas-batas tersebut, sehingga untuk kasus seperti ini digunakan pilihan Batas konsolidasi tertutup. Pilihan ini dapat digunakan dengan meng-klik tombol Batas konsolidasi tertutup pada toolbar atau dengan memilihnya dari menu Geometri. Masukan dari batas konsolidasi tertutup serupa dengan penggambaran batas aliran tertutup (Bab 3.8.3). Batas konsolidasi tertutup tidak secara otomatis berlaku sebagai batas aliran tertutup dan juga sebaliknya. Jika suatu proyek mengikutsertakan perhitungan aliran air tanah 3-73
MANUAL ACUAN bersamaan dengan analisis konsolidasi serta sebagian dari batas adalah impermeabel, maka pada prinsipnya kedua Batas aliran tertutup dan Batas konsolidasi tertutup harus diaplikasikan pada batas tersebut. Situasi dimana kondisi aliran air dalam tanah yang berbeda dengan kondisi konsolidasi dapat diaplikasikan pada suatu batas, sehingga batas aliran tertutup dan batas konsolidasi tertutup harus dibedakan. Saat menggunakan antarmuka dalam suatu analisis konsolidasi, secara pra-pilih antarmuka diatur menjadi impermeabel, yang berarti bahwa konsolidasi tidak akan terjadi pada arah tegak lurus dari antarmuka. Dengan cara ini antarmuka akan mempunyai fungsi yang sama dengan Batas konsolidasi tertutup, kecuali bahwa antarmuka dapat digunakan di dalam geometri dimana batas konsolidasi tertutup hanya dapat digunakan pada batas geometri. Jika antarmuka digunakan dalam jaring elemen, pengguna juga dapat secara eksplisit menghindari pengaruh dari antarmuka dalam proses konsolidasi, misalnya pada antarmuka disekitar titik sudut suatu struktur (Bab 3.3.5). Pada kasus seperti ini elemen antarmuka harus dinonaktifkan dalam modus tekanan air. Hal ini dapat dilakukan dengan melakukan analisis konsolidasi dan analisis rembesan secara terpisah. Untuk antarmuka yang tidak aktif maka derajat kebebasan tekanan air pori dari pasangan titik nodal antarmuka akan dihubungkan secara penuh, sedangkan pada antarmuka yang aktif derajat kebebasan tekanan air pori akan sepenuhnya dipisahkan. Kesimpulan : •
Antarmuka yang aktif adalah sepenuhnya impermeabel (pemisahan derajat kebebasan tekanan air pori dari pasangan titik nodal).
•
Antarmuka yang tidak aktif adalah sepenuhnya permeabel (penyatuan derajat kebebasan tekanan air pori dengan pasangan titik nodal).
Suatu nilai tekanan air pori berlebih tertentu tidak dapat ditentukan pada kondisi batas untuk analisis konsolidasi. Tekanan air pori berlebih pada awal dari analisis konsolidasi hanya dapat berupa hasil dari perhitungan sebelumnya dimana digunakan klaster-klaster yang bersifat tak terdrainase, yaitu klaster-klaster dimana Jenis material diatur ke Tak terdrainase. Untuk informasi lebih jauh mengenai analisis konsolidasi lihat Bab 4.4.2, 4.5.4 dan Manual Dasar Teori. 3.9
KONFIGURASI GEOMETRI AWAL
Untuk melanjutkan ke modus konfigurasi geometri dari modus tekanan air, klik tombol sebelah kanan dari 'switch' pada toolbar. Modus konfigurasi geometri digunakan untuk mengatur konfigurasi geometri awal dan memungkinkan pengguna untuk menonaktifkan klaster-klaster pada geometri yang tidak aktif pada situasi awal. Selain itu, tegangan efektif awal dapat dibentuk dengan menggunakan Prosedur-K0. 3.9.1
DEAKTIVASI BEBAN DAN OBYEK GEOMETRI
Dalam suatu proyek dimana akan dilakukan konstruksi timbunan atau struktur, model geometri akan memuat beberapa komponen (misalnya beban, pelat, geotekstil, jangkar, 3-74
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN antarmuka atau klaster tanah di atas permukaan tanah awal) yang belum aktif pada kondisi awalnya. Klaster tanah di atas permukaan tanah harus dinonaktifkan oleh pengguna. PLAXIS akan secara otomatis menonaktifkan seluruh beban dan obyek sruktur dalam konfigurasi geometri awal, karena pada umumnya obyek-obyek ini akan diaplikasikan pada tahap perhitungan berikutnya dan belum ada pada situasi awal. Perhatikan bahwa Prosedur-K0 untuk perhitungan tegangan awal (Bab 3.9.3) tidak mengikutsertakan beban-beban eksternal dan berat dari elemen struktur dalam perhitungan. Aktivasi atau deaktivasi dari komponen geometri dapat dilakukan dengan meng-klik komponen tersebut pada model geometri. Berbeda dengan PLAXIS versi sebelumnya, antarmuka juga dapat diaktifkan atau dinonaktifkan secara individual. Suatu antarmuka yang tidak diaktifkan dalam perhitungan deformasi akan bersifat elastis sepenuhnya (tidak akan menghasilkan gelinciran atau celah). Dalam suatu perhitungan aliran air dalam tanah atau analisis konsolidasi, antarmuka yang tidak aktif akan bersifat permeabel sepenuhnya, karena derajat kebebasan tekanan air pori (berlebih) dari pasangan titik nodal yang bersangkutan akan sepenuhnya disatukan. Klaster-klaster yang dinonaktifkan akan berwarna putih seperti warna latar belakang obyek-obyek struktural yang tidak aktif akan berwarna abu-abu. Sebuah klik pada komponen yang tidak aktif akan kembali mengaktifkan komponen tersebut. Jangkar hanya dapat diaktifkan jika tanah atau struktur dimana jangkar dihubungkan juga dalam kondisi aktif. Jika tidak maka program akan menonaktifkan jangkar tersebut secara otomatis. Jika beban atau perpindahan tertentu bekerja pada bagian dari geometri yang tidak aktif, maka kondisi tersebut tidak diaplikasikan dalam analisis. Walaupun beban eksternal dapat diaktifkan dalam konfigurasi awal, beban-beban tersebut tidak ikut diperhitungkan dalam perhitungan tegangan awal (Prosedur-K0). Perhatikan pula bahwa berat dari elemen struktural tidak ikut diperhitungkan dalam perhitungan tegangan awal, demikian juga dengan beban eksternal maupun obyek-obyek struktural lainnya. 3.9.2
MENAMPILKAN DAN MENGAPLIKASIKAN KUMPULAN DATA MATERIAL
Klik-ganda pada suatu klaster atau obyek struktural dalam modus Konfigurasi geometri akan memunculkan jendela sifat-sifat dimana kumpulan data material dari komponen tersebut dapat ditampilkan. Berbeda dengan pembuatan kumpulan data material dalam modus masukan geometri, sifat tanah dan parameter dari model dalam kumpulan data hanya dapat ditampilkan, tetapi tidak dapat diubah. Kumpulan data material yang telah diaplikasikan pada klaster atau obyek struktural dapat diubah ke kumpulan data lain yang tersedia. Walaupun demikian, pilihan ini biasanya tidak digunakan dalam penentuan kondisi awal karena pengaturan kumpulan data material dapat langsung dimasukkan dalam pembuatan model geometri. Pilihan ini akan lebih berguna sebagai pilihan saat perhitungan dalam lingkup Tahapan konstruksi (Bab 4.7.5)
3-75
MANUAL ACUAN 3.9.3
PERHITUNGAN TEGANGAN AWAL (PROSEDUR-K0)
Tegangan awal dalam massa tanah dipengaruhi oleh berat material dan sejarah pembentukannya. Kondisi tegangan ini umumnya dinyatakan oleh tegangan vertikal efektif awal, σ'v,0. Tegangan horisontal efektif awal, σ'h,0, dihubungkan dengan tegangan vertikal efektif awal oleh koefisien tekanan tanah lateral, K0 (dimana σ'h,0 = K0 ⋅ σ'v,0).
Gambar 3.36 Jendela perhitungan tegangan awal (Prosedur-K0) Tegangan awal dalam PLAXIS dapat dibentuk dengan memasukkan nilai K0 atau dengan menggunakan Beban gravitasi. Keterbatasan dari kedua metode tersebut dibahas lebih lanjut dalam Lampiran A. Perhitungan tegangan awal berdasarkan Prosedur-K0 dapat dipilih dengan meng-klik tombol Hitung tegangan awal (tanda silang berwarna merah) pada toolbar atau dengan memilih Tegangan awal dari menu Hitung. Sebuah jendela berisi tabel akan muncul, dimana nilai K0 dan beberapa parameter yang lain dapat dimasukkan (Gambar 3.36). Penjelasan dari tiap parameter dalam jendela tersebut akan dijelaskan berikut ini.
ΣMweight : Sebelum memasukkan nilai-nilai dalam tabel, sebuah nilai untuk parameter ΣMweight harus ditentukan terlebih dahulu. Parameter ini menyatakan proporsi dari percepatan gravitasi yang diaplikasikan. Umumnya nilai pra-pilih sebesar 1.0 dapat digunakan, yang berimplikasi bahwa berat tanah secara penuh akan diaplikasikan. Untuk mengatur nilai tegangan awal yang telah terbentuk kembali ke nol, ΣMweight harus diatur ke nol dan tegangan awal harus dibentuk kembali.
3-76
PLAXIS Versi 8
MASUKAN UNTUK PERHITUNGAN
Klaster : Kolom pertama menunjukkan nomor klaster. Dengan menunjuk atau memasukkan suatu nilai dalam tabel maka klaster yang bersangkutan akan langsung diindikasikan dengan arsiran dalam jendela utama yang berada di latar belakang (arsiran silang berwarna merah). Jika diperlukan, jendela perhitungan tegangan awal dapat dipindahkan ke posisi lain untuk melihat klaster yang bersangkutan.
Model : Kolom kedua menampilkan model material yang digunakan dalam klaster (Elastis = model elastis; MC = model Mohr-Coulomb; Hard. Soil = model Hardening Soil; Soft Soil = model Soft Soil; SS-Creep = model Soft Soil Creep; Jnt. Rock = model Jointed Rock). Lihat manual Material Model untuk informasi lebih lanjut.
OCR dan POP : Kolom ketiga dan keempat digunakan untuk memasukkan overconsolidation ratio (OCR) atau rasio konsolidasi berlebih dan pre-overburden pressure (POP). Salah satu dari nilai ini akan digunakan untuk membentuk tekanan prakonsolidasi untuk model Soft Soil (Creep) dan model Hardening Soil. Penggunaan model material yang lain tidak memerlukan masukan OCR dan POP. Lihat manual Model material untuk informasi lebih lanjut.
K0 : Kolom kelima digunakan untuk memasukkan nilai K0 untuk seluruh klaster secara individual. Nilai pra-pilih dari K0 didasarkan pada persamaan dari Jaky (1 – sin φ′), tetapi nilai ini dapat diubah oleh pengguna. Memasukkan nilai K0 negatif akan mengembalikan nilai pra-pilihnya. Pengguna harus berhati-hati dengan penggunaan nilai K0 yang sangat tinggi atau sangat rendah, karena nilai-nilai ini dapat mengakibatkan plastisitas awal (lihat Lampiran A). Dengan menekan tombol OK, perhitungan tegangan awal akan dimulai. Prosedur-K0 hanya akan melibatkan berat sendiri tanah dan hanya menghitung tegangan efektif dan tekanan air pori dalam elemen tanah dan antarmuka. Beban eksternal dan berat dari elemen struktural tidak diikutsertakan dalam perhitungan, sehingga aktivasi beban dan obyek struktural dalam konfigurasi awal tidak akan mempunyai pengaruh apapun.
Hasil perhitungan tegangan awal Setelah perhitungan tegangan maka program Keluaran akan dimulai dan kondisi tegangan efektif awal akan ditampilkan. Umumnya tegangan awal pada suatu titik tegangan akan dihitung berdasarkan berat dari material di atas titik tersebut serta nilai dari ΣMweight sebagai berikut :
3-77
MANUAL ACUAN
σ'v,0 =
∑ Mweight
⎛ ⎞ ⋅ ⎜⎜ ∑ γ i ⋅ hi − p w ⎟⎟ ⎝ i ⎠
σ'h,0 = K0 ⋅ σ'v,0
dimana γi adalah berat isi dari tiap lapisan secara individual, hi adalah tebal lapisan dan pw adalah tekanan air pori awal pada titik tegangan tersebut. Penggunaan nilai K0 yang jauh dari angka satu dapat mengakibatkan kondisi tegangan awal yang tidak sesuai dengan kriteria Coulomb. Walaupun PLAXIS akan mengoreksi kondisi tegangan seperti itu agar sesuai dengan kriteria Coulomb, kondisi tegangan yang dihasilkan dapat berbeda dari yang diharapkan. Pengguna dapat dengan mudah melihat jika hal ini terjadi dengan memeriksa tampilan dari Titik plastis, yang dapat dipilih dari menu Tegangan dalam program Keluaran. Jika tampilan ini menunjukkan titik plastis (titik Coulomb) berwarna merah dalam jumlah banyak, nilai K0 yang digunakan harus ditentukan agar mendekati 1.0. Jika terbentuk titik plastis dalam jumlah kecil, disarankan untuk melakukan langkah-nol-plastis. Saat menggunakan model Hardening Soil atau model Soft Soil dan menentukan kondisi tegangan awal yang terkonsolidasi normal (OCR = 1.0 dan POP = 0.0), tampilan titik plastis akan menunjukkan banyak titik pembatas berwarna biru. Pengguna tidak perlu memperhatikan titik plastis ini karena titik-titik tersebut hanya menunjukkan kondisi tegangan yang terkonsolidasi normal. Untuk kembali ke program Masukan setelah menampilkan hasil dari perhitungan tegangan awal, tekan tombol Perbaharui. 3.10
MEMULAI PERHITUNGAN
Dengan perhitungan tegangan awal, perhitungan kondisi awal dari model elemen hingga telah lengkap. Dengan meng-klik tombol Hitung pada toolbar, sebuah kotak dialog akan muncul dimana pengguna dapat melakukan penyimpanan data. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan nama berkas yang telah ada (tekan ) atau nama berkas yang baru (tekan ). Pilihan yang terakhir ini dapat digunakan untuk membuat salinan dari model yang telah dibuat sebelumnya. Pengaturan berkas akan muncul dimana nama berkas dapat ditentukan. Jika suatu model baru yang dibentuk belum disimpan sebelumnya, nama berkas harus diberikan dalam pilihan penyimpanan tersebut. Dengan menekan tombol Tidak, data tidak akan disimpan sehingga seluruh data yang dimasukkan setelah penyimpanan sebelumnya akan hilang. Penekanan tombol Batal akan menutup kotak dialog dan kembali ke modus kondisi penentuan awal pada program Masukan. Penekanan tombol yang lain (, dan ) akan menutup program Masukan dan memulai program Perhitungan.
3-78
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN 4
PERHITUNGAN
Setelah penyusunan model elemen hingga, perhitungan elemen hingga sesungguhnya dapat dilakukan. Karena itu, perlu untuk mendefinisikan jenis perhitungan yang akan dilakukan dan jenis pembebanan atau tahapan konstruksi mana saja yang akan diaktifkan dalam perhitungan. Hal ini dilakukan dalam program Perhitungan. Di dalam PLAXIS dapat dilakukan beberapa jenis perhitungan elemen hingga yang berbeda. Aliran air dalam tanah telah dibahas dalam bab sebelumnya mengenai program Masukan, karena perhitungan aliran air dalam tanah umumnya digunakan untuk membentuk distribusi tekanan air yang digunakan sebagai data masukan untuk analisis deformasi. Program Perhitungan hanya akan melakukan analisis deformasi dan membedakan antara perhitungan Plastis, analisis Konsolidasi, Reduksi phi-c (analisis keamanan) dan perhitungan Analisis dinamik. Pilihan terakhir tersebut membutuhkan manual Dinamik dari PLAXIS yang merupakan manual tambahan dari Versi 8 dan tersedia secara terpisah. Tiga jenis perhitungan yang pertama (Plastis, Konsolidasi dan Reduksi phi-c) dapat mengikutsertakan efek dari perpindahan yang besar. Perhitungan ini disebut sebagai Jaring elemen yang diperbaharui, yang merupakan pilihan tingkat lanjut. Berbagai jenis perhitungan yang berbeda dijelaskan dalam Bab 4.4.2. Dalam praktek, sebuah proyek dibagi-bagi menjadi beberapa tahapan proyek. Serupa dengan hal ini, suatu proses perhitungan dalam PLAXIS juga dibagi menjadi beberapa tahapan perhitungan. Contoh dari tahapan perhitungan adalah aktivasi dari suatu pembebanan pada waktu tertentu, simulasi tahapan konstruksi, suatu rentang waktu konsolidasi, perhitungan faktor keamanan, dan lain-lain. Setiap tahap perhitungan umumnya dibagi lagi menjadi beberapa langkah perhitungan. Hal ini diperlukan karena perilaku non-linier dari tanah akan membutuhkan peningkatan pembebanan dalam proporsi yang kecil (disebut sebagai langkah pembebanan). Namun demikian, dalam kebanyakan kasus umumnya cukup dengan mendefinisikan situasi yang harus tercapai pada akhir dari suatu tahap perhitungan. Prosedur otomatis yang handal dalam PLAXIS akan membagi tahapan tersebut menjadi langkah-langkah pembebanan yang sesuai. 4.1
PROGRAM PERHITUNGAN
Ikon ini menyatakan program Perhitungan. Program Perhitungan memuat semua fasilitas untuk mendefinisikan dan memulai perhitungan elemen hingga. Pada awal program Perhitungan, pengguna harus memilih proyek dimana perhitungan akan didefinisikan. Dari jendela pilihan dapat dipilih satu dari empat proyek terakhir dengan cepat. Jika suatu proyek yang diinginkan tidak ada dalam daftar yang ditampilkan, pilihan <<>> dapat digunakan. Jendela pengaturan berkas akan muncul dimana pengguna dapat telusuri seluruh direktori yang tersedia dan memilih berkas proyek PLAXIS (*.PLX). Pemilihan suatu proyek tidak perlu dilakukan saat meng-klik tombol Hitung dalam modus penentuan kondisi awal dari program Masukan. Proyek yang aktif saat itu akan langsung dipilih dalam program Perhitungan. Setelah pemilihan suatu proyek, jendela utama dari program Perhitungan yang memuat hal-hal berikut akan muncul (Gambar 4.1). 4-1
MANUAL ACUAN
Gambar 4.1 Jendela utama dari program Perhitungan
Menu perhitungan : Menu Perhitungan memuat seluruh fasilitas operasional dari program Perhitungan. Sebagian besar pilihan juga tersedia dalam bentuk tombol-tombol dalam toolbar.
Toolbar : Toolbar memuat tombol-tombol yang dapat digunakan sebagai jalan pintas untuk menggunakan fasilitas dalam menu. Fungsi dari tiap tombol akan ditampilkan sesaat setelah kursor mouse diletakkan pada tombol tertentu.
Lembar-tab (bagian atas) : Lembar-tab memuat tombol-tombol untuk mendefinisikan dan melihat tampilan dari suatu tahap perhitungan (Bab 4.3 dan seterusnya).
4-2
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN
Daftar tahapan perhitungan (bagian bawah) : Daftar ini memberikan gambaran umum dari seluruh tahapan perhitungan dalam suatu proyek. Tiap baris berhubungan dengan sebuah tahapan yang terpisah. Untuk setiap tahapan akan ditampilkan identifikasi, nomor tahapan, nomor tahapan dimana perhitungan akan dimulai dari, jenis perhitungan, jenis pembebanan, interval waktu, situasi tekanan air yang akan digunakan serta nomor langkah pertama dan terakhir. Jika suatu tahapan perhitungan belum dieksekusi, nomor tahap akan kosong. Sebuah tahapan perhitungan yang telah dipilih untuk dieksekusi akan diindikasikan dengan anak panah berwarna biru (→) di depan baris tersebut. Tahapan perhitungan yang telah diselesaikan dengan sukses akan diindikasikan dengan 'tick mark' berwarna hijau (√), sedangkan tahapan yang gagal diselesaikan akan diindikasikan dengan tanda silang berwarna merah (×). Petunjuk :
4.2
Jika daftar tahapan perhitungan tidak terlihat atau terlalu pendek, daftar tersebut dapat diperbesar dengan menyeret tepi bawah jendela utama dari program Perhitungan.
MENU PERHITUNGAN
Menu utama dari program Perhitungan memuat menu pull-down yang meliputi sebagian besar pilihan untuk mengatur berkas, mendefinisikan tahapan perhitungan dan melakukan perhitungan. Menu utama dari program Perhitungan adalah menu Berkas, Edit, Tampilan, Perhitungan dan Bantuan.
Sub-menu Berkas : Buka
Untuk membuka sebuah proyek dimana tahapan perhitungan harus didefinisikan. Jendela pengaturan berkas akan muncul.
Simpan
Untuk menyimpan status daftar perhitungan yang aktif saat ini.
Cetak
Untuk mencetak daftar tahapan perhitungan.
Direktori kerja
Untuk menentukan direktori dimana berkas proyek PLAXIS akan disimpan.
Pengaturan global
Untuk menentukan parameter dasar dari model (Bab 3.2.2).
(proyek terakhir)
Cara cepat untuk membuka salah satu dari empat buah proyek yang paling akhir.
Keluar
Untuk keluar dari program.
4-3
MANUAL ACUAN
Sub-menu Edit : Tahap berikutnya
Untuk pindah ke tahapan perhitungan berikutnya dalam daftar perhitungan. Jika tahap berikutnya belum ada, maka tahapan perhitungan baru akan terbentuk.
Sisipkan tahap
Untuk menyisipkan tahapan perhitungan baru pada posisi dari tahapan perhitungan yang aktif saat ini.
Hapus tahap
Untuk menghapus tahapan-tahapan perhitungan yang dipilih.
Salin ke memori
Untuk menyalin daftar tahapan perhitungan ke memori clipboard.
Pilih semua
Untuk memilih seluruh tahapan perhitungan.
Sub-menu Tampilan : Pengelola perhitungan Untuk menampilkan jendela pengelola perhitungan, dimana seluruh proses perhitungan yang aktif dikendalikan. Pilih titik untuk kurva
Untuk memilih titik-titik nodal atau titik-titik tegangan yang digunakan untuk menggambarkan kurva beban-perpindahan maupun lintasan tegangan.
Sub-menu Perhitungan : Proyek saat ini
Untuk memulai proses perhitungan proyek yang aktif saat ini.
Beberapa proyek
Untuk memilih suatu proyek dimana proses perhitungan akan dijalankan. Pengaturan berkas akan muncul. Setelah memilih suatu proyek tertentu, proyek tersebut akan ditambahkan dalam jendela pengelola perhitungan.
4.3
MENDEFINISIKAN SUATU TAHAPAN PERHITUNGAN
Bayangkan sebuah proyek baru dimana belum satupun tahapan perhitungan yang telah didefinisikan. Dalam kondisi ini daftar perhitungan hanya memuat sebuah baris saja yang diindikasikan sebagai 'Tahap awal' dengan nomor tahapan 0. Baris ini menyatakan situasi awal dari proyek yang didefinisikan dalam modus penentuan kondisi awal dari program Masukan. 'Tahap awal' merupakan titik awal dari perhitungan selanjutnya. Untuk membuat tahap perhitungan pertama untuk proyek saat ini, tekan tombol Berikutnya yang berada di atas daftar perhitungan yang diikuti dengan munculnya sebuah baris baru. Alternatif lain adalah dengan memilih Tahap berikutnya dari menu Edit. Saat program Perhitungan mulai dijalankan dengan meng-klik tombol Hitung dalam modus penentuan kondisi awal dari program Masukan, maka tahap perhitungan pertama yang tidak dapat didefinisikan akan secara otomatis ditambahkan. Setelah membentuk tahapan perhitungan baru, maka tahapan ini perlu didefinisikan. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan lembar-tab Umum, Parameter dan Pengali 4-4
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN yang berada di bagian atas jendela utama. Dengan menekan tombol atau setelah memasukkan tiap parameter, pengguna akan dibimbing hingga ke seluruh parameter. Hampir seluruh parameter mempunyai pengaturan pra-pilih, yang akan memudahkan masukan. Pada umumnya hanya beberapa parameter saja yang harus dimasukkan secara khusus saat mendefinisikan suatu tahapan perhitungan. Berbagai parameter akan dibahas lebih mendetil dalam bab-bab berikut ini. Saat seluruh parameter telah ditentukan, pengguna dapat memilih untuk mendefinisikan tahapan perhitungan yang lain atau memulai proses perhitungan. Membuat dan mendefinisikan tahapan perhitungan yang lain dapat dilakukan dengan cara yang sama seperti di atas. Proses perhitungan dapat dimulai dengan meng-klik tombol Hitung pada toolbar atau dengan memilih Proyek saat ini dalam menu Hitungan. Seluruh tahapan perhitungan dari suatu proyek tidak harus didefinisikan terlebih dahulu sebelum memulai proses perhitungan karena tahapan perhitungan baru dapat didefinisikan setelah tahapan-tahapan sebelumnya selesai dihitung. 4.3.1
MENYISIPKAN DAN MENGHAPUS TAHAPAN PERHITUNGAN
Saat menyisipkan atau menghapus tahapan perhitungan harus diingat bahwa kondisi awal untuk tahapan berikutnya akan berubah dan harus ditentukan kembali secara manual. Sebuah tahapan perhitungan baru akan dibentuk pada akhir daftar perhitungan dengan menngunakan tombol Berikutnya. Penyisipan tahapan baru di antara dua buah tahapan yang telah ada juga dapat dilakukan. Hal ini dilakukan dengan menekan tombol Sisipkan pada baris dimana tahapan baru akan disisipkan. Secara pra-pilih, tahapan yang baru akan dimulai dari tahapan sebelumnya dalam daftar perhitungan, yang diindikasikan dengan nilai Mulai dari. Hal ini berarti bahwa status dari klaster-klaster yang aktif, obyek struktural, beban, kondisi air serta faktor pengali dalam tahapan sebelumnya akan digunakan dalam tahapan baru ini. Pengguna harus mendefinisikan pengaturan dari tahapan yang disisipkan tersebut dengan cara yang sama seperti saat mendefinisikan tahapan baru di akhir daftar perhitungan. Tahapan berikutnya, yang semula dimulai dari tahapan sebelum dilakukan penyisipan, akan tetap menggunakan nilai Mulai dari yang semula sehingga tidak akan dimulai dari tahapan yang disisipkan tersebut secara otomatis. Jika diinginkan agar tahapan berikutnya dimulai dari tahapan yang disisipkan maka hal ini harus diubah secara manual dengan mengganti parameter Mulai dari dalam lembar-tab Umum (Bab 4.4.1). Dalam hal ini diperlukan agar tahapan berikutnya didefinisikan ulang secara menyeluruh, karena kondisi awal telah berubah. Hal ini juga dapat menyebabkan konsekuensi terhadap tahapan-tahapan berikutnya. Selain menyisipkan tahapan perhitungan, penghapusan tahapan perhitungan juga dapat dilakukan. Hal ini dapat dilakukan dengan memilih tahapan yang akan dihapus dan meng-klik tombol Hapus. Sebelum menghapus suatu tahapan, sebaiknya tahapantahapan lain sesudahnya yang dimulai dari tahapan yang akan dihapus tersebut diperiksa terlebih dahulu dalam kolom Mulai dari. Setelah penghapusan dilakukan, maka seluruh 4-5
MANUAL ACUAN tahapan dengan nilai Mulai dari yang mengacu pada tahapan yang dihapus akan dimodifikasi secara otomatis sehingga tahapan-tahapan tersebut sekarang mengacu pada tahapan perhitungan sebelum tahapan yang dihapus. Walaupun demikian, sebaiknya tahapan-tahapan yang telah dimodifikasi didefinisikan ulang, karena kondisi awalnya sekarang telah berubah. 4.4
PENGATURAN PERHITUNGAN UMUM
Lembar-tab Umum digunakan untuk mendefinisikan pengaturan suatu tahapan perhitungan tertentu secara umum (Gambar 4.2).
Gambar 4.2 Lembar-tab Umum dari jendela Perhitungan
Tahap : Pilihan dalam kotak Tahap dapat digunakan untuk memberikan identifikasi pada tahapan perhitungan, dan yang terpenting adalah untuk menentukan urutan tahapan perhitungan dengan memilih tahapan perhitungan yang digunakan sebagai awal perhitungan dari perhitungan saat ini (Bab 4.4.1).
Jenis perhitungan : Pilihan yang digunakan dalam kotak Jenis perhitungan menentukan jenis perhitungan yang digunakan (Bab 4.4.2).
Informasi dan komentar : Kotak Informasi perhitungan menampilkan pesan-pesan yang dibentuk selama perhitungan elemen hingga berlangsung dan berfungsi memberikan informasi mengenai perhitungan yang telah dilakukan. Kotak Komentar dapat digunakan
4-6
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN untuk menyimpan informasi apapun yang berhubungan dengan tahapan perhitungan yang bersangkutan. 4.4.1
IDENTIFIKASI DAN URUTAN TAHAPAN
Kotak tahap dalam lembar-tab Umum menunjukkan nomor tahapan serta identifikasi dari tahapan perhitungan saat ini. PLAXIS secara otomatis memberikan nomor pada tiap tahapan perhitungan yang tidak dapat diubah oleh pengguna. Identifikasi secara pra-pilih diatur ke dimana # adalah nomor tahapan, tetapi dapat diubah secara bebas oleh pengguna ke nama yang lebih sesuai. Identifikasi dan nomor tahapan muncul dalam daftar perhitungan yang berada di bagian bawah dari jendela Perhitungan. Selain itu, parameter Mulai dari harus dipilih dari combo box di dalam kotak Tahapan. Parameter ini mengacu pada tahapan dimana tahapan perhitungan saat ini akan dimulai dari (tahapan ini disebut sebagai tahapan referensi). Secara pra-pilih, tahapan sebelumnya dipilih disini, tetapi jika telah ada beberapa tahapan perhitungan yang telah didefinisikan sebelumnya, maka tahapan referensi dapat berupa tahapan yang lebih awal lagi. Tahapan dalam daftar tahapan perhitungan yang ditampilkan setelah tahapan yang ditinjau tidak dapat dipilih sebagai tahapan referensi. Saat mendefinisikan hanya sebuah tahapan perhitungan, jelas bahwa perhitungan akan dimulai dari situasi yang terbentuk dalam modus penentuan kondisi awal dari program Masukan. Walaupun demikian, tahapan perhitungan berikutnya tetap dapat dimulai dari tahapan awal tersebut. Hal ini dapat terjadi jika pembebanan atau urutan pembebanan yang berbeda akan dianalisis secara terpisah untuk suatu proyek yang sama. Contoh lain adalah jika urutan tahapan perhitungan tidak berlangsung secara berurutan, misalnya jika diperlukan suatu analisis keamanan terhadap suatu tahapan konstruksi sebelum seluruh konstruksi selesai. Analisis keamanan dalam PLAXIS didasarkan pada metode Reduksi phi-c (Bab 4.9), yang menghasilkan suatu kondisi keruntuhan. Saat melanjutkan proses konstruksi, maka tahapan berikutnya harus dimulai bukan dari tahapan analisis keamanan melainkan dari satu tahapan sebelumnya. Alternatif lain adalah dengan melakukan seluruh analisis keamanan di akhir proses perhitungan, dengan parameter Mulai dari dalam tiap tahap analisis keamanan mengacu pada tahapan-tahapan konstruksi yang ingin ditinjau. 4.4.2
JENIS PERHITUNGAN
Jenis perhitungan dari suatu tahapan perhitungan terutama didefinisikan dalam combo box di sudut kanan atas dalam lembar-tab Umum. Jenis perhitungan dibedakan menjadi tiga buah jenis perhitungan utama, yaitu perhitungan Plastis, analisis Konsolidasi dan Reduksi phi-c (analisis keamanan). Perhitungan Analisis dinamik secara opsional juga tersedia dalam combo box, tetapi pilihan ini membutuhkan manual Dinamik dari PLAXIS yang tersedia sebagai manual tambahan dari Versi 8.
4-7
MANUAL ACUAN
Perhitungan plastis Suatu perhitungan Plastis harus dipilih untuk melakukan analisis deformasi elastisplastis dimana tidak diperlukan untuk mengikutsertakan proses berkurangnya tekanan air pori berlebih terhadap waktu dalam perhitungan. Jika pilihan Jaringan elemen yang diperbaharui dalam jendela pengaturan umum tingkat lanjut tidak digunakan, maka perhitungan akan dilakukan sesuai dengan teori deformasi kecil. Matriks kekakuan dalam perhitungan plastis yang normal didasarkan pada geometri semula yang belum terdeformasi. Jenis perhitungan ini umumnya berlaku untuk sebagian besar masalah geoteknik secara praktis. Walaupun interval waktu tertentu dapat ditentukan, perhitungan plastis tidak mengikutsertakan efek dari waktu dalam perhitungan, kecuali saat menggunakan model Soft Soil Creep (lihat manual Model Material). Dengan menganggap pembebanan terjadi secara cepat pada tanah lempungan yang jenuh air, perhitungan plastis dapat digunakan untuk memodelkan kasus-kasus dengan perilaku tak terdrainase dengan menggunakan pilihan Tak terdrainase dalam kumpulan data material. Sebaliknya, dengan melakukan analisis yang sepenuhnya berperilaku terdrainase dapat diperkirakan besarnya penurunan jangka panjang. Analisis ini dapat memberikan prediksi situasi akhir yang cukup akurat, meskipun tidak mengikuti sejarah pembebanan yang sebenarnya dan proses konsolidasi juga tidak dimodelkan secara eksplisit. Keterangan tentang formulasi teoritis yang lebih mendetil dapat dilihat pada manual Dasar Teori.
Analisis konsolidasi Analisis Konsolidasi harus dipilih jika diperlukan untuk menganalisis pembentukan atau disipasi tekanan air pori berlebih dalam tanah lempungan yang jenuh air sebagai fungsi terhadap waktu. Analisis konsolidasi yang bersifat sepenuhnya elastis-plastis dapat dilakukan dalam PLAXIS. Pada umumnya suatu analisis konsolidasi tanpa penambahan beban dilakukan setelah perhitungan plastis yang bersifat tak terdrainase dilakukan. Pemberian beban pada saat analisis konsolidasi berlangsung juga dapat dilakukan, tetapi harus diperhatikan jika terjadi situasi keruntuhan karena proses iterasi mungkin tidak akan menghasilkan konvergensi dalam situasi seperti itu. Perhatikan juga bahwa beberapa keterbatasan dalam PLAXIS Versi 7 mengenai analisis konsolidasi telah diperbaiki dalam versi ini. Misalnya, tahapan konstruksi dapat dilakukan bersamaan dengan analisis konsolidasi dalam rentang waktu tertentu. Terlebih lagi, analisis konsolidasi dalam lingkup deformasi yang besar juga telah dapat dilakukan. Keterangan tentang formulasi teoritis yang lebih mendetil dapat dilihat pada manual Dasar Teori.
Reduksi phi-c (analisis keamanan) Suatu analisis keamanan dalam PLAXIS dapat dilakukan dengan mereduksi parameter kekuatan dari tanah. Proses ini disebut sebagai Reduksi phi-c dan merupakan jenis perhitungan tersendiri. Reduksi phi-c harus dipilih jika diinginkan untuk menghitung faktor keamanan global untuk situasi tertentu. Suatu analisis keamanan dapat dilakukan 4-8
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN setelah setiap tahapan perhitungan ataupun tahapan konstruksi secara individual. Tetapi perlu diperhatikan bahwa suatu tahapan Reduksi phi-c tidak dapat menjadi kondisi awal untuk tahapan perhitungan yang lain karena tahapan Reduksi phi-c berakhir pada suatu kondisi keruntuhan. Karena itu disarankan untuk mendefinisikan seluruh analisis keamanan di bagian akhir dari daftar tahapan perhitungan dan menggunakan parameter Mulai dari sebagai referensi untuk mengacu ke tahapan perhitungan dimana faktor keamanan akan dihitung. Pada saat melakukan suatu analisis keamanan, peningkatan pembebanan tidak dapat dilakukan secara simultan karena Reduksi phi-c pada dasarnya juga merupakan suatu jenis perhitungan plastis yang khusus. Masukan interval waktu juga tidak relevan dalam kasus ini. Saat menggunakan Reduksi phi-c dengan model-model tanah tingkat lanjut, maka model-model tersebut akan berlaku sebagai model Mohr-Coulomb standar, karena sifat kekakuan yang tergantung dari tegangan serta efek hardening tidak ikut diperhitungkan dalam analisis. Dalam kasus seperti ini maka kekakuan yang digunakan adalah kekakuan yang dihitung pada awal tahapan perhitungan dan tetap bernilai konstan hingga tahapan perhitungan selesai. Untuk informasi lebih lanjut mengenai Reduksi phi-c, lihat Bab 4.9.
Analisis jaring elemen yang diperbaharui Ketiga jenis perhitungan (perhitungan Plastis, analisis Konsolidasi, Reduksi phi-c) dapat dilakukan secara opsional sebagai analisis Jaring elemen yang diperbaharui, yaitu dengan mengikutsertakan efek dari deformasi yang besar dalam perhitungan. Pilihan ini dapat dipilih dengan meng-klik tombol Tingkat lanjut dalam kotak Perhitungan pada lembar-tab Umum. Hal serupa juga dapat dilakukan jika tekanan air yang bekerja pada suatu titik tegangan ingin secara kontinyu dihitung ulang sesuai dengan perubahan posisi yang terjadi. Pilihan ini disebut sebagai Tekanan air yang diperbaharui dan bertujuan untuk mengikutsertakan efek dari terbenamnya (sebagian) tanah ke bawah elevasi garis freatik yang konstan. Analisis Jaring elemen yang diperbaharui merupakan suatu perhitungan dimana efek deformasi yang besar diikutsertakan dalam perhitungan. Jenis perhitungan ini perlu dipertimbangkan jika deformasi yang akan terjadi diperkirakan akan mempengaruhi bentuk geometri secara signifikan. Matriks kekakuan dalam suatu analisis jaring elemen yang diperbaharui dihitung berdasarkan geometri yang telah terdeformasi. Selain itu, suatu definisi khusus dari perubahan tegangan yang telah melibatkan terjadinya rotasi juga telah digunakan. Prosedur perhitungan ini didasarkan pada suatu pendekatan yang dikenal sebagai formulasi Lagrange yang terbaharui (Updated Lagrange formulation) (Referensi 2). Keterangan lebih lanjut mengenai hal ini dapat dilihat dalam Bab 4.10. Pada umumnya efek dari deformasi yang besar dapat diabaikan sehingga tidak diperlukan untuk menggunakan pilihan tingkat lanjut ini, tetapi ada kasus-kasus tertentu dimana pilihan ini perlu digunakan. Kasus tipikal dimana pilihan efek deformasi yang besar perlu digunakan adalah pada kasus struktur tanah yang menggunakan perkuatan
4-9
MANUAL ACUAN (efek tarik yang semakin kaku), analisis beban runtuh dari pondasi lepas pantai yang besar serta proyek-proyek pada tanah lunak dimana deformasi yang besar dapat terjadi. Perhatikan bahwa suatu perhitungan jaring elemen yang diperbaharui tidak dapat diikuti oleh perhitungan 'normal', tetapi sebaliknya suatu perhitungan yang normal dapat diikuti oleh perhitungan jaring elemen yang diperbaharui, dengan menggunakan pilihan Atur perpindahan menjadi nol (Bab 4.6). Perlu diperhatikan pula bahwa analisis jaring elemen yang diperbaharui membutuhkan waktu perhitungan yang lebih lama dan tidak begitu handal dibandingkan perhitungan normal. Karena itu, pilihan ini sebaiknya hanya digunakan untuk kasus-kasus khusus tertentu saja. 4.5
PROSEDUR PENINGKATAN BEBAN
Saat plastisitas tanah diikutsertakan dalam suatu perhitungan elemen hingga, maka persamaan yang digunakan menjadi non-linier. Hal ini berarti bahwa setiap tahapan perhitungan harus diselesaikan dalam beberapa langkah perhitungan (langkah pembebanan). Bagian penting dari suatu prosedur penyelesaian non-linier adalah pemilihan ukuran dari langkah pembebanan serta algoritma penyelesaian yang digunakan. Dalam setiap langkah pembebanan, kesalahan keseimbangan dalam solusi secara berurutan dan terus-menerus direduksi dengan menggunakan serangkaian iterasi. Prosedur iterasi didasarkan pada sebuah metode tegangan awal yang dipercepat. Jika langkah perhitungan mempunyai ukuran yang tepat, maka jumlah iterasi yang diperlukan untuk mencapai keseimbangan atau keseimbangan akan relatif sedikit yang umumnya berkisar antara lima hingga sepuluh. Jika langkah perhitungan terlalu kecil, maka diperlukan langkah perhitungan dalam jumlah besar untuk mencapai tingkat beban yang diinginkan sehingga membutuhkan waktu perhitungan yang lama. Sebaliknya, jika langkah perhitungan mempunyai ukuran yang terlalu besar maka jumlah iterasi yang diperlukan untuk mencapai keseimbangan dapat menjadi sangat besar atau prosedur penyelesaian bahkan dapat menghasilkan divergensi. Dalam PLAXIS terdapat beberapa pilihan prosedur penyelesaian untuk masalah plastisitas non-linier. Seluruh prosedur berdasarkan pada suatu pemilihan ukuran langkah perhitungan secara otomatis. Prosedur-prosedur yang tersedia adalah Peningkatan beban kondisi batas, Jumlah langkah peningkatan beban dan Peningkatan waktu otomatis. Pengguna tidak perlu khawatir tentang pemilihan prosedur yang sesuai karena PLAXIS secara otomatis menggunakan prosedur yang paling tepat untuk menjamin kinerja perhitungan yang optimum. Prosedur peningkatan beban otomatis diatur oleh beberapa parameter pengatur perhitungan (Bab 4.6.1). Telah tersedia pengaturan pra-pilih untuk hampir seluruh parameter pengatur, yang menghasilkan keseimbangan antara kehandalan, akurasi dan efisiensi. Pengguna dapat mempengaruhi prosedur penyelesaian otomatis dengan secara manual mengubah parameter-parameter pengatur. Dengan cara ini dapat diterapkan pengaturan ukuran langkah perhitungan dan tingkat akurasi yang lebih ketat. Sebelum 4-10
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN melanjutkan ke parameter-parameter pengatur perhitungan, akan dibahas terlebih dahulu mengenai prosedur penyelesaian itu sendiri secara mendetil. 4.5.1
ALGORITMA UKURAN LANGKAH OTOMATIS
Kedua prosedur Peningkatan beban (Kondisi batas dan Jumlah langkah perhitungan) menggunakan suatu algoritma ukuran langkah secara otomatis (Referensi 18). Ukuran dari langkah beban pertama dapat ditentukan secara otomatis (Bab 4.5.2) maupun secara manual oleh pengguna (Bab 4.5.3), tergantung dari algoritma yang diterapkan. Algoritma ukuran langkah otomatis untuk perhitungan selanjutnya akan dibahas berikut ini. Saat sebuah langkah beban baru diaplikasikan, serangkaian iterasi dijalankan untuk mencapai keseimbangan. Ada tiga buah kemungkinan hasil yang diperoleh dari proses ini, yaitu : •
Kasus 1 : Solusi mencapai keseimbangan dalam sejumlah iterasi yang kurang dari parameter pengatur Minimum yang dikehendaki. Secara pra-pilih, Minimum yang dikehendaki adalah 4, tetapi nilai ini dapat diubah dalam Pengaturan manual dari Prosedur iterasi di dalam lembar-tab Parameter. Jika jumlah iterasi yang lebih kecil dibandingkan dengan yang diperlukan untuk mencapai kondisi maka langkah perhitungan diasumsikan terlalu kecil. Pada kasus ini, ukuran dari peningkatan beban akan dikalikan dua dan dilakukan iterasi lebih lanjut untuk mencapai keseimbangan.
•
Kasus 2 : Solusi gagal mencapai konvergensi dalam jumlah iterasi maksimum sebesar Maksimum yang dikehendaki. Secara pra-pilih, Maksimum yang dikehendaki adalah 10, tetapi nilai ini dapat diubah dalam Pengaturan manual dari Prosedur iterasi di dalam lembar-tab Parameter. Jika solusi gagal mencapai konvergensi dalam jumlah iterasi maksimum maka langkah perhitungan diasumsikan terlalu besar. Pada kasus ini, ukuran dari peningkatan beban akan dibagi dua dan prosedur iterasi dilanjutkan.
•
Kasus 3 : Jumlah iterasi yang diperlukan berada di antara Minimum yg dikehendaki dan Maksimum yang dikehendaki, yaitu dimana ukuran peningkatan beban diasumsikan telah memuaskan. Setelah proses iterasi selesai maka langkah perhitungan berikutnya dimulai. Ukuran awal dari langkah perhitungan ini akan dibuat sama dengan ukuran langkah perhitungan sebelumnya yang telah berhasil tersebut.
Jika hasil yang diperoleh adalah kasus 1 atau kasus 2, maka proses peningkatan atau pengurangan ukuran langkah perhitungan akan terus dilakukan hingga kasus 3 tercapai. 4.5.2
KONDISI BATAS PENINGKATAN BEBAN
Algoritma ukuran langkah otomatis ini terutama digunakan untuk tahapan-tahapan perhitungan dimana suatu 'kondisi' tertentu atau tingkat beban tertentu ('kondisi batas' atau 'tingkat batas') harus dicapai. Prosedur ini akan menghentikan proses perhitungan jika kondisi yang ditentukan atau tingkat beban tercapai, atau jika terjadi keruntuhan 4-11
MANUAL ACUAN dalam massa tanah. Secara pra-pilih, jumlah Langkah tambahan diatur sebesar 250, tetapi parameter ini tidak mempunyai peranan yang penting, karena dalam kebanyakan kasus perhitungan akan berhenti sebelum jumlah langkah tambahan tercapai. Sifat penting dari prosedur perhitungan ini yang dimasukkan oleh pengguna adalah kondisi atau nilai beban total yang akan diaplikasikan. Suatu perhitungan Plastis dimana Masukan pembebanan diatur pada Tahapan konstruksi atau Faktor pengali total menggunakan prosedur Kondisi batas peningkatan beban ini. Ukuran dari langkah beban pertama diperoleh secara otomatis dengan menggunakan salah satu dari metode berikut : •
PLAXIS melakukan langkah perhitungan percobaan dan menentukan suatu ukuran langkah yang tepat berdasarkan percobaan ini.
•
PLAXIS mengatur agar ukuran langkah beban sama dengan ukuran langkah beban final dari perhitungan sebelumnya.
Metode pertama adalah metode yang umum digunakan. Metode kedua hanya akan digunakan jika beban yang diberikan untuk langkah beban saat ini adalah sama dengan yang diaplikasikan pada langkah beban sebelumnya, misalnya jika jumlah langkah beban yang diaplikasikan dalam perhitungan sebelumnya ternyata tidak memadai. Perhitungan akan berlanjut hingga salah satu dari tiga kriteria berikut telah dipenuhi : •
Beban total yang ditentukan telah diaplikasikan. Dalam kasus ini tahapan perhitungan telah berhasil diselesaikan dan dalam kotak Informasi perhitungan pada lembar-tab Umum akan menampilkan pesan : Kondisi batas yang diberikan sepenuhnya tercapai.
•
Langkah beban tambahan maksimum telah diaplikasikan. Pada kasus ini perhitungan akan berhenti sebelum beban total yang diberikan diaplikasikan secara penuh. Kotak Informasi perhitungan akan menampilkan pesan : Kondisi batas yang diberikan tidak tercapai; Langkah beban tidak memadai. Disarankan untuk melakukan perhitungan ulang dengan jumlah Langkah tambahan yang lebih banyak.
•
Beban runtuh telah tercapai. Dalam kasus ini beban total yang diberikan belum sepenuhnya diaplikasikan. Keruntuhan diasumsikan terjadi jika besarnya beban yang diberikan tetap berkurang dalam dua langkah perhitungan yang berurutan. Kotak Informasi perhitungan akan menampilkan pesan : Kondisi batas yang diberikan tidak tercapai; Massa tanah runtuh.
4.5.3
PENINGKATAN PERHITUNGAN
BEBAN
DENGAN
JUMLAH
LANGKAH
Algoritma ukuran langkah otomatis ini akan selalu melakukan perhitungan sesuai dengan jumlah Langkah tambahan yang diberikan. Secara umum algoritma ini menggunakan tahapan perhitungan dimana mekanisme keruntuhan secara penuh dibentuk dalam analisis, Suatu analisis keamanan dengan menggunakan Reduksi phi-c
4-12
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN atau perhitungan Plastis dimana Masukan pembebanan diatur ke Peningkatan faktor pengali menggunakan prosedur Peningkatan beban jumlah langkah perhitungan ini. Jika digunakan pilihan ini maka pengguna perlu menentukan ukuran langkah awal. Setelah langkah pertama diselesaikan maka program akan menggunakan algoritma ukuran langkah otomatis standar untuk menentukan ukuran dari langkah-langkah berikutnya. Tidak dapat ditentukan sebelumnya berapa tingkat beban yang akan tercapai pada akhir dari perhitungan. Berbeda dengan prosedur Kondisi batas, perhitungan tidak akan dihentikan walaupun keruntuhan telah tercapai. 4.5.4
PENINGKATAN WAKTU OTOMATIS (KONSOLIDASI)
Saat Jenis perhitungan diatur ke Konsolidasi maka prosedur Peningkatan waktu otomatis akan digunakan. Prosedur ini secara otomatis akan memilih langkah waktu yang sesuai untuk suatu analisis konsolidasi. Jika perhitungan berjalan lambat, dengan hanya menghasilkan beberapa iterasi saja untuk tiap langkahnya, maka program akan memilih langkah waktu yang lebih besar. Jika perhitungan menggunakan terlalu banyak iterasi akibat meningkatnya plastisitas, maka program akan mengambil langkah waktu yang lebih kecil. Langkah waktu pertama dalam analisis konsolidasi umumnya didasarkan pada parameter Langkah waktu pertama. Parameter ini secara pra-pilih didasarkan pada langkah waktu minimum yang disarankan (langkah waktu kritis keseluruhan) seperti dijelaskan pada Bab 4.6.1. Parameter Langkah waktu pertama dapat diubah dalam Pengaturan manual pada Prosedur iterasi. Pengguna harus berhati-hati dengan penggunaan langkah waktu yang lebih kecil daripada langkah waktu minimum yang disarankan. Dalam suatu analisis konsolidasi dimana Masukan pembebanan diatur ke Peningkatan faktor pengali, langkah waktu pertama yang diaplikasikan akan didasarkan pada parameter Peningkatan waktu dan bukan parameter Langkah waktu pertama. Dalam kasus ini, Langkah tambahan yang ditentukan selalu dilakukan secara penuh. Dalam analisis konsolidasi dimana Masukan pembebanan diatur ke Tahapan konstruksi atau Tekanan air pori minimum, maka Langkah tambahan yang diberikan akan menjadi batas atas. Pada kasus seperti ini, perhitungan umumnya akan berhenti lebih awal jika dijumpai kondisi yang lain. 4.6
PARAMETER PENGATUR PERHITUNGAN
Lembar-tab Parameter digunakan untuk mendefinisikan parameter pengatur dari tahapan perhitungan tertentu serta prosedur penyelesaiannya (Gambar 4.3). Lembar-tab ini memuat parameter-parameter berikut :
Langkah tambahan Parameter ini menyatakan maksimum yang dikehendaki dari langkah perhitungan (langkah beban) yang dilakukan dalam tahapan perhitungan tertentu. 4-13
MANUAL ACUAN Jika suatu perhitungan Plastis atau suatu analisis Konsolidasi dipilih sebagai Jenis perhitungan dan Masukan pembebanan diatur ke Tahapan konstruksi, Faktor pengali total atau Tekanan air pori minimum, maka Langkah tambahan akan menjadi batas atas dari jumlah langkah aktual yang akan dieksekusi. Umumnya diinginkan agar perhitungan telah selesai sebelum mencapai jumlah langkah tambahan dan berhenti sesuai dengan kriteria pertama atau ketiga seperti telah dijelaskan dalam Bab 4.5.2 (Kondisi batas yang diberikan sepenuhnya tercapai atau Massa tanah runtuh). Jika perhitungan seperti ini mencapai maksimum yang dikehendaki dari langkah tambahan, umumnya hal ini mempunyai arti bahwa kondisi batas belum tercapai. Secara pra-pilih, parameter Langkah tambahan adalah sebesar 250, yang umumnya memadai untuk menyelesaikan suatu tahapan perhitungan. Meskipun demikian angka ini dapat diubah dari 1 hingga 1000. Jika suatu perhitungan Plastis atau suatu analisis Konsolidasi dipilih sebagai Jenis perhitungan dan Masukan pembebanan diatur ke Peningkatan faktor pengali, maka Langkah tambahan harus ditentukan ke suatu bilangan bulat positif yang menyatakan jumlah langkah yang diperlukan untuk tahapan perhitungan ini. Dalam kasus ini, jumlah langkah tambahan selalu dieksekusi secara penuh. Secara pra-pilih, parameter Langkah tambahan diatur sebesar 250, tetapi angka ini dapat diubah dari 1 hingga 1000. Hal ini juga berlaku untuk perhitungan Reduksi phi-c, kecuali parameter langkah tambahan pada Reduksi phi-c secara pra-pilih diatur sebesar 30.
Gambar 4.3 Lembar-tab Parameter dari jendela Perhitungan
Atur perpindahan menjadi nol Pilihan ini dapat digunakan jika perpindahan yang tidak relevan dari langkah-langkah perhitungan sebelumnya akan diabaikan pada awal tahapan perhitungan saat ini, sehingga perhitungan yang baru dimulai dari kondisi perpindahan nol. Sebagai contoh, deformasi akibat beban gravitasi secara fisik tidak mempunyai arti, karena itu pilihan ini 4-14
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN dapat digunakan pada tahapan perhitungan setelah beban gravitasi untuk menghapus perpindahan-perpindahan ini. Jika pilihan ini belum digunakan maka peningkatan perpindahan yang terjadi pada tahapan perhitungan saat ini akan ditambahkan pada perpindahan yang terjadi tahapan sebelumnya. Penggunaan Atur perpindahan menjadi nol tidak mempengaruhi kondisi tegangan yang telah terbentuk. Penggunaan Atur perpindahan menjadi nol tidak perlu digunakan pada tahapan perhitungan setelah perhitungan dengan Jaring elemen yang diperbaharui digunakan. Walaupun demikian, jika suatu perhitungan dengan Jaring elemen yang diperbaharui dimulai dari suatu perhitungan yang tidak menggunakan Jaring elemen yang diperbaharui, maka pilihan Atur perpindahan menjadi nol harus digunakan dalam tahapan perhitungan dengan Jaring elemen yang diperbaharui ini.
Abaikan perilaku tak terdrainase Pilihan ini harus digunakan jika diinginkan untuk sementara mengabaikan efek perilaku tak terdrainase dalam situasi dimana dalam kumpulan data material yang digunakan Jenis material diatur ke Tak terdrainase. Seluruh klaster yang tak terdrainase untuk sementara waktu akan menjadi terdrainase. Tekanan air pori berlebih yang terbentuk pada tahapan sebelumnya akan tetap ada, tetapi tidak akan ada pembentukan tekanan air pori baru pada tahapan perhitungan tersebut. Beban gravitasi dari material tak terdrainase akan mengakibatkan tekanan air pori berlebih. Tegangan-tegangan akibat berat sendiri dari tanah, misalnya, akan didasarkan pada proses jangka panjang dimana pembentukan tekanan air pori berlebih tidak relevan. Dengan menggunakan pilihan Abaikan perilaku tak terdrainase, maka pengguna dapat mengatur agar material berperilaku tak terdrainase dari awal perhitungan untuk tahapan pembebanan utama dan mengabaikan perilaku tak terdrainase pada saat tahapan beban gravitasi. Karena itu, perilaku dari seluruh klaster yang tak terdrainase akan dianggap sebagai terdrainase dalam tahap perhitungan awal tersebut. Pilihan Abaikan perilaku tak terdrainase tidak tersedia untuk analisis konsolidasi, karena analisis konsolidasi tidak memperhitungkan Jenis material (terdrainase atau tak terdrainase) yang ditentukan dalam kumpulan data material.
Hapus langkah sebelumnya Pilihan ini secara pra-pilih telah diaktifkan untuk menghemat ruang dalam hard disk. Dengan pilihan ini maka seluruh langkah keluaran dalam tahapan perhitungan ini, kecuali satu langkah yang terakhir, akan dihapus setelah tahapan perhitungan tersebut berhasil diselesaikan. Umumnya langkah keluaran final memuat hasil yang paling relevan dari tahapan perhitungan tersebut, sedangkan langkah-langkah sebelumnya umumnya kurang penting. Jika diinginkan, pilihan ini dapat dinonaktifkan untuk mempertahankan seluruh langkah keluaran secara individual. Jika suatu tahapan perhitungan tidak berhasil diselesaikan maka seluruh langkah perhitungan akan dipertahankan, tanpa mempedulikan aktivasi pilihan Hapus langkah sebelumnya. Hal ini memungkinkan evaluasi tiap langkah untuk mencari penyebab tidak berhasilnya perhitungan tersebut. 4-15
MANUAL ACUAN 4.6.1
PARAMETER PENGATUR PROSEDUR ITERASI
Prosedur iterasi, khususnya pada prosedur peningkatan beban, dipengaruhi oleh beberapa parameter pengatur. Parameter-parameter ini dapat diatur dalam kotak Prosedur iterasi. PLAXIS memiliki sebuah pilihan untuk menggunakan Pengaturan standar untuk parameter-parameter ini, yang umumnya menghasilkan kinerja yang baik dari prosedur iterasi. Pengguna yang tidak terbiasa dengan pengaruh dari parameter pengatur untuk prosedur iterasi disarankan untuk menggunakan Pengaturan standar. Dalam beberapa situasi tertentu, mungkin diinginkan atau bahkan diperlukan untuk mengubah pengaturan standar. Dalam kasus ini pengguna harus memilih Pengaturan manual dan meng-klik tombol Tentukan dalam kotak Prosedur iterasi. Sebuah jendela akan muncul dimana parameter-parameter pengatur ditampilkan dengan nilainya (Gambar 4.4).
Gambar 4.4 Jendela parameter pengatur prosedur iterasi
Toleransi kesalahan Dalam analisis non-linier dimana sejumlah langkah perhitungan digunakan akan terjadi beberapa penyimpangan dari solusi eksak, seperti ditunjukkan dalam Gambar 4.5. Tujuan dari suatu algoritma penyelesaian adalah untuk memastikan bahwa kesalahan keseimbangan, baik secara lokal maupun global, tetap berada dalam batas-batas yang masih dapat diterima (Bab 4.17). Batasan kesalahan yang digunakan dalam PLAXIS berhubungan sangat erat dengan Toleransi kesalahan. Dalam setiap langkah, program perhitungan akan terus melanjutkan iterasi hingga kesalahan yang dihitung lebih kecil dari nilai yang ditentukan. Jika toleransi kesalahan diatur ke nilai yang tinggi maka perhitungan akan relatif cepat tetapi dapat menjadi kurang akurat. Jika digunakan toleransi kesalahan yang rendah, maka waktu komputasi dapat menjadi berlebihan. Pada umumnya, nilai toleransi kesalahan standar sebesar 0.01 dapat digunakan untuk sebagian besar perhitungan, tetapi untuk perhitungan hingga keruntuhan akan lebih mudah jika digunakan toleransi kesalahan 0.03 atan bahkan 0.05.
4-16
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN
beban
solusi numerik
solusi eksak
perpindahan
Gambar 4.5 Perbandingan antara solusi pendekatan dan eksak Jika sebuah perhitungan plastis menghasilkan beban keruntuhan yang cenderung berkurang secara tiba-tiba terhadap perpindahan yang semakin meningkat, kemungkinan hal ini merupakan suatu indikasi penyimpangan yang berlebihan dari solusi elemen hingga terhadap solusi eksak. Pada kasus-kasus seperti ini perhitungan harus diulangi dengan menggunakan nilai toleransi kesalahan yang lebih rendah. Lihat Bab 4.17 untuk informasi lebih lanjut mengenai prosedur pemeriksaan kesalahan yang digunakan oleh PLAXIS.
Relaksasi-berlebih
beban
beban
Untuk mereduksi jumlah iterasi yang diperlukan untuk mencapai konvergensi, PLAXIS menggunakan suatu prosedur relaksasi-berlebih seperti ditunjukkan dalam Gambar 4.6. Parameter yang mengatur derajat relaksasi-berlebih adalah faktor relaksasi-berlebih. Nilai batas atas teoritis adalah 2.0, tetapi nilai ini tidak boleh digunakan. Untuk tanah dengan sudut geser yang rendah, misalnya untuk φ < 20°, faktor relaksasi-berlebih sekitar 1.5 cenderung akan mengoptimasi prosedur iterasi. Jika masalah yang dihadapi adalah tanah dengan sudut geser yang lebih tinggi, maka diperlukan nilai faktor relaksasi-berlebih yang lebih rendah. Nilai standar sebesar 1.2 umumnya dapat diterima dalam sebagian besar perhitungan.
relaksasi-berlebih > 1
relaksasi-berlebih = 1
(a)
perpindahan
(b)
perpindahan
Gambar 4.6 Proses iterasi dengan (a) dan tanpa (b) relaksasi-berlebih 4-17
MANUAL ACUAN
Minimum dan maksimum yang dikehendaki Nilai ini menyatakan jumlah iterasi maksimum yang diijinkan dalam tiap langkah perhitungan secara individual. Pada umumnya, prosedur penyelesaian akan membatasi jumlah iterasi dalam perhitungan. Parameter ini dibutuhkan hanya untuk memastikan agar waktu komputasi tidak menjadi berlebihan akibat kesalahan dalam penentuan parameter untuk perhitungan. Nilai standar untuk Iterasi maksimum adalah 50, tetapi nilai dapat diubah dari 1 hingga 100. Jika jumlah iterasi maksimum yang diijinkan telah tercapai dalam langkah perhitungan final dari suatu tahapan perhitungan, maka hasil final yang diperoleh mungkin tidak akurat. Jika kasus ini yang terjadi maka dalam kotak Informasi pada lembar-tab Umum akan menampilkan pesan 'Jumlah iterasi maksimum tercapai'. Situasi seperti ini kadangkadang terjadi jika proses penyelesaian tidak mencapai konvergensi. Hal ini dapat diakibatkan oleh berbagai hal, tetapi umumnya merupakan indikasi adanya kesalahan masukan.
Minimum dan Maksimum yang dikehendaki Jika suatu perhitungan Plastis atau analisis Reduksi phi-c dipilih sebagai jenis perhitungan maka PLAXIS akan menggunakan suatu algoritma ukuran langkah otomatis (Kondisi batas peningkatan beban atau Jumlah langkah perhitungan). Prosedur ini diatur oleh dua buah parameter Minimum yang dikehendaki dan Maksimum yang dikehendaki, yang menyatakan jumlah iterasi minimum dan jumlah iterasi maksimum yang diinginkan dalam tiap langkah perhitungan. Nilai standar dari kedua parameter ini masing-masing adalah 6 dan 15, tetapi angka tersebut dapat diubah dari 1 hingga 100. Untuk informasi detil mengenai algoritma ukuran langkah otomatis lihat Bab 4.5.1 hingga 4.5.3. Pengguna dapat mengubah nilai minimum dan maksimum yang dikehendaki dari nilai standarnya jika diperlukan. Pada beberapa kasus, misalnya saat algoritma ukuran langkah otomatis menghasilkan ukuran langkah yang terlalu besar sehingga tidak dapat membentuk kurva beban-perpindahan yang halus. Hal ini umumnya terjadi pada pemodelan tanah dengan sudut geser yang rendah. Untuk menghasilkan respon bebanperpindahan yang lebih halus dalam kasus ini, perhitungan harus dilakukan ulang dengan dengan parameter yang lebih rendah, misalnya : Minimum yang dikehendaki = 3
Maksimum yang dikehendaki = 7
jika sudut geser tanah relatif tinggi, atau jika digunakan model tanah tingkat lanjut, maka akan lebih tepat untuk meningkatkan maksimum yang dikehendaki dan maksimum dari nilai standarnya untuk memperoleh solusi tanpa waktu komputasi yang terlalu lama. Pada kasus semacam ini disarankan nilai-nilai berikut : Minimum yang dikehendaki = 7
Maksimum yang dikehendaki = 15
Pada kasus ini juga disarankan untuk meningkatkan Iterasi maksimum menjadi 75.
4-18
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN
Kontrol panjang busur Prosedur kontrol panjang busur adalah suatu metode yang secara pra-pilih digunakan dalam perhitungan Plastis atau Reduksi phi-c untuk memperoleh besarnya beban runtuh yang wajar dalam suatu perhitungan yang mengatur pembebanan (Referensi 10). Kontrol panjang busur tidak tersedia dalam analisis Konsolidasi. Prosedur iterasi yang digunakan jika kontrol panjang busur tidak digunakan ditunjukkan dalam Gambar 4.7a untuk kasus dimana beban runtuh sedang didekati. Dalam kasus yang ditunjukkan tersebut, algoritma perhitungan tidak akan mengalami konvergensi. Namun jika digunakan kontrol panjang busur, program secara otomatis akan mengevaluasi besarnya beban eksternal yang harus diaplikasikan untuk mencapai beban runtuh seperti ditunjukkan oleh Gambar 4.7b. beban
beban
langkah 3
langkah 3
langkah 2
langkah 2 (a)
busur
(b)
langkah 1
langkah 1 kontrol beban perpindahan
kontrol panjang busur perpindahan
Gambar 4.7 Prosedur iterasi untuk kontrol beban normal (a) dan panjang busur (b) Kontrol panjang busur diaktifkan dengan memilih check box kontrol panjang busur dalam jendela parameter pengatur prosedur iterasi. Prosedur kontrol panjang busur sebaiknya digunakan untuk perhitungan-perhitungan yang mengatur pembebanan, dan jika diinginkan dapat dinonaktifkan untuk perhitungan yang berorientasi pada perpindahan yang terjadi. Saat menggunakan Peningkatan faktor pengali sebagai masukan pembebanan, kontrol panjang busur akan mempengaruhi peningkatan beban yang dihasilkan, sehingga peningkatan beban yang diaplikasikan selama perhitungan umumnya akan lebih kecil daripada nilai yang ditentukan pada awal analisis. Petunjuk :
Penggunaan kontrol panjang busur kadang-kadang menyebabkan pengurangan beban secara tiba-tiba (yaitu perubahan mendadak pada peningkatan perpindahan dan peningkatan beban) saat massa tanah masih jauh dari kondisi runtuh. Jika hal ini terjadi, maka penguna disarankan untuk menonaktifkan Kontrol panjang busur dan mengulangi perhitungan. Perhatikan bahwa masalah konvergensi dapat muncul jika kontrol panjang busur dinonaktifkan saat kondisi keruntuhan didekati.
4-19
MANUAL ACUAN
Langkah waktu pertama Langkah waktu pertama adalah peningkatan waktu yang digunakan dalam langkah perhitungan pertama dari suatu analisis Konsolidasi, kecuali jika menggunakan Peningkatan faktor pengali sebagai Masukan pembebanan. Secara pra-pilih langkah waktu pertama bernilai sama dengan langkah waktu kritis keseluruhan seperti dijelaskan berikut ini. Pengguna harus berhati-hati dengan penggunaan langkah waktu yang lebih kecil dari langkah waktu yang disarankan. Seperti pada sebagian besar prosedur integrasi, akurasi akan meningkat saat langkah waktu diperkecil, tetapi untuk masalah konsolidasi ada suatu nilai ambang tertentu. Di bawah suatu peningkatan waktu tertentu (langkah waktu kritis) akurasi akan secara cepat berkurang. Untuk konsolidasi satu dimensi (aliran vertikal) langkah waktu kritis dihitung sebagai berikut :
Δtcritical =
H 2 ⋅ γ w ⋅ (1 − 2 ⋅ν ) ⋅ (1 + ν ) 80 ⋅ k y ⋅ E ⋅ (1 − ν )
(segitiga dengan 15 titik nodal)
Δtcritical =
H 2 ⋅ γ w ⋅ (1 − 2 ⋅ν ) ⋅ (1 + ν ) 40 ⋅ k y ⋅ E ⋅ (1 − ν )
(segitiga dengan 6 titik nodal)
Dimana γw adalah berat isi fluida dalam pori, ν adalah angka Poisson, ky adalah permeabilitas dalam arah vertikal, E adalah modulus elastisitas Young, dan H adalah tinggi dari elemen yang digunakan. Jaring elemen yang lebih halus dapat menggunakan langkah waktu yang lebih kecil daripada jaring elemen yang kasar. Untuk jaring elemen yang tidak beraturan dengan ukuran elemen yang berbeda-beda atau saat bekerja dengan berbagai lapisan tanah yang berbeda yang mempunyai nilai k, E dan ν yang berbedabeda pula, maka persamaan di atas akan memberikan nilai yang berbeda-beda pula. Untuk berada pada sisi yang aman, maka langkah waktu yang digunakan sebaiknya ditentukan agar tidak lebih kecil dari nilai langkah waktu kritis terbesar dari seluruh elemen secara individual. Nilai langkah waktu kritis keseluruhan ini secara otomatis digunakan sebagai Langkah waktu pertama dalam suatu analisis Konsolidasi. Referensi 21 dapat dibaca sebagai pengenalan terhadap konsep langkah waktu kritis, sedangkan informasi yang lebih detil mengenai berbagai jenis elemen hingga diberikan oleh Referensi 16.
Ekstrapolasi Ekstrapolasi merupakan suatu prosedur numerik, yang jika dimungkinkan akan secara otomatis digunakan di dalam PLAXIS, saat suatu pembebanan tertentu yang telah diaplikasikan dalam langkah perhitungan sebelumnya dilanjutkan pada langkah berikutnya. Dalam kasus ini, solusi perpindahan untuk peningkatan beban sebelumnya dapat digunakan sebagai estimasi awal dari solusi untuk peningkatan beban yang baru. Meskipun estimasi awal ini umumnya tidak eksak (karena perilaku tanah yang nonlinier), solusi ini umumnya lebih baik dibandingkan solusi menurut metode tegangan awal (didasarkan pada penggunaan matriks kekakuan elastis) (Gambar 4.8). 4-20
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN Setelah iterasi pertama, iterasi berikutnya kemudian didasarkan pada matriks kekakuan elastis, seperti dalam metode tegangan awal (Referensi 22). Selain itu, dengan menggunakan Ekstrapolasi, jumlah iterasi total yang diperlukan untuk mencapai keseimbangan akan lebih kecil dibandingkan jika tidak menggunakan ekstrapolasi. Prosedur ekstrapolasi khususnya akan berguna pada tanah dengan perilaku yang sangat plastis. beban
beban
tanpa ekstrapolasi
(a)
perpindahan
dengan ekstrapolasi
(b)
perpindahan
Gambar 4.8 Perbedaan antar prediksi elastis (a) dan ekstrapolasi dari langkah sebelumnya (b) 4.6.2
MASUKAN PEMBEBANAN
Kotak Masukan pembebanan digunakan untuk menentukan jenis pembebanan yang akan digunakan dalam suatu tahapan perhitungan tertentu. Hanya satu jenis pembebanan saja yang dapat diaktifkan untuk tiap tahapan perhitungan. Dalam perhitungan Plastis, dibedakan jenis-jenis Masukan pembebanan sebagai berikut : •
Pembebanan akibat adanya perubahan kombinasi beban, kondisi tegangan, berat dan kekuatan atau kekakuan dari elemen, yang diaktifkan dengan mengubah beban dan konfigurasi geometri atau distribusi tekanan air pori, dimasukkan dengan memilih Tahapan konstruksi. Pada kasus ini, tingkat pembebanan final yang harus dicapai pada akhir tahap perhitungan didefinisikan dengan menentukan geometri yang baru, konfigurasi beban dan/atau distribusi tekanan air pori, yang dilakukan dalam modus Tahapan konstruksi (Bab 4.7).
•
Pembebanan akibat adanya peningkatan atau pengurangan dari gaya eksternal yang telah ditentukan sebelumnya, yang diaktifkan dengan mengubah Faktor pengali total. Pada kasus ini, tingkat pembebanan final yang harus dicapai pada akhir tahap perhitungan didefinisikan dengan memasukkan nilai-nilai untuk Faktor pengali total dalam lembar-tab Pengali.
•
Pembebanan akibat adanya peningkatan atau pengurangan dari gaya eksternal yang telah ditentukan sebelumnya, yang diaktifkan dengan mengubah Peningkatan faktor 4-21
MANUAL ACUAN pengali. Pada kasus ini, peningkatan beban pertama didefinisikan dengan memasukkan nilai-nilai untuk Peningkatan faktor pengali dalam lembar-tab Pengali, dan pembebanan ini dilanjutkan pada langkah-langkah berikutnya. Saat memilih Reduksi phi-c maka hanya pilihan Peningkatan faktor pengali saja yang tersedia. Dalam suatu analisis Konsolidasi, tersedia pilihan-pilihan berikut : •
Konsolidasi dan pembebanan secara simultan akibat perubahan kombinasi beban, kondisi tegangan, berat dan kekuatan atau kekakuan dari elemen, yang diaktifkan dengan mengubah beban dan konfigurasi geometri atau distribusi tekanan air pori, dimasukkan dengan menggunakan pilihan Tahapan konstruksi. Perlu dimasukkan suatu nilai untuk Interval waktu, yang pada kasus ini menyatakan waktu konsolidasi total yang diaplikasikan dalam tahapan perhitungan saat ini. Peningkatan waktu pertama yang digunakan didasarkan pada parameter Langkah waktu pertama dalam jendela parameter Pengaturan manual. Pilihan Tahapan konstruksi juga harus digunakan jika diinginkan untuk melakukan konsolidasi pada rentang waktu tertentu meskipun tanpa penambahan pembebanan.
•
Konsolidasi tanpa tambahan pembebanan, hingga seluruh tekanan air pori berlebih telah berkurang hingga di bawah nilai minimum tertentu, yang ditentukan oleh parameter P-stop. Secara pra-pilih P-stop bernilai 1 satuan tegangan, tetapi nilai ini dapat diubah oleh pengguna. Perhatikan bahwa parameter P-stop merupakan suatu nilai absolut, yang berlaku untuk tegangan tekan maupun tegangan tarik. Masukan berupa suatu Interval waktu tidak dapat diaplikasikan disini, karena sebelumnya tidak dapat ditentukan berapa lama waktu yang diperlukan untuk memenuhi persyaratan tekanan air pori minimum. Langkah waktu pertama yang digunakan didasarkan pada parameter Langkah waktu pertama dalam kotak Parameter dalam jendela Pengaturan manual.
•
Konsolidasi dan pembebanan secara simultan akibat adanya peningkatan atau pengurangan dari gaya eksternal yang telah ditentukan sebelumnya, yang diaktifkan dengan mengubah Peningkatan faktor pengali. Perlu dimasukkan suatu nilai untuk parameter Peningkatan waktu dalam satuan waktu. Peningkatan waktu yang dimasukkan dalam kasus ini akan mengatur langkah waktu pertama yang digunakan dan menentukan kecepatan pembebanan, bersama dengan konfigurasi beban eksternal saat ini serta peningkatan faktor pengali dalam lembar-tab Pengali.
Tahapan konstruksi Jika dipilih Tahapan konstruksi dari kotak Masukan pembebanan, maka pengguna dapat menentukan kondisi baru yang harus dicapai pada akhir tahapan perhitungan. Tahapan baru ini dapat didefinisikan dengan menekan tombol Tentukan dan kemudian mengubah geometri, nilai masukan dari beban, serta konfigurasi beban dan distribusi tekanan air dalam modus Tahapan konstruksi. Pilihan Tahapan konstruksi juga dapat digunakan untuk melakukan perhitungan langkah-nol-plastis untuk menyelesaikan permasalahan adanya gaya-gaya yang tidak seimbang. Dalam kasus ini, tidak dilakukan perubahan apapun terhadap geometri, nilai beban, konfigurasi beban maupun distribusi tekanan air. 4-22
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN Sebelum menentukan tahapan konstruksi, nilai Interval waktu dari tahapan perhitungan harus dimasukkan terlebih dahulu. Interval waktu dinyatakan dalam satuan waktu. Nilai Interval waktu yang tidak nol hanya relevan dalam kasus analisis Konsolidasi atau jika digunakan model Soft Soil Creep (lihat Manual Model Material). Nilai yang diinginkan dapat dimasukkan dalam kotak Masukan pembebanan pada lembar-tab Parameter. Karena tahapan konstruksi dilakukan dengan menggunakan prosedur Kondisi batas peningkatan beban (Bab 4.5.2), maka tahapan perhitungan ini diatur oleh faktor pengali total (ΣMstage). Faktor pengali ini umumnya dimulai dari nol dan diharapkan untuk mencapai nilai 1.0 pada akhir dari suatu tahapan perhitungan. Walaupun demikian, dalam beberapa situasi khusus mungkin diperlukan untuk membagi suatu proses tahapan konstruksi menjadi beberapa tahapan perhitungan dan dilakukan pembagian dan untuk menentukan suatu nilai tertentu untuk ΣMstage. Hal ini dapat dilakukan dengan mengklik tombol Tingkat lanjut, yang hanya tersedia untuk suatu perhitungan Plastis. Sebuah jendela akan muncul dimana nilai batas dari ΣMstage dapat ditentukan. Pengguna perlu berhati-hati jika digunakan nilai batas yang lebih kecil dari 1.0 karena hal ini dapat menghasilkan gaya-gaya yang tidak seimbang. Perhitungan semacam ini harus selalu diikuti dengan perhitungan tahapan konstruksi yang lain. Sebelum jenis-jenis perhitungan yang lain dapat dimulai, nilai ΣMstage harus mencapai 1.0 terlebih dahulu. Hal ini dapat diverifikasi setelah suatu perhitungan dilakukan dengan menggunakan pilihan Nilai yang dicapai dalam lembar-tab Pengali (Bab 4.8.2).
Faktor pengali total Pilihan Faktor pengali total diaktifkan dalam kotak Masukan pembebanan, dan kemudian pengguna dapat memasukkan nilai faktor pengali yang akan diaplikasikan untuk konfigurasi beban eksternal saat ini. Nilai aktual dari beban yang diaplikasikan pada akhir tahapan perhitungan adalah hasil perkalian dari nilai beban yang dimasukkan dan nilai faktor pengali beban yang bersangkutan, tetapi jika tidak terjadi mekanisme keruntuhan atau pengurangan beban sebelumnya. Sebelum menentukan beban eksternal, Interval waktu dari perhitungan dapat ditentukan dalam kotak Masukan pembebanan pada lembar-tab Parameter. Interval waktu tersebut adalah waktu yang diikutsertakan dalam tahapan perhitungan saat ini, dinyatakan dalam satuan waktu seperti telah ditentukan dalam jendela Pengaturan global dari program Masukan. Nilai Interval waktu yang tidak nol hanya relevan dalam kasus analisis Konsolidasi atau jika digunakan model Soft Soil Creep. Kombinasi antara faktor pengali total dan interval waktu akan menentukan kecepatan pembebanan yang digunakan dalam perhitungan. Selain interval waktu, juga diberikan perkiraan total waktu hingga akhir dari tahapan perhitungan (Perkiraan waktu akhir), yang merupakan penjumlahan dari seluruh interval waktu dari tahapan-tahapan perhitungan sebelumnya termasuk tahapan saat ini. Jika tahapan perhitungan telah selesai dieksekusi, maka akan diberikan Waktu akhir aktual, yaitu waktu total yang secara aktual telah dicapai pada akhir dari tahapan perhitungan.
4-23
MANUAL ACUAN
Peningkatan faktor pengali Pengaktifan pilihan Peningkatan faktor pengali dalam kotak Masukan pembebanan memungkinkan pengguna untuk menentukan peningkatan faktor pengali beban yang akan diaplikasikan pada konfigurasi beban eksternal saat ini. Peningkatan beban awal yang digunakan dalam langkah pertama dari tahapan perhitungan adalah hasil perkalian dari nilai masukan beban dan peningkatan faktor pengali yang bersangkutan. Perhatikan bahwa peningkatan beban yang dihasilkan dalam langkah perhitungan pertama akan dipengaruhi oleh prosedur Kontrol panjang busur jika prosedur tersebut diaktifkan. Sebelum memasukkan suatu nilai peningkatan untuk beban eksternal, Peningkatan waktu dapat dimasukkan dalam kotak Masukan pembebanan pada lembar-tab Parameter. Hal ini hanya relevan pada suatu analisis Konsolidasi atau jika digunakan model Soft Soil Creep. Kombinasi antara peningkatan faktor pengali dan peningkatan waktu akan menentukan kecepatan pembebanan yang digunakan dalam perhitungan. Peningkatan waktu dinyatakan dalam satuan waktu seperti telah ditentukan dalam jendela Pengaturan global dari program Masukan.
Tekanan air pori minimum (konsolidasi) Pilihan untuk konsolidasi ini melibatkan suatu kriteria tambahan untuk menghentikan analisis. Jumlah langkah tambahan adalah maksimum yang dikehendaki yang tidak akan dicapai jika kriteria ini telah terpenuhi. Dalam kasus ini kriteria tersebut adalah tekanan air pori berlebih minimum tertentu P-stop. Perhitungan akan berhenti jika nilai tekanan air pori berlebih maksimum absolut telah lebih kecil dari nilai P-stop. Misalnya, saat nilai tekanan air pori berlebih maksimum telah mencapai nilai tertentu dalam proses pemberian beban, pengguna dapat memastikan bahwa proses konsolidasi tetap berjalan hingga nilai tekanan air pori pada seluruh titik nodal telah kurang dari P-stop. Derajat konsolidasi merupakan indikasi yang penting dari suatu proses konsolidasi. Secara singkat, derajat konsolidasi, x, didefinisikan sebagai proporsi dari penurunan final yang terjadi walaupun lebih banyak digunakan untuk menyatakan proporsi dari tekanan air yang telah berdisipasi hingga sekurangnya (100 – x)% dari nilainya sesaat setelah pembebanan. Pilihan Tekanan air pori minimum dapat digunakan untuk menentukan derajat konsolidasi final dalam suatu analisis. Untuk menentukan nilai tekanan air pori minimum yang tepat, P-stop, perlu untuk menentukan nilai tekanan air pori berlebih absolut maksimum sesaat setelah pembebanan. Parameter ini, Pmaks, ditampilkan dalam lembar-tab Pengali pada tahapan perhitungan sebelumnya dengan mengaktifkan pilihan Nilai yang tercapai (Bab 4.8.2). Nilai P-stop yang tepat dapat ditentukan dari persamaan berikut : P-stop = Pmaks ⋅ (100 – x)% Misalnya, untuk mencapai konsolidasi hingga 90% nilai yang tepat dari P-stop adalah sepersepuluh dari Pmaks.
4-24
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN
Peningkatan waktu, Interval waktu, Waktu akhir aktual, Perkiraan waktu akhir : Parameter-parameter waktu ini mengatur perkembangan dari waktu dalam perhitungan. Seluruh parameter waktu dinyatakan dalam satuan waktu seperti telah ditentukan dalam lembar-tab Dimensi pada jendela Pengaturan global. Nilai Peningkatan waktu atau Interval waktu yang tidak nol hanya relevan jika suatu analisis konsolidasi dilakukan atau jika digunakan model material yang tergantung pada waktu (misalnya model Soft Soil Creep). Arti dari parameter-parameter waktu tersebut adalah sebagai berikut : •
Peningkatan waktu adalah peningkatan dari waktu yang digunakan dalam sebuah langkah (langkah pertama) dalam tahapan perhitungan saat ini.
•
Interval waktu adalah rentang waktu total yang digunakan dalam tahapan perhitungan saat ini.
•
Waktu akhir aktual adalah akumulasi waktu aktual hingga akhir dari tahapan perhitungan yang telah diselesaikan.
•
Perkiraan waktu akhir adalah perkiraan akumulasi waktu pada akhir dari tahapan yang akan dihitung. Parameter ini diperkirakan dari Interval waktu pada tahapan perhitungan saat ini dan Waktu akhir aktual serta Perkiraan waktu akhir dari tahapan perhitungan sebelumnya.
4.7
TAHAPAN KONSTRUKSI
Tahapan konstruksi merupakan jenis Masukan pembebanan yang paling penting. Dalam fitur istimewa dari PLAXIS ini geometri dan konfigurasi beban dapat diubah dengan menonaktifkan atau mengaktifkan beban-beban, klaster-klaster volumetrik ataupun obyek-obyek struktural seperti telah dibentuk dalam masukan geometri. Tahapan konstruksi memungkinkan simulasi yang akurat dan realistis dari berbagai pembebanan dan proses konstruksi maupun galian. Pilihan ini juga dapat digunakan untuk mengubah kumpulan data material atau untuk mengubah distribusi tekanan air di dalam geometri. Untuk melakukan sebuah perhitungan tahapan konstruksi, pertama perlu dibentuk suatu model geometri yang meliputi seluruh obyek yang akan digunakan selama perhitungan. Obyek-obyek yang tidak dibutuhkan pada awal perhitungan harus dinonaktifkan dalam konfigurasi geometri awal pada akhir dari program Masukan (Bab 3.9.1). Sebuah analisis tahapan konstruksi dapat dieksekusi sebagai suatu perhitungan Plastis maupun sebagai suatu analisis Konsolidasi. Dalam lembar-tab Parameter, pilihan Tahapan konstruksi dapat diaktifkan di dalam kotak Masukan pembebanan. Setelah meng-klik tombol Tentukan maka program Masukan akan dijalankan dan jendela tahapan konstruksi akan muncul. Jendela ini serupa dengan jendela penentuan kondisi awal, kecuali bahwa pilihan-pilihan yang hanya relevan dengan kondisi awal (seperti Prosedur-K0) tidak dapat diaktifkan. Modus masukan geometri dalam program Masukan juga tidak dapat dimasuki dari jendela tahapan konstruksi. Di lain pihak, sekarang telah tersedia beberapa pilihan tahapan konstruksi yang spesifik.
4-25
MANUAL ACUAN Dengan cara yang serupa seperti pada jendela penentuan kondisi awal, jendela tahapan konstruksi terdiri dari dua buah modus, yaitu modus konfigurasi geometri dan modus kondisi air. Modus konfigurasi geometri dapat digunakan untuk mengaktifkan atau menonaktifkan pembebanan, klaster tanah dan obyek struktural serta untuk mengaplikasikan kumpulan data material pada klaster-klaster atau obyek-obyek struktural. Selain fasilitas-fasilitas ini, dalam tahapan konstruksi juga dapat dilakukan pemberian gaya prategang pada jangkar. Modus kondisi air dapat digunakan untuk membentuk distribusi tekanan air yang baru berdasarkan masukan dari garis freatik yang baru atau untuk melakukan perhitungan aliran air dalam tanah dengan kondisi-kondisi batas yang baru. Berpindah antara modus tekanan air dan modus konfigurasi geometri dapat dilakukan dengan menggunakan 'switch' pada toolbar. Setelah situasi yang baru didefinisikan, tombol Perbaharui harus ditekan untuk menyimpan informasi dan kembali ke program Perhitungan. Setelah itu tahapan perhitungan berikutnya dapat didefinisikan atau proses perhitungan dapat dimulai. Perubahan pada konfigurasi geometri atau pada kondisi air umumnya akan menghasilkan gaya-gaya yang tidak seimbang. Gaya-gaya yang tidak seimbang ini secara bertahap diaplikasikan pada jaring elemen hingga dengan menggunakan prosedur Kondisi batas peningkatan beban. Selama proses perhitungan suatu tahapan konstruksi, faktor pengali yang mengatur proses tahapan konstruksi (ΣMstage) ditingkatkan dari nol hingga ke tingkat batas (umumnya 1.0). Disamping itu, sebuah parameter yang menyatakan proporsi geometri yang aktif (ΣMarea) diperbaharui. 4.7.1
MENGUBAH KONFIGURASI GEOMETRI
Seperti pada konfigurasi geometri awal, klaster atau obyek struktural dapat diaktifkan atau dinonaktifkan untuk memodelkan suatu proses konstruksi atau galian. Hal ini dapat dilakukan dengan meng-klik obyek yang diinginkan pada model geometri. Saat mengklik suatu obyek, obyek tersebut akan berubah dari aktif ke non-aktif, dan sebaliknya. Jika terdapat lebih dari satu obyek pada suatu garis geometri (misalnya pelat dan beban merata), maka sebuah jendela pilihan akan muncul dimana obyek yang diinginkan dapat dipilih. Klaster tanah yang aktif ditampilkan dengan warna sesuai dengan warna kumpulan data material sedangkan klaster yang tidak aktif ditampilkan dengan warna latar belakang (putih). Obyek struktural ditampilkan dalam warna aslinya, sedangkan struktur yang tidak aktif ditampilkan dalam warna abu-abu. Dengan klik-ganda pada suatu obyek struktural, jendela sifat yang bersangkutan akan muncul dimana sifat dari obyek tersebut dapat diubah. Dalam jendela pilihan yang muncul setelah klik-ganda pada klaster tanah, pengguna dapat mengubah sifat material (Bab 4.7.5) atau mengaplikasikan suatu regangan volumetrik pada klaster tersebut (Bab 4.7.6).
4-26
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN Berbeda dengan PLAXIS versi sebelumnya, sekarang antarmuka dapat diaktifkan atau dinonaktifkan secara individual. Deaktivasi dari suatu antarmuka perlu dipertimbangkan dalam situasi-situasi berikut : •
Untuk menghindari interaksi tanah-struktur (terjadinya gelinciran dan celah), misalnya sebelum dinding turap atau terowongan diaktifkan (saat elemen pelat dari obyek tersebut belum diaktifkan).
•
Untuk menghindari tertahannya aliran air sebelum suatu struktur yang dimodelkan dengan elemen pelat diaktifkan.
Dalam setiap kasus, elemen antarmuka telah berada dalam jaring elemen hingga sejak semula. Walaupun demikian, kondisi-kondisi istimewa berikut diaplikasikan pada elemen-elemen antarmuka yang tidak aktif : •
Perilaku elastis murni (tanpa terjadinya gelinciran atau celah).
•
Derajat kebebasan tekanan air pori dalam pasangan titik nodal sepenuhnya disatukan (tidak ada pengaruh pada aliran dalam konsolidasi maupun perhitungan rembesan).
4.7.2
AKTIVASI DAN STRUKTURAL
DEAKTIVASI
KLASTER
ATAU
OBYEK
Klaster tanah dan obyek struktural dapat diaktifkan atau dinonaktifkan dengan mengklik klaster atau obyek geometri yang diinginkan dalam model geometri. Jangkar hanya dapat diaktifkan jika setidaknya salah satu dari klaster tanah atau elemen pelat dimana jangkar tersebut dihubungkan juga berada dalam kondisi aktif, dan jika tidak maka program perhitungan akan menonaktifkan jangkar tersebut secara otomatis. Pada awal dari suatu tahapan perhitungan, informasi mengenai obyek yang aktif dan non-aktif dalam model geometri ditransformasikan menjadi informasi pada tingkat elemen. Karena itu, deaktivasi dari klaster tanah akan menyebabkan deaktivasi dari elemen tanah yang bersangkutan selama proses perhitungan. Aturan-aturan berikut berlaku untuk elemen yang telah dinonaktifkan : •
Sifat seperti berat, kekakuan dan kekuatan, tidak ikut diperhitungkan.
•
Seluruh tegangan diatur menjadi nol.
•
Seluruh titik nodal yang tidak aktif akan mempunyai perpindahan nol.
•
Batas yang timbul akibat deaktivasi dari elemen secara otomatis dianggap sebagai batas bebas.
•
Tekanan air pori dalam kondisis statis (bukan tekanan air pori berlebih) selalu ikut diperhitungkan bahkan untuk elemen yang tidak aktif. Hal ini berarti bahwa PLAXIS secara otomatis akan membentuk tekanan air pori yang sesuai pada batas-batas yang terendam air akibat deaktivasi dari elemen-elemen tertentu. Hal ini dapat diperiksa saat masuk dalam modus kondisi air. Saat menonaktifkan klaster pada kasus galian yang berada di bawah garis freatik, maka galian tersebut akan tetap terisi dengan air. Sebaliknya, jika diinginkan untuk menyingkirkan air dari bagian yang digali 4-27
MANUAL ACUAN tersebut, maka distribusi tekanan air yang baru harus didefinisikan dalam modus kondisi air. Fitur ini didemonstrasikan dalam Pelajaran 4 dari Manual Latihan. •
Beban eksternal atau perpindahan tertentu yang bekerja pada bagian dari geometri yang tidak aktif tidak ikut diperhitungkan.
Untuk elemen-elemen yang sebelumnya tidak aktif dan kemudian diaktifkan (kembali) dalam suatu tahapan perhitungan tertentu, berlaku aturan-aturan berikut : •
Kekakuan dan kekuatan akan sepenuhnya diperhitungkan dari awal (yaitu langkah pertama) tahapan.
•
Pada prinsipnya berat akan sepenuhnya diperhitungkan dari awal tahapan perhitungan. Walaupun demikian, umumnya gaya-gaya yang tidak seimbang akan terjadi pada awal dari perhitungan tahapan konstruksi. Gaya-gaya yang tidak seimbang ini secara bertahap akan diselesaikan dalam langkah-langkah perhitungan berikutnya.
•
Tegangan yang terjadi akan dimulai dari nol.
•
Saat sebuah titik nodal menjadi aktif, perpindahan awal diperkirakan dari elemen yang baru saja diaktifkan dalam kondisi tanpa tegangan dan tanpa deformasi, sedemikian rupa sehingga elemen-elemen tersebut tepat berada dalam jaring elemen yang telah terdeformasi yang diperoleh dari langkah sebelumnya. Peningkatan perpindahan lebih lanjut akan ditambahkan pada nilai awal ini. Sebagai contoh adalah pada konstruksi timbunan yang dilakukan dalam beberapa lapisan yang ditinjau hanya dalam arah vertikal saja (kompresi satu dimensi). Dimulai dengan lapisan pertama yang diikuti dengan lapisan kedua diatasnya akan menghasilkan penurunan pada permukaan paling atas. Jika lapisan ketiga kenudian ditambahkan pada lapisan kedua, maka lapisan ketiga tersebut akan menerima deformasi awal sesuai dengan penurunan yang telah terjadi pada permukaan lapisan kedua.
•
Jika suatu elemen diaktifkan (kembali) dan Jenis material dari kumpulan data material yang digunakan diatur ke Tak terdrainase, maka elemen tersebut sementara waktu akan berperilaku terdrainase dalam tahapan perhitungan dimana elemen tersebut diaktifkan. Hal ini bertujuan untuk membentuk tegangan efektif akibat berat sendiri dari tanah yang baru saja diaktifkan tersebut. Jika elemen tersebut tetap aktif dalam tahapan perhitungan berikutnya, maka jenis perilaku material semula akan digunakan dalam tahapan-tahapan perhitungan tersebut.
4.7.3
MENGAKTIFKAN ATAU MENGUBAH BEBAN
Beban-beban yang dibentuk dalam masukan geometri akan dinonaktifkan dalam situasi awal, tetapi beban-beban tersebut dapat diaktifkan kembali dengan menggunakan tahapan konstruksi. Seperti pada kasus obyek struktural, beban dapat diaktifkan atau dinonaktifkan dengan meng-klik beban pada model geometri. Beban yang aktif akan ditampilkan dalam warna aslinya, sedangkan beban yang tidak aktif akan ditampilkan dengan warna abu-abu.
4-28
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN Saat mengaktifkan beban, nilai aktual dari beban yang diaplikasikan selama perhitungan ditentukan oleh nilai masukan dari beban dan nilai faktor pengali beban yang bersangkutan (ΣMloadA atau ΣMloadB).
Nilai masukan dari sebuah beban Secara pra-pilih, nilai masukan dari suatu beban diberikan pada saat pembuatan geometri. Nilai masukan dari beban dapat diubah dalam tiap tahapan perhitungan dalam lingkup Tahapan konstruksi. Hal ini dapat dilakukan dengan klik-ganda pada beban dalam geometri. Sebuah jendela akan muncul dimana nilai masukan dari beban dapat diubah. •
Setelah klik-ganda pada beban terpusat sebuah jendela akan muncul dimana komponen beban arah x dan y dapat langsung dimasukkan (Gambar 4.9).
•
Setelah klik-ganda pada beban merata sebuah jendela akan muncul dimana komponen beban arah x dan y dapat langsung dimasukkan pada dua titik geometri dari beban merata tersebut (Gambar 4.10).
Gambar 4.9 Jendela masukan untuk beban terpusat
Gambar 4.10 Jendela masukan untuk beban merata Tombol Tegak lurus dapat digunakan untuk memastikan agar beban merata bekerja tegak lurus terhadap garis geometri yang bersangkutan.
4-29
MANUAL ACUAN
Faktor pengali beban Nilai aktual dari beban yang diberikan selama perhitungan ditentukan oleh hasil perkalian antara nilai masukan dari beban dan faktor pengali beban yang bersangkutan (ΣMloadA atau ΣMloadB). Faktor pengali ΣMloadA digunakan untuk meningkatkan (atau mengurangi) seluruh sistem beban A secara global (beban terpusat dan beban merata), sedangkan ΣMloadB digunakan untuk mengubah seluruh sistem beban B (Bab 4.8.1). Walaupun demikian, umumnya tidak diperlukan untuk mengubah faktor pengali beban saat mengaplikasikan atau mengubah beban dengan menggunakan tahapan konstruksi karena program secara otomatis akan mengubah faktor pengali yang bersangkutan ke 1.0 jika sebelumnya bernilai 0.0. Perhatikan bahwa jika nilai yang telah ada untuk faktor pengali tidak nol maupun tidak sama dengan 1.0, maka nilai faktor pengali yang telah ada akan dipertahankan dan beban aktual yang digunakan dalam perhitungan akan berbeda dengan nilai masukan beban yang dimasukkan dalam modus tahapan konstruksi. 4.7.4
MENGAPLIKASIKAN PERPINDAHAN TERTENTU
Perpindahan tertentu (prescribed displacement) yang dibentuk dalam masukan geometri tidak secara otomatis diaplikasikan dalam perhitungan, tetapi perpindahan tersebut dapat diaktifkan dalam suatu proses tahapan konstruksi. Selama perpindahan tertentu tidak aktif, perpindahan tersebut tidak akan memberikan perubahan kondisi apapun pada model. Karena itu titik-titik nodal pada bagian-bagian model dimana perpindahan tertentu telah didefinisikan tetapi saat ini dalam kondisi tidak aktif, akan sepenuhnya dalam kondisi bebas. Serupa dengan beban, perpindahan tertentu dapat diaktifkan atau dinonaktifkan dengan memilih dan meng-klik perpindahan tertentu tersebut dalam geometri. Perpindahan tertentu yang aktif ditampilkan dalam warna aslinya, sedangkan perpindahan tertentu yang tidak aktif ditampilkan dalam warna abu-abu. Jika diinginkan untuk sementara waktu 'memperbaiki' titik-titik nodal dimana perpindahan tertentu dibentuk, nilai masukan dari perpindahan tertentu dapat diatur menjadi 0.0 daripada menonaktifkan perpindahan tertentu. Pada cara yang pertama perpindahan tertentu sebesar nol diberikan pada titik-titik nodal, sedangkan jika perpindahan tertentu dinonaktifkan maka titik-titik nodal tersebut akan bersifat bebas. Saat mengaktifkan perpindahan tertentu, nilai aktual dari perpindahan tertentu yang diaplikasikan selama perhitungan akan ditentukan oleh nilai masukan dari perpindahan tertentu dan faktor pengali beban yang bersangkutan (ΣMdisp).
Nilai masukan dari perpindahan tertentu Secara pra-pilih, nilai masukan dari sebuah perpindahan tertentu adalah nilai yang diberikan pada saat pembuatan geometri. Nilai masukan dari perpindahan tertentu dapat diubah dalam tiap tahapan perhitungan dengan menggunakan tahapan konstruksi. Hal ini dapat dilakukan dengan klik-ganda pada perpindahan tertentu dalam geometri. Sebuah jendela perpindahan tertentu akan muncul dimana nilai masukan dari perpindahan tertentu dapat diubah.
4-30
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN
Faktor pengali yang bersangkutan Nilai aktual dari perpindahan tertentu yang diaplikasikan selama perhitungan ditentukan oleh hasil perkalian antara nilai masukan dari perpindahan tertentu dan faktor pengali beban yang bersangkutan (ΣMdisp). Faktor pengali ΣMdisp digunakan untuk meningkatkan (atau mengurangi) seluruh perpindahan tertentu secara global (Bab 4.8.1). Walaupun demikian, umumnya tidak diperlukan untuk mengubah faktor pengali beban saat mengaplikasikan atau mengubah beban dengan menggunakan tahapan konstruksi karena program secara otomatis akan mengubah faktor pengali yang bersangkutan ke 1.0 jika sebelumnya bernilai 0.0. Perhatikan bahwa jika nilai yang telah ada untuk faktor pengali tidak nol maupun tidak sama dengan 1.0, maka nilai faktor pengali aktual yang digunakan dalam perhitungan akan berbeda dengan nilai masukan perpindahan tertentu yang dimasukkan dalam modus tahapan konstruksi. 4.7.5
MENGAPLIKASIKAN KEMBALI KUMPULAN DATA MATERIAL
Pilihan untuk mengaplikasikan kembali kumpulan data material dapat digunakan untuk memodelkan perubahan sifat material terhadap waktu selama berbagai tahapan konstruksi berlangsung. Pilihan ini juga dapat digunakan untuk memodelkan proses perbaikan tanah, misalnya dengan mengganti material tanah yang buruk dengan tanah yang lebih baik. Dengan klik-ganda pada suatu klaster tanah atau obyek struktural dalam model geometri, jendela sifat akan muncul dimana kumpulan data material dari obyek tersebut dapat diganti. Penggantian ini tidak dapat dilakukan dengan mengubah data dalam kumpulan data material, melainkan dengan menggunakan kumpulan data material lain yang sesuai. Hal ini untuk memastikan agar konsistensi data dalam kumpulan data material tidak berubah. Karena itu, jika diinginkan untuk mengubah sifat dari suatu klaster selama proses perhitungan, maka kumpulan data material tambahan harus telah dibentuk dalam pembuatan model geometri sebelumnya. Kumpulan data material dari klaster dapat diubah dengan menekan tombol Ubah. Basis data material akan ditampilkan beserta seluruh kumpulan data material yang telah ada. Parameter dari kumpulan data yang telah ada dapat dilihat (tetapi tidak diubah) dengan memilih data kumpulan yang diinginkan dan menekan tombol Tampilkan. Setelah memilih kumpulan data material yang diinginkan dari tree view basis data dan menekan tombol OK, maka kumpulan data tersebut akan diaplikasikan pada klaster tanah atau obyek struktural. Perubahan dari sifat tertentu, misalnya saat mengganti lapisan gambut dengan pasir padat, dapat menyebabkan gaya-gaya yang tidak seimbang. Gaya-gaya yang tidak seimbang ini akan diselesaikan dalam proses perhitungan tahapan konstruksi. Hal ini merupakan alasan terpenting mengapa penerapan kembali suatu kumpulan data material merupakan bagian dari suatu tahapan konstruksi.
4-31
MANUAL ACUAN
Gambar 4.11 Jendela sifat tanah Jika dilakukan suatu perubahan dalam kumpulan data untuk pelat, maka penting untuk diperhatikan bahwa perubahan rasio EI/EA akan mengubah tebal ekivalen deq sehingga akan menyebabkan suatu jarak yang memisahkan titik-titik tegangan. Jika hal ini dilakukan saat suatu gaya bekerja di dalam elemen balok, maka hal ini akan mengubah distribusi momen lentur, dimana hal ini tidak boleh terjadi. Karena itu, jika dilakukan perubahan sifat material pelat dalam analisis, harus diperhatikan agar rasio EI/EA tidak berubah. 4.7.6
MENERAPKAN REGANGAN VOLUMETRIK PADA KLASTER
Dalam PLAXIS pengguna dapat memberikan regangan volumetrik internal dalam klaster tanah. Pilihan ini dapat digunakan untuk memodelkan proses mekanik yang menghasilkan regangan volumetrik dalam tanah, seperti misalnya grouting. Dalam jendela sifat yang muncul setelah klik-ganda pada suatu klaster tanah, tekan tombol Regangan volumetrik. Dalam jendela regangan volumetrik yang muncul dapat ditentukan nilai regangan volumetrik. Selain itu, perkiraan dari perubahan volume total dinyatakan dalam satuan volume per satuan lebar dalam arah keluar dari bidang gambar.
Gambar 4.12 Jendela regangan volumetrik Berbeda dengan jenis pembebanan lainnya, regangan volumetrik tidak diaktifkan oleh faktor pengali tersendiri. Perhatikan bahwa regangan volumetrik yang diberikan tidak 4-32
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN selalu secara penuh diaplikasikan, tetapi tergantung dari kekakuan dari klaster-klaster dan obyek-obyek lain disekitarnya. Nilai regangan volumetrik positif menyatakan ekspansi atau muai volume, sedangkan nilai regangan volumetrik negatif menyatakan penyusutan volume. 4.7.7
PRATEGANG PADA JANGKAR
Pemberian gaya prategang pada jangkar dapat diaktifkan dalam modus konfigurasi geometri pada jendela tahapan konstruksi. Karena itu pada jangkar yang diinginkan harus dilakukan klik-ganda. Jendela sifat jangkar akan muncul dan menunjukkan nilai gaya prategang pra-pilih sebesar nol. Dengan mengaktifkan Atur gaya prategang maka nilai gaya prategang yang diinginkan dapat dimasukkan kotak isian. Gaya prategang harus diberikan dalam satuan gaya per satuan lebar dalam arah keluar dari bidang gambar. Perhatikan bahwa gaya tarik dianggap bernilai positif dan gaya tekan adalah negatif. Untuk menonaktifkan gaya prategang yang telah dimasukkan sebelumnya, pilihan Atur gaya prategang harus dinonaktifkan, dan bukan dengan memasukkan nilai nol untuk gaya prategang. Dengan menonaktifkan gaya prategang maka gaya jangkar akan berubah sesuai dengan perubahan tegangan maupun gaya dalam geometri, sedangkan pemberian nilai nol untuk gaya prategang akan mengakibatkan gaya jangkar tetap nol, yang umumnya tidak benar. Tekan tombol OK setelah memasukkan gaya prategang. Jendela sifat jangkar akan tertutup dan modus konfigurasi geometri akan aktif kembali, dimana jangkar dengan gaya prategang akan diindikasikan dengan hurup 'p'. Selama perhitungan tahapan konstruksi, jangkar dengan gaya prategang akan secara otomatis dinonaktifkan dan gaya sebesar gaya prategang tersebut akan diaplikasikan. Pada akhir perhitungan jangkar akan diaktifkan kembali dan gaya jangkar sebesar gaya prategang akan diterapkan, hanya jika tidak terjadi keruntuhan. Dalam perhitungan selanjutnya, jangkar akan dianggap sebagai elemen pegas dengan kekakuan tertentu, kecuali jika gaya prategang baru kembali diberikan. 4.7.8
APLIKASI KONTRAKSI DARI TEROWONGAN
Untuk memodelkan kehilangan volume tanah akibat konstruksi dinding terowongan, metode kontraksi atau penyusutan dapat digunakan. Dalam metode ini suatu kontraksi diaplikasikan pada dinding terowongan untuk memodelkan suatu reduksi dari luas penampang terowongan. Kontraksi dinyatakan dalam persentase, yang menyatakan rasio dari reduksi luas penampang terhadap luas penampang luar dari terowongan semula. Kontraksi hanya dapat diterapkan pada terowongan lingkaran (terowongan bor) dengan dinding terowongan menerus yang homogen (Bab 3.3.8). Kontraksi dapat diaktifkan dalam modus tahapan konstruksi dengan klik-ganda pada koordinat awal dari terowongan dimana kontraksi ingin diterapkan. Jendela kontraksi akan muncul dimana nilai kontraksi dapat dimasukkan. Berbeda dengan jenis pembebanan yang lain, kontraksi tidak diaktifkan dengan faktor pengali tersendiri.
4-33
MANUAL ACUAN Perhatikan bahwa nilai kontraksi yang dimasukkan tidak selalu sepenuhnya diaplikasikan, tetapi juga tergantung dari kekakuan dari klaster-klaster dan obyek-obyek lain disekitarnya. Hasil perhitungan kontraksi dapat dilihat pada program Keluaran (Bab 5.9.3). 4.7.9
MENGUBAH DISTRIBUSI TEKANAN AIR
Selain perubahan konfigurasi geometri, distribusi tekanan air dalam geometri juga dapat diubah. Contoh dari masalah yang dapat dianalisis dengan mengunakan pilihan ini adalah penurunan lapisan tanah lunak akibat turunnya elevasi muka air tanah, perubahan deformasi dan gaya pada dinding atau dinding terowongan akibat adanya galian dan dewatering, serta stabilitas tanggul sungai akibat naiknya permukaan air eksternal. Klik tombol sebelah kiri dari 'switch' pada toolbar untuk masuk ke dalam modus kondisi air dan mengubah distribusi tekanan air. Jendela yang muncul akan menampilkan kondisi saat ini termasuk garis freatik dan kondisi batas untuk perhitungan aliran air dalam tanah. Serangkaian garis freatik atau kondisi-kondisi batas untuk perhitungan aliran air dalam tanah sekarang dapat dibentuk. Deskripsi mengenai masukan dari garis freatik dan kondisi batas masing-masing dapat dilihat pada Bab 3.8.2 dan Bab 3.8.3. Setelah masukan yang baru, tekanan air kemudian harus dibentuk sebelum menekan tombol Perbaharui. Tekanan air dapat dibentuk dengan meng-klik tombol Hitung tekanan air dalam toolbar atau dengan memilih Tekanan air dari menu Hitung. Dalam jendela Perhitungan tekanan air harus ditentukan apakah tekanan air akan dibentuk berdasarkan garis freatik atau berdasarkan perhitungan aliran air dalam tanah. Dengan menekan tombol OK, perhitungan akan dimulai (Bab 3.8.4). Setelah perhitungan, distribusi tekanan air yang baru akan ditampilkan dalam program Keluaran. Dengan meng-klik tombol Perbaharui dalam program Keluaran, program akan tertutup dan kembali ke program Masukan. Dengan langsung menekan tombol Perbaharui dalam program Masukan, jendela tahapan konstruksi akan tertutup dan program Perhitungan akan muncul kembali. Kolom Air dalam daftar perhitungan sekarang akan menunjukkan nomor tahapan saat ini untuk mengindikasikan bahwa kondisi air telah diubah dalam tahapan ini. Nomor tahapan ini akan kembali muncul pada tahapan perhitungan berikutnya selama tekanan air tidak dibentuk kembali.
Galian dan dewatering Perhatian khusus diberikan disini untuk pemodelan dari galian bertahap serta dewatering, seperti telah dibahas dalam Pelajaran 4 (Bab 6) dalam Manual Latihan. Jika pemompaan air keluar dari suatu galian dilakukan dan dasar dari galian tidak sepenuhnya 'ditutup' dengan lapisan yang kedap air, maka akan terjadi aliran air dalam tanah. Proses ini dapat dimodelkan dalam PLAXIS dengan perhitungan aliran air dalam tanah. Aliran air dalam tanah akan mempengaruhi distribusi tekanan air pori dalam tanah disekitarnya. Kondisi batas untuk perhitungan aliran air dalam tanah pada situasi seperti itu dapat dengan mudah diatur dengan mengubah garis freatik hingga menyatakan garis freatik 4-34
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN awal pada batas geometri luar serta elevasi muka air tanah yang diturunkan dalam galian. Umumnya garis freatik seperti itu akan terdiri dari beberapa titik. Berdasarkan garis freatik ini PLAXIS secara otomatis menentukan tinggi tekan air tanah tertentu pada batas geometri yang permeabel, termasuk batas 'dalam' baru yang terjadi akibat adanya galian, yaitu garis geometri yang memisahkan antar klaster yang aktif dan yang tidak aktif. Dinding dapat dibuat kedap air dengan mengaktifkan antarmuka pada dinding tersebut, tetapi jika permeabilitas antarmuka tersebut diatur menjadi impermeabel (Bab 3.3.5). Jika hanya setengah sisi simetri saja dari galian yang dimodelkan, maka 'garis tengah' atau garis simetri harus diatur menjadi impermeabel dengan menggunakan pilihan Batas aliran tertutup. Pilihan ini juga dapat diaplikasikan pada batas bawah model jika pada kondisi sebenarnya kondisi tanah dasar adalah impermeabel. Setelah kondisi batas ditentukan, tekanan air dapat dibentuk dengan meng-klik tombol Hitung tekanan air pada toolbar. Dalam jendela perhitungan tekanan air pilih Perhitungan air tanah. Saat tekanan air dibentuk berdasarkan perhitungan aliran air dalam tanah, maka garis freatik global digunakan untuk menentukan kondisi batas pada perhitungan aliran air dalam tanah, sebagai dasar perhitungan tekanan air eksternal dalam analisis deformasi. Garis freatik global tidak mempunyai arti jika berada dalam klaster yang aktif, karena distribusi tekanan air pori dalam klaster tanah yang aktif dihitung dalam perhitungan aliran air dalam tanah berdasarkan kondisi batas dan permeabilitas tanah. 4.7.10
LANGKAH-NOL-PLASTIS
Tahapan konstruksi dapat digunakan untuk melakukan langkah-nol-plastis. Langkahnol-plastis adalah suatu tahapan konstruksi tanpa perubahan pembebaban apapun yang diberikan. Hal ini terkadang dibutuhkan untuk menyelesaikan ketidakseimbangan gayagaya yang besar. Situasi seperti ini dapat terjadi setelah suatu tahapan perhitungan dimana pembebanan yang besar diaktifkan, misalnya pada beban gravitasi. Dalam kasus ini tidak ada perubahan pada konfigurasi geometri atau pada kondisi air. Jika diinginkan, Toleransi kesalahan dapat direduksi dengan menggunakan Pengaturan manual dari Prosedur iterasi dalam lembar-tab Parameter. Saat membuat suatu tahapan perhitungan baru dengan menggunakan tombol Berikutnya atau Sisipkan dalam jendela Perhitungan, secara pra-pilih telah diatur agar tahapan tersebut dapat berlaku langsung sebagai langkah-nol-plastis. 4.7.11
TAHAPAN KONSTRUKSI DENGAN ΣMSTAGE < 1
Pada umumnya, faktor pengali total yang berhubungan dengan proses tahapan konstruksi, ΣMstage, meningkat dari nol hingga satu dalam tiap tahapan perhitungan dimana tahapan konstruksi telah dipilih sebagai masukan pembebanan. Dalam beberapa situasi khusus, akan berguna jika hanya melakukan sebagian dari tahapan konstruksi saja. Hal ini dapat dilakukan dengan meng-klik tombol Tingkat lanjut dalam lembar-tab Parameter dan menentukan tingkat batas dari ΣMstage lebih kecil dari 1.0. Nilai 4-35
MANUAL ACUAN masukan terendah yang diperbolehkan adalah 0.001. Jika ΣMstage lebih kecil dari angka ini, maka beban akan diabaikan dan perhitungan tidak dilakukan. Nilai yang lebih besar dari 1.0 tidak umum digunakan. Dengan memasukkan nilai 1.0 maka prosedur tahapam konstruksi aka dilakukan secara normal. Umumnya pengguna harus berhati-hati dengan tingkat batas dari ΣMstage yang lebih kecil dari 1.0, karena hal ini akan menghasilkan gaya-gaya yang tidak seimbang pada akhir dari tahapan perhitungan. Tahapan perhitungan seperti ini harus selalu diikuti oleh perhitungan tahapan konstruksi yang lain. Jika ΣMstage tidak ditentukan oleh penguna maka digunakan nilai pra-pilih 1.0, meskipun jika nilai yang lebih kecil dimasukkan pada tahapan perhitungan sebelumnya.
Konstruksi terowongan dengan ΣMstage < 1 Selain simulasi dari konstruksi terowongan beserta dinding terowongan dengan menggunakan metode kontraksi (Bab 4.7.8), dengan PLAXIS juga dapat dimodelkan proses konstruksi terowongan yang menggunakan dinding terowongan berupa beton yang disemprotkan (NATM). Hal utama dalam analisis tersebut adalah untuk mengikutsertakan efek busur (arching effect) secara tiga dimensi yang terjadi dalam tanah dan deformasi yang terjadi di sekeliling muka terowongan yang tidak didukung. Sebuah metode yang mengikutsertakan efek ini dalam perhitungan akan dijelaskan berikut ini. Ada beberapa metode yang telah dibahas dalam literatur untuk melakukan analisis dari terowongan yang dikonstruksikan sesuai dengan New Austrian Tunneling Method. Salah satu dari metode-metode tersebut adalah metode-β (Referensi 12), dimana beberapa peneliti lain juga memberikan metode yang serupa tetapi dengan nama-nama yang berbeda. Ide dari metode ini adalah bahwa tegangan inisial pk bekerja mengelilingi lokasi dimana terowongan akan dikonstruksikan dan dibagi menjadi bagian (1–β)⋅pk yang diaplikasikan pada terowongan tanpa dukungan dan bagian β⋅pk yang diaplikasikan pada terowongan dengan dukungan (Gambar 4.13). Nilai-β merupakan suatu 'nilai pengalaman', yang terutama bergantung pada rasio dari panjang terowongan yang tidak didukung terhadap diameter ekivalen dari terowongan. Nilai ini disarankan untuk diperoleh dari literatur (Referensi 12).
Gambar 4.13 Ilustrasi metode-β untuk analisis terowongan NATM
4-36
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN Sebagai penggati dari penggunaan nilai-β dalam PLAXIS, dapat digunakan pilihan tahapan konstruksi dengan tingkat batas ΣMstage yang direduksi. Pada kenyataannya, saat menonaktifkan klaster dalam terowongan, gaya-gaya yang tidak seimbang akan terbentuk yang sebanding dengan pk. Pada awal dari perhitungan tahapan konstruksi, saat ΣMstage masih nol, gaya ini diaplikasikan pada jaring elemen yang aktif dan secara bertahap akan dikurangi hingga mencapai nol dengan secara simultan meningkatkan ΣMstage menuju satu. Karena itu, nilai ΣMstage dapat dibandingkan dengan nilai 1–β. Agar langkah kedua dalam metode-β dapat dilakukan, maka nilai batas dari ΣMstage harus dibatasi hingga nilai 1–β saat menonaktifkan klaster dalam terowongan. Hal ini dapat dilakukan dengan meng-klik tombol Tingkat lanjut setelah pilihan Tahapan konstruksi diaktifkan dari kotak Masukan pembebanan dalam lembar-tab Parameter. Pengguna harus berhati-hati dengan penggunaan nilai ΣMstage yang lebih kecil dari 1.0 karena hal ini berhubungan dengan dihasilkannya gaya-gaya yang tidak seimbang pada akhir dari tahapan perhitungan. Dalam kasus ini tahapan perhitungan berikutnya adalah perhitungan tahapan konstruksi dimana konstruksi terowongan diselesaikan dengan mengaktifkan dinding terowongan. Secara pra-pilih, nilai batas ΣMstage adalah 1.0. Dengan demikian, gaya-gaya tidak seimbang yang masih ada akan diaplikasikan pada geometri termasuk juga pada dinding terowongan. Proses diatas dapat dirangkum sebagai berikut : 1.
Bentuk kondisi tegangan awal dan aplikasikan beban-beban eksternal yang telah ada sebelum terowongan dikonstruksikan.
2.
Nonaktifkan klaster dalam terowongan tanpa aktivasi dari dinding terowongan dan aplikasikan nilai ΣMstage sebesar 1–β.
3.
Aktifkan dinding terowongan.
4.7.12
PERHITUNGAN TAHAPAN KONSTRUKSI YANG TIDAK SELESAI
Pada awal dari perhitungan tahapan konstruksi, faktor pengali yang mengatur proses tahapan konstruksi, ΣMstage, adalah nol dan nilai faktor pengali ini secara bertahap akan ditingkatkan hingga mencapai nilai ultimitnya (umumnya 1.0). Saat ΣMstage telah mencapai nilai batas, maka tahapan perhitungan saat ini selesai. Namun demikian, jika suatu perhitungan tahapan konstruksi belum selesai, yaitu jika faktor pengali ΣMstage masih lebih kecil dari nilai batas yang diinginkan pada akhir dari suatu analisis tahapan konstruksi, maka akan muncul sebuah pesan peringatan dalam kotak Informasi perhitungan. Nilai faktor pengali ΣMstage yang dicapai dapat dilihat dengan mengaktifkan pilihan Nilai yang dicapai dalam kotak Tampilan pada lembar-tab Pengali (4.8.2). Ada dua alasan yang mungkin menjadi penyebab tidak selesainya suatu tahapan konstruksi : •
Terjadi keruntuhan dalam massa tanah dalam proses perhitungan. Hal ini berarti bahwa tahapan konstruksi tidak mungkin diselesaikan. Perhatikan bahwa sebagian dari gaya-gaya yang tidak seimbang masih belum diselesaikan sehingga
4-37
MANUAL ACUAN perhitungan lebih lanjut yang dimulai dari tahapan perhitungan terakhir tersebut menjadi tidak berarti. •
Maksimum yang dikehendaki langkah pembebanan tidak mencukupi. Dalam kasus ini tahapan konstruksi harus dilanjutkan dengan melakukan perhitungan tahapan konstruksi yang lain yang langsung dimulai tanpa mengubah konfigurasi geometri atau tekanan air. Alternatif lain adalah dengan menghitung kembali tahapan ini dengan menggunakan Langkah tambahan yang lebih besar. Disarankan untuk tidak menggunakan jenis perhitungan yang lain selama nilai faktor pengali ΣMstage belum mencapai nilai 1.0.
Pada kasus perhitungan tahapan konstruksi yang tidak selesai, beban yang secara aktual telah diaplikasikan akan berbeda dengan beban yang didefinisikan oleh pengguna. Nilai faktor pengali ΣMstage yang dicapai dapat digunakan dalam persamaan berikut untuk memperkirakan beban aktual yang telah diaplikasikan : fapplied = f0 + ΣMstage (fdefined – f0) dimana fapplied adalah beban aktual yang telah diaplikasikan, f0 adalah beban pada awal dari tahapan perhitungan (yaitu beban yang telah dicapai pada akhir dari tahapan perhitungan sebelumnya) dan fdefined adalah beban yang didefinisikan dalam konfigurasi beban oleh pengguna. 4.8
FAKTOR PENGALI BEBAN
Dalam analisis deformasi, perlu untuk mengatur besarnya seluruh jenis pembebanan. Pada umumnya, beban akan diaktifkan dalam lingkup tahapan konstruksi dengan memberikan nilai masukan yang diinginkan. Walaupun demikian, beban yang akan diaplikasikan tetap dihitung dari hasil perkalian antara nilai masukan dari beban dan faktor pengali yang bersangkutan. Karena itu, selain dengan menggunakan tahapan konstruksi, beban dapat ditingkatkan (atau dikurangi) secara global dengan mengubah nilai faktor pengali yang bersangkutan. Peningkatan faktor pengali dibedakan dari Faktor pengali total. Peningkatan faktor pengali menyatakan peningkatan dari beban untuk tiap langkah perhitungan secara individual, sedangkan faktor pengali total menyatakan nilai total dari beban dalam tiap langkah atau tahapan perhitungan tertentu. Penggunaan berbagai faktor pengali tergantung pada Masukan pembebanan dalam lembar-tab Parameter. Baik peningkatan faktor pengali dan faktor pengali total untuk tahapan perhitungan tertentu ditampilkan dalam lembar-tab Pengali (Gambar 4.14). Seluruh peningkatan faktor pengali dinotasikan dengan M... sedangkan seluruh faktor pengali total dinotasikan dengan ΣM.... Sebuah faktor pengali tidak mempunyai satuan, karena hanya merupakan suatu faktor saja. Penjelasan dari berbagai faktor pengali diberikan berikut ini.
4-38
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN
Gambar 4.14 Lembar-tab Pengali pada jendela Perhitungan 4.8.1
FAKTOR PENGALI BEBAN STANDAR
Mdisp, ΣMdisp : Faktor-faktor pengali ini mengatur besarnya perpindahan tertentu yang dimasukkan dalam modus tahapan konstruksi (Bab 4.7.4). Nilai total dari perpindahan tertenu yang diaplikasikan dalam suatu perhitungan adalah hasil perkalian antara nilai masukan yang diberikan dan parameter ΣMdisp. Saat mengaplikasikan perpindahan tertentu dengan memasukkan sebuah nilai masukan dari perpindahan tertentu dalam modus tahapan konstruksi, dan jika nilai ΣMdisp masih nol, maka ΣMdisp secara otomatis akan bernilai satu. Nilai ΣMdisp dapat digunakan untuk meningkatkan atau mengurangi perpindahan tertentu yang diaplikasikan secara global. Dalam perhitungan dimana Masukan pembebanan diatur ke Peningkatan faktor pengali, maka Mdisp digunakan untuk menentukan peningkatan global dari perpindahan tertentu dalam langkah perhitungan pertama.
MloadA, ΣMloadA, MloadB, ΣMloadB : Faktor-faktor pengali ini mengatur besarnya beban-beban merata dan bebanbeban terpusat yang dimasukkan dalam sistem beban A dan B (Bab 4.7.3). Nilai total dari beban pada sistem beban A atau B yang diaplikasikan dalam perhitungan merupakan hasil perkalian antara nilai masukan yang diberikan dan parameter ΣMloadA atau ΣMloadB, sesuai dengan sistem beban yang digunakan. Saat mengaplikasikan beban dengan memasukkan sebuah nilai masukan beban tertentu dalam modus tahapan konstruksi, dan jika nilai faktor 4-39
MANUAL ACUAN pengali yang bersangkutan masih nol, maka nilai faktor pengali tersebut secara otomatis akan bernilai 1.0. Nilai ΣMloadA dan ΣMloadB dapat digunakan untuk meningkatkan atau mengurangi beban yang diaplikasikan secara global. Dalam perhitungan dimana Masukan pembebanan diatur ke Peningkatan faktor pengali, maka MloadA dan/atau MloadB akan digunakan untuk menentukan peningkatan global dari beban pada sistem yang bersangkutan pada langkah perhitungan pertama.
Mweight, ΣMweight : Dalam PLAXIS dapat dilakukan perhitungan dimana beban gravitasi diaplikasikan dalam permasalahan. Faktor pengali Mweight, ΣMweight akan mengatur proporsi dari percepatan gravitasi standar dalam analisis yaitu nilai dari berat material (tanah, air dan struktur) seperti ditentukan dalam program Masukan. Proporsi total dari berat material yang diterapkan dalam perhitungan diatur oleh parameter ΣMweight. Dalam perhitungan dimana Masukan pembebanan diatur ke Peningkatan faktor pengali, maka Mweight digunakan untuk menentukan peningkatan berat dalam langkah perhitungan pertama. Faktor pengali ini diaplikasikan tidak hanya pada berat dari material saja tetapi juga terhadap berat dari air. Karena itu jika ΣMweight adalah nol maka berat dari tanah tidak akan diperhitungkan dan seluruh tekanan air (tidak termasuk tekanan air pori berlebih yang terbentuk akibat pembebanan yang tak terdrainase) juga akan bernilai nol. Jika ΣMweight diatur menjadi 1.0 maka seluruh berat tanah dan tekanan air akan diaplikasikan. Nilai ΣMweight yang lebih besar dari 1.0 tidak umum digunakan, kecuali untuk simulasi dari suatu uji centrifuge.
Σ-Mweight =1
Σ-Mweight =1
Σ-Mweight =1
Σ-Mweight =2
Σ-Maccel =0
Σ-Maccel =1
Σ-Maccel =-1
Σ-Maccel =1
(r = arah resultan)
Gambar 4.15 Arah resultan gaya r akibat kombinasi dari gravitasi dan percepatan a
ΣMweight dapat mempunyai nilai yang lebih besar dari nol pada awal program Perhitungan. Hal ini terjadi jika Prosedur-K0 digunakan untuk membentuk kondisi tegangan awal dalam modus penentuan kondisi awal dari program 4-40
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN Masukan. Dalam kasus ini, secara pra-pilih nilai ΣMweight diatur menjadi 1.0 pada awal analisis untuk memperhitungkan seluruh berat tanah dan tekanan air.
Maccel, ΣMaccel : Faktor-faktor pengali ini mengatur besarnya gaya pseudo-statik sebagai hasil dari komponen-komponen percepatan yang dimasukkan dalam jendela Pengaturan global dari program Masukan (Bab 3.2.2). Nilai total dari percepatan yang diaplikasikan dalam perhitungan adalah hasil perkalian antara nilai masukan komponen percepatan dan parameter ΣMaccel. Pada awalnya ΣMaccel bernilai nol. Dalam perhitungan dimana Masukan pembebanan diatur ke Peningkatan faktor pengali, maka Maccel digunakan untuk menentukan peningkatan dari percepatan pada langkah perhitungan pertama. Gaya pseudo-statik hanya dapat diaktifkan jika berat dari material telah diaktifkan (ΣMweight = 1.0). Untuk ΣMweight = 1.0 dan ΣMaccel = 1.0 maka baik gaya gravitasi dan gaya pseudo-gravitasi akan aktif. Gambar di bawah menunjukkan ilustrasi dari beberapa kombinasi yang berbeda dari berat tanah dan percepatan. Perhatikan bahwa aktivasi dari sebuah komponen percepptan pada arah tertentu akan menghasilkan gaya pseudo-statik dalam arah yang berlawanan. Saat meningkatkan nilai ΣMweight tanpa meningkatkan ΣMaccel maka resultan gaya yang dihasilkan akan ditingkatkan tanpa adanya perubahan pada arah resultan.
Msf, ΣMsf : Faktor-faktor pengali ini berhubungan erat dengan pilihan Reduksi phi-c dalam PLAXIS untuk melakukan perhitungan faktor keamanan (Bab 4.9). Faktor pengali total ΣMsf didefinisikan sebagai hasil bagi dari parameter kekuatan sebenarnya terhadap parameter kekuatan yang telah direduksi, dan mengatur reduksi dari tan φ serta c pada tahapan tertentu dalam analisis. Nilai ΣMsf diatur menjadi 1.0 pada awal perhitungan untuk mengatur agar seluruh kekuatan material berada pada nilai yang belum direduksi. Msf digunakan untuk menentukan peningkatan dari reduksi kekuatan pada langkah perhitungan pertama. Peningkatan ini secara pra-pilih diatur sebesar 0.1, yang umumnya merupakan nilai awal yang baik.
Nilai masukan dan nilai yang dicapai : Nilai masukan dari faktor pengali dapat berbeda dari nilai yang secara aktual dicapai setelah perhitungan. Hal ini dapat terjadi jika keruntuhan terjadi dalam massa tanah. Pilihan dalam kotak Tampilan dapat digunakan untuk menampilkan Nilai masukan maupun Nilai yang dicapai. Jika pilihan Nilai yang dicapai diaktifkan maka sebuah kotak lain akan muncul dimana ditampilkan beberapa faktor pengali dan parameter perhitungan lainnya. 4-41
MANUAL ACUAN 4.8.2
FAKTOR PENGALI LAINNYA DAN PARAMETER PERHITUNGAN
ΣMstage : Parameter ΣMstage berhubungan langsung dengan pilihan Tahapan konstruksi dalam PLAXIS (Bab 4.7). Faktor pengali ini menyatakan proporsi dari tahapan konstruksi yang telah selesai. Tanpa masukan dari pengguna, nilai ΣMstage akan selalu nol di awal analisis tahapan konstruksi dan pada akhir dari tahapan perhitungan umumnya akan mencapai 1.0. Nilai ΣMstage yang lebih rendah dari 1.0 dapat ditentukan dengan menggunakan pilihan Tingkat lanjut pada lembar-tab Parameter. Walaupun demikian, pengguna harus berhati-hati dengan pilihan ini. Dalam perhitungan dimana masukan pembebanan tidak dispesifikasikan sebagai Tahapan konstruksi, maka nilai ΣMstage akan tetap 0.
ΣMarea : Parameter ΣMarea juga berhubungan dengan pilihan Tahapan konstruksi. Parameter ini menunjukkan proporsi dari volume klaster tanah total dalam model geometri yang saat ini aktif. Jika seluruh klaster tanah aktif maka ΣMarea akan mempunyai nilai 1.0.
Kekakuan : Saat struktur dibebani dan plastisitas mulai terbentuk maka kekakuan struktur secara keseluruhan akan semakin berkurang. Parameter Kekakuan menunjukkan indikasi dari hilangnya kekakuan akibat plastisitas dari material. Parameter ini akan bernilai 1.0 jika struktur bersifat elastis sepenuhnya dan semakin kecil saat plastisitas mulai terbentuk. Saat keruntuhan terjadi nilai Kekakuan kurang-lebih adalah nol. Parameter ini dapat bernilai negatif jika proses pelemahan (softening) terjadi.
Gaya-X, Gaya-Y : Parameter-parameter ini merupakan gaya-gaya yang terjadi akibat perpindahan tertentu yang tidak nol (Bab 3.4.1). Dalam model regangan bidang, Gaya-X dan Gaya-Y dinyatakan dalam satuan gaya per satuan lebar dalam arah keluar dari bidang gambar. Dalam model axi-simetri, Gaya-X dan Gaya-Y dinyatakan dalam satuan gaya per radian. Untuk menghitung gaya reaksi total di bawah pondasi lingkaran yang dimodelkan dengan perpindahan tertentu, Gaya-Y harus dikalikan dengan 2π. Gaya-X dan Gaya-Y merupakan nilai-nilai dari gaya total dalam arah x dan y, yang diaplikasikan pada perpindahan tertentu yang tidak nol.
4-42
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN
Pmaks : Parameter Pmarks berhubungan dengan perilaku material yang tak terdrainase dan merupakan tekanan air pori berlebih maksimum absolut dalam jaring elemen, dan dinyatakan dalam satuan tegangan. Selama pembebanan tak terdrainase dalam suatu perhitungan plastis, Pmaks umumnya akan meningkat, dimana Pmaks umumnya semakin berkurang dalam suatu analisis konsolidasi. 4.9
REDUKSI PHI-C
Reduksi phi-c merupakan pilihan yang tersedia dalam PLAXIS untuk menghitung faktor keamanan. Pilihan ini dapat dipilih sebagai Jenis perhitungan yang terpisah dalam lembar-tab Umum. Dalam pendekatan Reduksi phi-c, parameter kekuatan tan φ dan c dari tanah selanjutnya akan direduksi hingga keruntuhan tercapai. Kekuatan dari antarmuka, jika digunakan, juga akan direduksi dengan cara yang sama. Kekuatan dari obyek struktural seperti pelat dan jangkar tidak dipengaruhi oleh Reduksi phi-c. Faktor pengali total ΣMsf digunakan untuk mendefinisikan parameter kekuatan tanah pada suatu tahapan tertentu dalam analisis, yaitu :
ΣMsf =
tan φ masukan c masukan = tan φ tereduksi c tereduksi
dimana parameter kekuatan dengan notasi bawah (subscript) 'masukan' mengacu pada sifat yang dimasukkan dalam kumpulan data material dan notasi atas (superscript) 'reduksi' mengacu pada nilai yang direduksi yang digunakan dalam analisis. Nilai ΣMsf diatur ke 1.0 pada awal perhitungan agar seluruh kekuatan material diatur ke nilai yang belum direduksi. Perhitungan Reduksi phi-c dilakukan dengan prosedur Peningkatan beban jumlah langkah. Peningkatan faktor pengali Msf digunakan untuk menentukan peningkatan dari reduksi kekuatan dari langkah perhitungan pertama. Peningkatan ini secara pra-pilih diatur ke 0.1, yang umumnya merupakan nilai awal yang memadai. Parameter kekuatan selanjutnya akan direduksi secara otomatis hingga seluruh Langkah tambahan telah digunakan. Secara pra-pilih, jumlah langkah tambahan adalah 30, tetapi nilai yang lebih besar hingga 1000 dapat digunakan jika memang diperlukan. Harus selalu diperiksa apakah langkah terakhir telah sepenuhnya menghasilkan mekanisme keruntuhan. Jika hal ini terjadi, maka faktor keamanan yang diberikan adalah : FK =
Kekua tan yang tersedia = nilai ΣMsf saat runtuh Kekua tan saat runtuh
Jika mekanisme keruntuhan belum sepenuhnya terbentuk, maka perhitungan harus diulang kembali dengan jumlah langkah tambahan yang lebih besar. Untuk mendapatkan keruntuhan dari massa tanah secara akurat, diperlukan penggunaan Kontrol panjang busur dalam prosedur iterasi. Toleransi kesalahan yang digunakan juga
4-43
MANUAL ACUAN tidak boleh lebih dari 3%. Kedua syarat ini telah terpenuhi jika digunakan Pengaturan standar untuk Prosedur iterasi. Saat menggunakan kombinasi Reduksi phi-c dengan model tanah tingkat lanjut, modelmodel ini akan berperilaku secara aktual sebagai model Mohr-Coulomb standar, karena perilaku kekakuan yang tergantung pada kondisi tegangan serta efek hardening tidak ikut diperhitungkan. Modulus kekakuan yang bergantung pada tegangan (dimana modulus ini digunakan dalam model tingkat lanjut) pada akhir dari perhitungan sebelumnya digunakan sebagai modulus kekakuan yang konstan dalam perhitungan Reduksi phi-c. Pendekatan Reduksi phi-c pada dasarnya menyerupai metode perhitungan faktor keamanan konvensional yang digunakan dalam analisis lingkaran gelincir. Lihat Referensi 4 mengenai penjelasan detil dari metode Reduksi phi-c. 4.10
ANALISIS JARING ELEMEN YANG DIPERBAHARUI
Pengaruh dari perubahan geometri dari jaring elemen pada kondisi keseimbangan diabaikan dalam analisis elemen hingga konvensional. Hal ini umumnya merupakan pendekatan yang baik jika deformasi yang terjadi relatif kecil, yang terjadi pada kebanyakan kasus dalam dunia rekayasa sipil. Walaupun demikian, ada beberapa situasi dimana pengaruh tersebut ikut diperhitungkan. Kasus tipikal dimana analisis jaring elemen hingga yang diperbaharui perlu ikut dipertimbangkan adalah pada analisis massa tanah dengan perkuatan, analisis beban runtuh dari pondasi lepas pantai yang besar serta proyek-proyek pada tanah lunak dimana deformasi yang besar dapat terjadi. Jika teori deformasi yang besar diaplikasikan dalam program elemen hingga maka beberapa fitur khusus perlu dipertimbangkan, pertama adalah bahwa efek distorsi struktural yang besar perlu diikutsertakan dalam struktur matriks kekakuan, sehingga efek tersebut dapat dimodelkan dalam persamaan elemen hingga. Kedua, perlu diikutsertakan suatu prosedur untuk memodelkan dengan benar perubahan tegangan yang timbul saat rotasi material terjadi. Fitur yang berhubungan dengan teori deformasi yang besar ini umumnya diterapkan dengan menggunakan sebuah definisi dari kecepatan tegangan yang telah mengikutsertakan kecepatan rotasi. Beberapa definisi kecepatan tegangan telah diusulkan oleh beberapa peneliti yang bekerja di bidang ini meskipun belum satu definisi pun yang benar-benar memuaskan. Di dalam PLAXIS digunakan peningkatan ko-rotasional (co-rotational rate) dari tegangan Kirchoff (juga dikenal sebagai peningkatan tegangan Hill). Peningkatan tegangan ini diharapkan dapat memberikan hasil yang akurat, hanya jika regangan geser yang terjadi tidak berlebihan. Ketiga, perlu untuk selalu memperbaharui jaring elemen hingga selama perhitungan berlangsung. Hal ini dilakukan secara otomatis di dalam PLAXIS saat pilihan Jaring elemen yang diperbaharui diaktifkan. Dari deskripsi di atas, jelas bahwa bahwa prosedur jaring elemen yang diperbaharui yang digunakan dalam PLAXIS telah melibatkan banyak pertimbangan yang rumit dan tidak hanya sekedar memperbaharui koordinat-koordinat titik nodal saja selama proses perhitungan berjalan. Prosedur perhitungan ini pada dasarnya merupakan pendekatan 4-44
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN yang dikenal sebagai formulasi Langrange yang diperbaharui (Referensi 2). Implementasi dari formulasi ini di dalam PLAXIS didasarkan pada penggunaan berbagai teknik tingkat lanjut, yang jauh melebihi lingkup manual ini (Referensi 17).
Prosedur perhitungan Untuk melakukan suatu analisis jaring elemen yang diperbaharui, tekan tombol Tingkat lanjut dalam kotak Jenis perhitungan dalam lembar-tab Umum. Jendela Pengaturan umum tingkat lanjut akan muncul dimana pilihan Jaring elemen yang diperbaharui dapat diaktifkan. Perhitungan jaring elemen yang diperbaharui dilakukan dengan menggunakan prosedur iterasi yang serupa dengan perhitungan plastis konvensional dalam PLAXIS, seperti telah dibahas dalam bab sebelumnya. Karena itu sebuah analisis jaring elemen yang diperbaharui juga menggunakan parameter-parameter yang sama. Walaupun demikian, karena efek deformasi yang besar maka matriks kekakuan juga selalu diperbaharui pada awal dari setiap langkah beban. Akibat prosedur ini serta berbagai prosedur tambahan dan formulasi yang lebih kompleks, prosedur iterasi dalam analisis jaring elemen yang diperbaharui akan menjadi lebih lambat dibandingkan analisis plastis konvensional.
Pertimbangan praktis Analisis jaring elemen yang diperbaharui cenderung membutuhkan waktu komputasi yang lebih lama dibandingkan dengan perhitungan plastis secara konvensional. Karena itu untuk suatu proyek baru yang sedang dipelajari, disarankan agar melakukan perhitungan plastis konvensional terlebih dahulu sebelum mencoba melakukan analisis jaring elemen yang diperbaharui. Sulit untuk memberikan petunjuk sederhana yang dapat digunakan untuk menentukan apakah suatu analisis jaring elemen yang diperbaharui diperlukan dan apakah suatu analisis konvensional telah memadai. Sebuah pendekatan yang sederhana adalah dengan mengevaluasi jaring elemen yang terdeformasi di akhir perhitungan konvensional dengan menggunakan pilihan Jaring elemen terdeformasi dalam program Keluaran. Jika perubahan geometri yang terjadi adalah besar (dalam skala sebenarnya!) maka mungkin diperlukan untuk mengikutsertakan efek perubahan geometri yang signifikan. Pada kasus ini maka perhitungan sebaiknya dilakukan kembali dengan menggunakan pilihan jaring elemen yang diperbaharui. Besarnya deformasi yang diperoleh dari perhitungan plastis konvensional juga tidak dapat digunakan secara pasti untuk menentukan apakah efek geometri penting atau tidak untuk perhitungan. Jika pengguna masih ragu apakah analisis jaring elemen yang diperbaharui diperlukan, maka masalah ini hanya dapat dievaluasi dengan melakukan analisis jaring elemen yang diperbaharui dan membandingkan hasilnya dengan analisis konvensional yang ekivalen. Secara umum, tidak tepat untuk melakukan perhitungan jaring elemen yang diperbaharui untuk beban gravitasi dengan tujuan membentuk kondisi tegangan awal. Perpindahan yang dihasilkan oleh beban gravitasi secara fisik tidak mempunyai arti apapun dan karena itu harus diatur kembali ke nol. Mengatur perpindahan kembali ke nol tidak
4-45
MANUAL ACUAN dapat dilakukan setelah analisis jaring elemen yang diperbaharui. Karena itu, beban gravitasi harus diaplikasikan dalam suatu perhitungan plastis secara normal. Perubahan dari suatu perhitungan plastis yang 'normal' atau dari suatu analisis konsolidasi ke suatu analisis jaring elemen yang diperbaharui hanya berlaku jika perpindahan telah diatur kembali ke nol, karena serangkaian analisis jaring elemen yang diperbaharui harus dimulai dari geometri yang belum terdeformasi. Perubahan dari suatu analisis jaring elemen yang diperbaharui ke perhitungan plastis yang 'normal' atau analisis konsolidasi tidak berlaku, karena seluruh efek deformasi yang besar secara mendadak akan diabaikan. 4.11
MELIHAT TAMPILAN TAHAPAN KONSTRUKSI
Setelah suatu tahapan konstruksi didefinisikan secara lengkap, tampilan dari situasi keseluruhan dapat dilihat dalam lembar-tab Tampilan pada jendela Perhitungan. Pilihan ini hanya tersedia jika tahapan perhitungan telah didefinisikan dalam modus tahapan konstruksi. Pilihan ini memungkinkan pemeriksaan langsung secara visual dari tahapan konstruksi sebelum proses perhitungan dimulai. 4.12
MEMILIH TITIK UNTUK KURVA
Setelah tahapan perhitungan selesai didefinisikan dan sebelum proses perhitungan dimulai, beberapa titik dapat dipilih oleh pengguna untuk penggambaran kurva bebanperpindahan maupun penggambaran lintasan tegangan. Selama proses perhitungan informasi untuk titik-titik yang dipilih tersebut disimpan dalam berkas yang terpisah. Setelah perhitungan selesai, program Kurva dapat digunakan untuk menggambarkan kurva beban-perpindahan atau lintasan tegangan. Penggambaran kurva-kurva ini didasarkan pada informasi yang tersimpan dalam berkas terpisah tersebut. Karena itu tidak mungkin untuk menggambarkan kurva-kurva untuk titik-titik yang belum dipilih sebelumnya. Titik-titik dapat ditentukan dengan mengaktifkan Pilih titik untuk kurva dari menu Tampilan atau dengan meng-klik tombol yang bersangkutan pada toolbar. Program Keluaran akan muncul dan menampilkan jaring elemen hingga dengan seluruh titik nodal didalamnya. Dapat dipilih hingga 10 titik nodal untuk penggambaran kurva-kurva beban-perpindahan. Penentuan titik dilakukan dengan menggerakkan kursor mouse ke titik nodal yang diinginkan dan menekan tombol utama (tombol kiri) dari mouse. Titik nodal yang dipilih akan diindikasikan dengan huruf yang berurutan sesuai dengan abjad. Huruf-huruf ini akan muncul kembali dalam program Kurva untuk menunjukkan titik-titik dimana kurva beban-perpindahan akan digambarkan. Titik nodal yang telah dipilih dapat dibatalkan dengan meng-klik kembali titik nodal tersebut. Selain titik-titik nodal, titik-titik tegangan juga dapat ditentukan untuk penggambaran lintasan tegangan, lintasan regangan dan diagram tegangan-regangan. Dengan meng-klik tombol Pilih titik tegangan untuk kurva tegangan-regangan di bagian atas kanan dari 4-46
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN toolbar, akan ditampilkan seluruh titik-titik tegangan dalam jaring elemen hingga. Dapat ditentukan hingga 10 buah titik tegangan untuk penggambaran kurva dari tegangan atau regangan. Sama seperti pada titik nodal, titik-titik tegangan juga ditunjukkan dengan huruf yang berurutan sesuai abjad. Jika diinginkan untuk menentukan titik-titik nodal tambahan, tekan tombol Pilih titik nodal untuk kurva beban-perpindahan yang diikuti dengan munculnya tampilan titiktitik nodal dan titik-titik nodal tamabahan dapat dipilih. Namun demikian, jika titik nodal tambahan dipilih setelah perhitungan telah dilakukan, maka proses perhitungan harus dijalankan kembali dari tahapan perhitungan pertama yang berada dalam daftar. Untuk membatalkan seluruh titik nodal, klik tombol Batalkan semua titik nodal atau titik tegangan. Jika tombol ini ditekan saat tampilan menunjukkan titik nodal maka hanya titik nodal saja yang akan dibatalkan sedangkan titik-titik tegangan akan tetap terpilih. Sebaliknya, jika tombol ini ditekan saat tampilan menunjukkan titik tegangan maka hanya titik tegangan saja yang akan dibatalkan sedangkan titik-titik nodal akan tetap terpilih. Setelah seluruh titik nodal dan titik tegangan yang diinginkan dipilih, tekan tombol Perbaharui di bagian kanan atas untuk menyimpan informasi dan kembali ke program Perhitungan. Jika jaring elemen hingga disusun kembali (setelah diperhalus atau diubah) maka posisi dari titik-titik nodal dan titik-titik tegangan akan berubah. Hal ini dapat mengakibatkan perubahan dari posisi titik-titik yang telah ditentukan sebelumnya. Karena itu titik nodal dan titik tegangan harus ditentukan kembali setelah penyusunan ulang jaring elemen. Saat perhitungan dimulai tanpa pemilihan titik nodal maupun titik tegangan untuk kurva, maka pengguna akan diminta untuk memilih titik-titik tersebut. Pengguna dapat memutuskan untuk memilih titik-titik tersebut, atau langsung melanjutkan perhitungan tanpa pemilihan titik sama sekali. Pada kasus ini maka penggambaran kurva bebanperpindahan atau kurva tegangan-regangan tidak dapat dilakukan. 4.13
EKSEKUSI PROSES PERHITUNGAN
Saat tahapan-tahapan perhitungan telah didefinisikan dan titik-titik untuk kurva telah dipilih, maka proses perhitungan dapat dimulai. Namun demikian, sebelum memulai proses perhitungan sebaiknya dilakukan pemeriksaan terhadap daftar tahapan perhitungan. Pada prinsipnya, seluruh tahapan perhitungan yang diindikasikan dengan anak panah berwarna biru (→) akan dieksekusi dalam proses perhitungan. Secara prapilih, saat mendefinisikan sebuah tahapan perhitungan, tahapan tersebut secara otomatis akan dipilih untuk dieksekusi. Tahapan perhitungan yang telah dieksekusi sebelumnya akan diindikasikan dengan 'tick mark' berwarna hijau (√) jika perhitungan tersebut berhasil dijalankan, atau jika gagal akan diindikasikan dengan tanda silang berwarna merah (×). Untuk memilih atau membatalkan suatu tahapan perhitungan, klik-ganda pada baris yang bersangkutan. Alternatif lain adalah dengan klik-kanan pada baris yang diinginkan dan pilih Tandai perhitungan atau Hapus tanda perhitungan dari menu kursor. 4-47
MANUAL ACUAN 4.13.1
MEMULAI PROSES PERHITUNGAN
Proses perhitungan dapat dimulai dengan menekan tombol Hitung pada toolbar. Tombol ini hanya akan terlihat jika pilihan berada pada suatu tahapan yang telah dipilih untuk dieksekusi yang diindikasikan dengan anak panah berwarna biru. Alternatif lain, pilihan Proyek saat ini dapat diaktifkan dari menu Hitung. Program pertama-tama akan melakukan pemeriksaan urutan dan konsistensi dari tahapan-tahapan perhitungan. Selain itu, tahapan perhitungan pertama yang akan dieksekusi akan ditentukan dan dilanjutkan dengan eksekusi seluruh tahapan perhitungan yang telah dipilih dari dalam daftar, jika tidak terjadi keruntuhan. Untuk memberikan informasi kepada pengguna mengenai perkembangan dari proses perhitungan, daftar tahapan perhitungan akan menunjukkan tahapan perhitungan yang sedang aktif. 4.13.2
BEBERAPA PROYEK
Selain eksekusi proses perhitungan dari proyek saat ini, pemilihan proyek-proyek lain dimana perhitungan-perhitungan selanjutnya akan dieksekusi juga dapat dilakukan. Hal ini dapat dilakukan dengan memilih Beberapa proyek dari menu Hitung. Permintaan berkas akan muncul dimana proyek yang diinginkan dapat dipilih. Seluruh proyek dimana perhitungan-perhitungan didalamnya akan dieksekusi akan muncul dalam jendela Pengelola perhitungan. 4.13.3
PENGELOLA PERHITUNGAN
Jendela Pengelola perhitungan dapat dibuka dengan mengaktifkan pilihan yang bersangkutan dari menu Tampilan. Jendela tersebut akan menunjukkan status dari seluruh proyek dimana perhitungan-perhitungan didalamnya telah atau akan dieksekusi. Sebuah contoh ditunjukkan dalam Gambar 4.16.
Gambar 4.16 Jendela pengelola perhitungan
4-48
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN 4.13.4
MEMBATALKAN PERHITUNGAN
Jika untuk suatu alasan tertentu pengguna memutuskan untuk membatalkan perhitungan, hal ini dapat dilakukan dengan menekan tombol Batal dalam jendela yang terpisah yang menunjukkan informasi mengenai proses iterasi dari tahapan perhitungan saat ini. 4.14
TAMPILAN SELAMA PERHITUNGAN
Dalam suatu analisis deformasi elemen hingga, informasi mengenai proses iterasi ditampilkan dalam sebuah jendela yang terpisah. Informasi yang ditampilkan terdiri dari nilai faktor pengali beban saat ini dan parameter-parameter lain untuk tahapan perhitungan yang sedang berjalan. Pentingnya nilai faktor pengali beban serta parameter-parameter lain dideskripsikan dalam Bab 4.8. Selain itu, berikut ini adalah parameter-parameter yang ditampilkan dalam jendela informasi perhitungan :
Kurva beban-perpindahan : Selama tahapan perhitungan berlangsung, sebuah kurva beban-perpindahan berukuran kecil ditampilkan dimana status dari geometri (antara elastis penuh dan keruntuhan) dapat diperkirakan. Secara pra-pilih, perpindahan dari titik pertama yang dipilih digambarkan terhadap faktor pengali total dari sistem beban yang diaktifkan. Pada kasus perpindahan tertentu yang diaktifkan, maka parameter tegangan (Gaya-X atau Gaya-Y) akan ditampilkan dan bukan faktor pengali ΣMdisp. Jika diinginkan, titik nodal lain yang telah ditentukan sebelumnya dapat dipilih dari combo box yang berada di bawah tampilan kurva.
Gambar 4.17 Jendela perhitungan 4-49
MANUAL ACUAN
Jumlah langkah dan iterasi : Langkah saat ini dan nilai Iterasi menunjukkan jumlah langkah perhitungan saat ini dan iterasi. Nilai Langkah maksimum menunjukkan jumlah langkah terakhir dari tahapan perhitungan saat ini sesuai dengan parameter Langkah tambahan. Nilai Iterasi maksimum berhubungan dengan parameter Iterasi maksimum dalam pengaturan untuk prosedur iterasi.
Kesalahan global : Kesalahan global merupakan ukuran dari kesalahan keseimbangan global di dalam langkah perhitungan. Kesalahan-kesalahan ini cenderung berkurang sejalan dengan meningkatnya jumlah iterasi. Lihat Bab 4.17 untuk informasi yang lebih mendetil mengenai parameter ini.
Toleransi : Toleransi merupakan kesalahan keseimbangan maksimum yang diijinkan. Nilai dari toleransi berhubungan dengan nilai Toleransi kesalahan dalam pengaturan untuk prosedur iterasi. Proses iterasi setidaknya akan terus berlanjut selama kesalahan global lebih besar daripada nilai toleransi. Lihat Bab 4.17 untuk keterangan yang lebih detil.
Titik tegangan plastis : Titik tegangan plastis merupakan jumlah total dari titik-titik tegangan dalam elemen-elemen tanah yang berada dalam kondisi plastis. Selain titik-titik dimana lingkaran Mohr menyentuh garis keruntuhan Colulomb, titik-titik akibat plastisitas 'hardening' juga diikutsertakan.
Titik antarmuka plastis : Titik antarmuka plastis menunjukkan jumlah total dari titik-titik tegangan dalam elemen-elemen antarmuka yang telah menjadi plastis.
Titik tegangan yang tidak akurat : Nilai Tidak akurat menyatakan jumlah titik-titik tegangan dalam elemenelemen tanah dan elemen-elemen antarmuka dimana kesalahan lokal melebihi toleransi kesalahan. Lihat Bab 4.17 untuk keterangan yang lebih detil.
Jumlah titik tegangan tidak akurat yang ditoleransi : Nilai Ditoleransi merupakan maksimum yang dikehendaki dari titik-titik tegangan yang tidak akurat dalam elemen-elemen tanah dan dalam elemenelemen antarmuka yang diperbolehkan. Proses iterasi setidaknya akan terus berlanjut selama jumlah titik tegangan yang tidak akurat lebih besar daripada jumlah yang ditoleransi. Lihat Bab 4.17 untuk keterangan yang lebih detil. 4-50
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN
Titik tegangan tarik : Titik tegangan tarik adalah titik tegangan yang mengalami keruntuhan akibat gaya tarik. Titik-titik ini akan terbentuk saat batas tegangan tarik digunakan digunakan dalam kumpulan data material, seperti telah dijelaskan pada Bab 3.5.2.
Titik "Cap/Hard." : Titik "Cap/Hard." muncul jika digunakan model Hardening Soil atau model Soft Soil dan kondisi tegangan pada suatu titik adalah ekivalen dengan tekanan prakonsolidasi, yaitu tingkat tegangan maksimum yang telah dicapai sebelumnya (OCR ≤ 1.0). Sebuah titik Hard(ening) akan terjadi jika digunakan model Hardening Soil dan kondisi tegangan pada suatu titik berhubungan dengan sudut geser termobilisasi yang pernah dicapai sebelumnya.
Titik puncak : Titik-titik ini adalah titik-titik plastis khusus dimana tegangan geser yang diijinkan adalah nol, yaitu τmaks = c + σ ⋅ tan φ = 0. Prosedur iterasi cenderung menjadi lambat saat jumlah titik puncak menjadi besar. Titik puncak (apex point) dapat dihindari dengan mengaktifkan pilihan Batas tegangan tarik dalam kumpulan data material untuk tanah dan antarmuka.
Tombol batal : Jika untuk suatu alasan tertentu pengguna memutuskan untuk membatalkan perhitungan, hal ini dapat dilakukan dengan menekan tombol Batal dalam jendela perhitungan. Dengan menekan tombol ini proses perhitungan akan dibatalkan dan akan kembali ke jendela perhitungan sebelumnya. Perhatikan bahwa diperlukan waktu beberapa saat setelah penekanan tombol sebelum proses perhitungan benar-benar berhenti. Dalam daftar perhitungan, sebuah tanda silang merah (×) akan muncul di depan depan tahapan perhitungan yang dibatalkan, yang menunjukkan bahwa tahapan perhitungan tidak berhasil diselesaikan. Selain itu proses eksekusi dari tahapan perhitungan selanjutnya juga dihentikan. 4.15
MEMILIH TAHAPAN PERHITUNGAN UNTUK KELUARAN
Setelah proses perhitungan diselesaikan, daftar perhitungan akan diperbaharui. Tahapan perhitungan yang telah berhasil diselesaikan akan diindikasikan oleh 'tick mark' berwarna hijau (√), sedangkan tahapan yang tidak berhasil diselesaikan diindikasikan oleh tanda silang berwarna merah (×). Selain itu pesan-pesan dari perhitungan akan ditampilkan dalam kotak Informasi pada lembar-tab Umum.
4-51
MANUAL ACUAN Jika dipilih suatu tahapan perhitungan yang telah dieksekusi, maka pada toolbar akan muncul tombol Keluaran. Saat memilih tahapan perhitungan yang telah diselesaikan dan meng-klik tombol Keluaran, hasil dari tahapan yang dipilih akan langsung ditampilkan dalam program Keluaran. Pengguna dapat memilih beberapa tahapan perhitungan sekaligus dengan tetap menekan tombol pada papan ketik saat memilih tahapantahapan perhitungan yang diinginkan. Dengan meng-klik tombol Keluaran setelah itu, maka hasil perhitungan dari seluruh tahapan perhitungan yang dipilih akan ditampilkan dalam jendela-jendela yang terpisah di dalam program Keluaran. Dengan cara ini maka hasil dari beberapa tahapan perhitungan dapat dengan mudah untuk saling dibandingkan. 4.16
MENGATUR MASUKAN DATA DALAM PROSES PERHITUNGAN
Perubahan dari data masukan (dalam program Masukan) dalam suatu proses tahapan perhitungan harus diwaspadai. Umumnya, hal ini seharusnya tidak dilakukan karena akan semakin mengurangi konsistensi masukan terhadap data perhitungan. Dalam beberapa kasus ada cara lain untuk mengubah data dalam proses perhitungan dengan tidak mengubah data masukan itu sendiri. Saat mengubah geometri (yaitu mengubah posisi dari titik, garis atau penambahan obyek baru), program akan mengatur ulang seluruh data yang berhubungan dengan tahapan konstruksi kembali ke konfigurasi awal. Hal ini dilakukan karena pada umumnya setelah perubahan terjadi pada geometri maka informasi mengenai tahapan konstruksi akan semakin tidak valid. Jika hal ini dilakukan, maka jaring elemen dan kondisi awal (yaitu tekanan air serta tegangan awal) harus dibentuk kembali. Dalam program Perhitungan, pengguna harus mendefinisikan ulang tahapan-tahapan konstruksi dan proses perhitungan harus diulangi kembali dari awal. Saat jaring elemen dibentuk kembali tanpa mengubah geometri (misalnya untuk memperhalus jaring elemen), maka seluruh informasi perhitungan (termasuk tahapan konstruksi) akan dipertahankan. Perhatikan bahwa dalam kasus ini tetap diperlukan untuk membentuk kembali kondisi tegangan awal dan mengulangi proses perhitungan dari tahapan perhitungan awal. Saat mengubah sifat material dalam kumpulan data yang telah ada tanpa mengubah geometri, maka seluruh informasi perhitungan juga tetap dipertahankan. Dalam kasus ini, klaster akan mengacu pada kumpulan data sama tetapi sifat yang didefinisikan untuk kumpulan data ini telah berubah. Namun demikian, prosedur ini tidak terlalu berguna, karena PLAXIS mengijinkan perubahan kumpulan data di dalam Tahapan konstruksi (Bab 4.7.5). Karena itu akan lebih baik untuk sebelumnya membuat kumpulan data material yang akan digunakan dalam tahapan perhitungan kelak dan menggunakan pilihan Tahapan konstruksi untuk mengubah kumpulan data material di dalam proses perhitungan. Hal yang sama berlaku untuk perubahan tekanan air dan perubahan nilai masukan beban yang telah ada, karena hal ini juga dapat dilakukan dengan menggunakan pilihan Tahapan konstruksi (Bab 4.7.3 dan 4.7.9).
4-52
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN 4.17
PEMERIKSAAN KESALAHAN OTOMATIS
Dalam setiap langkah perhitungan, PLAXIS melakukan serangkaian iterasi untuk mengurangi kesalahan yang terjadi dalam proses solusi. Untuk menghentikan prosedur iterasi saat tingkat kesalahan yang terjadi telah dapat diterima, maka perlu untuk menentukan kesalahan pada tiap tahapan dalam proses iterasi secara otomatis. Dua buah indikator kesalahan yang terpisah digunakan untuk tujuan ini. Salah satu dari indikator tersebut didasarkan pada pengukuran kesalahan kesetimbangan global dan indikator yang lain adalah pemeriksaan kesalahan lokal. Nilai dari kedua indikator ini harus lebih kecil dari batas yang telah ditentukan sebelumnya agar prosedur iterasi dapat dihentikan. Dua indikator kesalahan beserta prosedur pemeriksaan kesalahan tersebut akan dijelaskan berikut ini.
Pemeriksaan kesalahan global Parameter pemeriksaan kesalahan global yang digunakan oleh PLAXIS berhubungan dengan besarnya jumlah gaya-gaya pada titik nodal yang tidak seimbang. Istilah 'gayagaya pada titik nodal yang tidak seimbang' mengacu pada perbedaan antara beban eksternal dan gaya-gaya yang berada dalam keseimbangan dengan tegangan-tegangan saat ini. Untuk memperoleh parameter ini, maka beban yang tidak seimbang dinyatakan secara non-dimensional seperti ditunjukkan berikut ini : Kesalahan global =
∑ Gaya − gaya pada titik nodal yang tidak seimbang ∑ Beban aktif
Pemeriksaan kesalahan lokal Kesalahan lokal mengacu pada kesalahan pada setiap titik tegangan. Untuk memahami prosedur pemeriksaan kesalahan lokal yang digunakan dalam PLAXIS, diperlukan untuk menentukan perubahan tegangan yang terjadi pada sebuah titik tegangan tipikal dalam proses iterasi. Perubahan salah satu komponen tegangan dalam prosedur iterasi ditunjukkan dalam Gambar 4.18. Pada akhir dari tiap iterasi, dua buah nilai yang penting dari tegangan dihitung oleh PLAXIS. Yang pertama adalah 'tegangan keseimbangan', yaitu tegangan yang dihitung langsung dari matriks kekakuan (yaitu titik A pada Gambar 4.18). Tegangan kedua yang penting adalah 'tegangan konstitutif', yaitu nilai dari tegangan pada kurva tegangan-regangan dari material pada regangan yang sama dengan tegangan keseimbangan, yaitu titik B pada Gambar 4.18. Garis terputus-putus dalam Gambar 4.18 menunjukkan lintasan dari tegangan keseimbangan. Umumnya lintasan tegangan keseimbangan ini bergantung pada kondisi tegangan serta beban yang diaplikasikan.
4-53
MANUAL ACUAN tegangan keseimbangan A
tegangan
tegangan konstitutif
B
regangan
Gambar 4.18 Tegangan keseimbangan dan tegangan konstitutif Untuk kasus elemen tanah yang mengikuti kriteria Mohr-Coulomb, kesalahan lokal untuk titik tegangan tertentu pada akhir dari iterasi didefinisikan sebagai berikut :
Kesalahan lokal =
σ e −σ c Tmaks
Dalam persamaan ini pembilang merupakan panjang vektor dari perbedaan antara tensor tegangan keseimbangan, σe, dan tensor tegangan konstitutif, σc. Panjang vektor ini didefinisikan sebagai : e c σ −σ =
(σ
e xx
) (
) (
2
) (
2
) (
2
2
) ( 2
c e c − σ xx + σ eyy − σ cyy + σ zze − σ zzc + σ xy − σ xy + σ yze − σ cyz + σ zxe − σ zxc
)
2
Penyebut dari persamaan untuk kesalahan lokal di atas adalah nilai maksimum dari tegangan geser yang didefinisikan oleh kriteria keruntuhan Coulomb. Dalam kasus model Mohr-Coulomb, Tmaks didefinisikan sebagai : Tmaks = maks {[½⋅(σ3 – σ1)], [c ⋅ cos φ]} Saat titik tegangan berada pada suatu elemen antarmuka maka digunakan persamaan berikut :
Kesalahan lokal =
(σ
e n
) ( 2
- σ nc + τ e - τ c
)
2
ci − σ nc ⋅ tan φ i
dimana σn dan τ menyatakan tegangan normal dan tegangan geser dalam antarmuka. Untuk mengetahui nilai akurasi lokal, digunakan konsep titik-titik plastis yang tidak akurat. Sebuah titik plastis didefinisikan sebagai tidak akurat jika kesalahan lokal telah melampaui nilai toleransi kesalahan yang ditetapkan oleh pengguna (lihat Bab 4.6.1).
4-54
PLAXIS Versi 8
PERHITUNGAN
Penghentian iterasi PLAXIS akan menghentikan iterasi-iterasi dalam langkah beban saat ini, jika ketiga kriteria pemeriksaan kesalahan berikut telah dipenuhi. Lihat Referensi 20 untuk penjelasan yang lebih detil dari ketiga prosedur pemeriksaan kesalahan ini. Kesalahan global ≤ Toleransi kesalahan Jml. ttk. tanah yang tidak akurat ≤ 3 + (Jml. ttk. tanah plastis / 10) Jml. ttk. antarmuka yang tidak akurat ≤ 3 + (Jml. ttk. antarmuka plastis / 10)
4-55
MANUAL ACUAN
4-56
PLAXIS Versi 8
DATA KELUARAN HASIL PERHITUNGAN 5
DATA KELUARAN HASIL PERHITUNGAN
Keluaran utama dari suatu perhitungan elemen hingga adalah perpindahan pada titiktitik nodal dan tegangan pada titik-titik tegangan. Selain itu, saat model elemen hingga mengikutsertakan elemen-elemen struktural, maka gaya-gaya struktural juga akan dihitung dalam elemen-elemen ini. Berbagai fasilitas telah tersedia dalam PLAXIS untuk menampilkan berbagai hasil analisis elemen hingga. Fasilitas-fasilitas yang dapat digunakan dalam program Keluaran akan dijelaskan dalam bab ini. 5.1
PROGRAM KELUARAN
Ikon ini menyatakan program Keluaran. Program Keluaran memuat seluruh fasilitas untuk menampilkan hasil dari data masukan yang telah dibentuk serta hasil dari perhitungan elemen hingga. Pada awal dari program Keluaran pengguna harus memilih model dan tahapan perhitungan atau nomor langkah yang ingin ditampilkan. Setelah pemilihan ini maka jendela keluaran akan terbuka dan menunjukkan jaring elemen yang terdeformasi. Jendela utama dari program Keluaran memuat hal-hal berikut (Gambar 5.1) :
Gambar 5.1 Toolbar dalam jendela utama dari program Keluaran
Menu Keluaran : Menu Keluaran memuat seluruh fasilitas operasional dan tampilan dari program Keluaran. Pilihan dalam menu dapat berubah, tergantung dari jenis tampilan yang sedang aktif. Beberapa pilihan juga tersedia dalam bentuk tombol-tombol pada toolbar.
Jendela Keluaran : Hasil-hasil dari program Keluaran ditampilkan dalam jendela-jendela keluaran ini. Jendela keluaran dapat berisi tampilan dari keseluruhan model, tampilan dari obyek-obyek khusus dari model atau berupa tabel yang memuat data keluaran. Beberapa jendela keluaran sekaligus dapat dibuka secara bersamaan.
Toolbar : Toolbar memuat tombol-tombol yang dapat digunakan sebagai jalan pintas untuk mengakses fasilitas-fasilitas dalam menu. Selain itu juga terdapat combo box yang dapat digunakan untuk memilih jenis tampilan dari nilai-nilai keluaran secara langsung. Misalnya, perpindahan dapat ditampilkan dalam 5-1
MANUAL ACUAN bentuk Anak panah, Garis kontur atau Warna. Nilai-nilai keluaran yang lain dapat ditampilkan dengan cara yang berbeda pula.
Baris status : Baris status memuat informasi mengenai jenis analisis (regangan bidang atau axi-simetri) serta posisi kursor dari mouse di dalam model. 5.2
MENU KELUARAN
Menu utama dari program Keluaran memuat sub-menu pull-down yang meliputi sebagian besar pilihan untuk mengatur berkas-berkas, memindahkan data dan menampilkan grafik ataupun tabel. Hasil perhitungan elemen hingga yang utama adalah berupa perpindahan dan tegangan. Berdasarkan kedua jenis hasil inilah bagian-bagian utama dari menu Keluaran dibentuk. Saat menampilkan model geometri secara penuh, maka menu utama akan berupa Berkas, Edit, Tampilan, Geometri, Deformasi, Tegangan, Jendela dan Bantuan. Menu akan selalu bergantung pada jenis data yang sedang ditampilkan dalam jendela keluaran.
Sub-menu Berkas : Buka
Untuk membuka sebuah proyek yang ingin ditampilkan. Jendela permintaan berkas akan muncul.
Tutup
Untuk menutup jendela keluaran yang aktif.
Tutup semua
Untuk menutup seluruh jendela keluaran.
Cetak
Untuk mencetak keluaran aktif pada mesin cetak (printer) tertentu. Jendela pencetakan akan ditampilkan.
Direktori kerja
Untuk menentukan direktori pra-pilih (default) dimana berkas proyek PLAXIS akan disimpan.
Penyusun laporan
Untuk membuat laporan yang memuat data masukan serta hasil perhitungan.
(proyek terakhir)
Cara cepat untuk membuka salah satu dari empat buah proyek yang paling akhir diaktifkan.
Keluar
Untuk keluar dari program.
Sub-menu Edit : Salin
Untuk menyalin (copy) tampilan aktif ke dalam clipboard dari Windows.
Skala
Untuk mengubah skala nilai-nilai keluaran yang ditampilkan.
Interval
Untuk mengubah rentang nilai dari keluaran yang ditampilkan dalam bentuk garis kontur atau gradasi warna.
5-2
PLAXIS Versi 8
DATA KELUARAN HASIL PERHITUNGAN Garis pindai
Untuk mengubah garis pindai dari label tampilan garis kontur. Setelah pemilihan, garis pindai harus ditentukan dengan menggunakan mouse. Klik pada salah satu ujung dari garis; tetap tekan tombol mouse dan pindahkan mouse ke titik ujung yang lain. Sebuah label garis kontur akan muncul pada tiap perpotongan garis kontur dengan garis pindai.
Sub-menu Tampilan : Perbesar
Memperbesar (zoom in) suatu area yang dipilih ke dalam tampilan yang lebih detil. Setelah memilih tombol ini, area yang akan diperbesar ditentukan dengan menggunakan mouse. Tekan tombol utama mouse pada salah satu sudut dari area yang akan diperbesar; tetap tekan tombol utama mouse sambil menggerakkan mouse ke sudut yang berlawanan dari area yang akan diperbesar; kemudian lepaskan tombol. Program akan memperbesar tampilan dari area yang dipilih pada layar. Pilihan perbesar dapat digunakan berulang-kali.
Perkecil
Mengembalikan tampilan ke tampilan sebelumnya dari pilihan perbesar yang paling akhir.
Tampilan awal
Mengembalikan ke tampilan semula.
Potongan melintang Untuk memilih potongan yang ditentukan oleh pengguna dengan distribusi dari nilai yang ditampilkan. Potongan harus ditentukan dengan menggunakan mouse. Tekan tombol utama mouse pada salah satu ujung dari potongan; tetap tekan tombol utama mouse sambil menggerakkan mouse ke ke titik ujung yang lain dari potongan (Bab 5.8). Tabel
Untuk menampilkan angka-angka dari nilai yang ditampilkan dalam bentuk tabel (Bab 5.7).
Mistar
Untuk menampilkan atau menghilangkan mistar dari bidang gambar.
Judul
Untuk menampilkan atau menghilangkan judul dari tampilan aktif.
Legenda
Untuk menampilkan atau menghilangkan legenda dari kontur atau warna.
Grid
Untuk menampilkan atau menghilangkan grid dari tampilan aktif.
Informasi umum
Untuk menampilkan informasi umum dari proyek (Bab 5.9.1).
Informasi beban
Untuk menampilkan informasi beban dari proyek.
Informasi material
Untuk menampilkan informasi data material (Bab 5.9.2).
Info. perhitungan
Untuk menampilkan informasi dari langkah perhitungan yang ditampilkan (Bab 5.9.3). 5-3
MANUAL ACUAN Buat animasi
Untuk membuat animasi (video) dari serangkaian langkah perhitungan.
Sub-menu Geometri : Struktur
Untuk menampilkan seluruh obyek struktur dalam model.
Material
Untuk menampilkan warna material dalam model.
Garis freatik
Untuk menampilkan garis freatik global dalam model.
Beban
Untuk menampilkan beban eksternal dalam model.
Kondisi jepit
Untuk menampilkan kondisi jepit dalam model.
Perpindahan tertentu Untuk menampilkan perpindahan tertentu dalam model. Konektivitas
Untuk menampilkan konektivitas dalam model (Bab 5.9.4).
Elemen
Untuk menampilkan elemen tanah dalam model.
Titik nodal
Untuk menampilkan titik-titik nodal dalam model.
Titik tegangan
Untuk menampilkan titik-titik tegangan dalam model.
Nomor elemen
Untuk menampilkan nomor elemen dalam model. Hanya dapat dilakukan jika elemen telah ditampilkan.
Nomor titik nodal
Untuk menampilkan nomor titik nodal dalam model. Hanya dapat dilakukan jika titik nodal telah ditampilkan.
Nomor titik tegangan Untuk menampilkan nomor titik tegangan dalam model. Hanya dapat dilakukan jika titik tegangan telah ditampilkan. Nomor kumpulan mat.Untuk menampilkan nomor kumpulan data material dalam model. Nomor klaster
Untuk menampilkan nomor klaster dalam model.
Sub-menu Deformasi : Sub-menu Deformasi memuat berbagai pilihan untuk menampilkan deformasi dan regangan secara visual dalam model elemen hingga (Bab 5.4).
Sub-menu Tegangan : Sub-menu Tegangan memuat berbagai pilihan untuk menampilkan kondisi tegangan secara visual dalam model elemen hingga (Bab 5.5). 5.3
MEMILIH LANGKAH KELUARAN
Keluaran dapat dipilih dengan meng-klik tombol Buka berkas pada toolbar atau dengan memilih Buka dari menu Berkas. Jendela permintaan berkas akan muncul dimana berkas proyek PLAXIS (*.PLX) dapat dipilih (Gambar 5.2). 5-4
PLAXIS Versi 8
DATA KELUARAN HASIL PERHITUNGAN Saat pengguna memilih proyek tertentu, permintaan berkas akan menampilkan daftar tahapan perhitungan dari proyek yang dipilih dimana pemilihan lebih lanjut dapat dilakukan. Setelah memilih tahapan perhitungan tertentu, sebuah jendela keluaran baru akan muncul dan menampilkan hasil dari langkah perhitungan final.
Gambar 5.2 Permintaan berkas untuk memilih langkah keluaran Jika diinginkan untuk memilih langkah perhitungan sebelumnya, klik pada kolom Tahap di atas daftar tahapan perhitungan dalam permintaan berkas. Daftar tahapan perhitungan akan berubah menjadi daftar yang berisi seluruh langkah perhitungan, dimana langkah perhitungan tertentu dapat dipilih. Selain pemilihan data keluaran secara umum ini, sebuah pilihan alternatif tersedia dalam program Keluaran seperti dijelaskan dalam Bab 4.15. 5.4
DEFORMASI
Menu Deformasi memuat berbagai pilihan untuk menampilkan deformasi dan regangan secara visual dalam model elemen hingga. Secara pra-pilih, nilai-nilai yang ditampilkan secara otomatis telah dikalikan dengan faktor skala (1, 2 atau 5)⋅10n agar menghasilkan sebuah diagram yang mudah dilihat. Faktor skala dapat diubah dengan meng-klik tombol Faktor skala pada toolbar atau dengan memilih pilihan Skala dari menu Edit. Faktor skala untuk regangan mengacu pada nilai referensi dari regangan yang digambarkan sebagai persentase dari dimensi geometri. Untuk membandingkan tampilan regangan dari beberapa tahapan perhitungan, faktor skala dalam beberapa tampilan tersebut harus diatur sama. 5-5
MANUAL ACUAN Jika Garis kontur atau Warna dipilih dari kotak tampilan pada toolbar, maka rentang nilai dari nilai-nilai yang ditampilkan dapat diubah dengan memilih Interval dari menu Edit atau dengan meng-klik pada kotak legenda. Nilai maksimum dari nilai-nilai yang ditampilkan diberikan sebagai judul di bawah tampilan dan dapat ditampilkan atau dihilangkan dengan memilih Judul dalam menu Tampilan. 5.4.1
JARING ELEMEN TERDEFORMASI
Jaring elemen terdeformasi merupakan tampilan dari jaring elemen hingga dalam bentuk yang terdeformasi. Tampilan ini dapat dipilih dari menu Deformasi. Jika diinginkan untuk menampilkan deformasi pada skala sebenarnya (yaitu skala dari geometri), maka pilihan Skala harus digunakan. 5.4.2
PERPINDAHAN TOTAL, HORISONTAL DAN VERTIKAL
Perpindahan total merupakan akumulasi perpindahan absolut |u|, yang dibentuk oleh komponen perpindahan horisontal (x) dan vertikal (y) pada setiap titik nodal pada akhir dari langkah perhitungan saat ini, dan ditampilkan di atas geometri. Serupa dengan perpindahan total, Perpindahan horisontal dan Perpindahan vertikal masing-masing merupakan akumulasi perpindahan absolut dalam arah horisontal (x) dan vertikal (y) pada setiap titik nodal pada akhir dari langkah perhitungan saat ini. Pilihan-pilihan ini dapat diaktifkan dari menu Deformasi. Perpindahan dapat dinyatakan dalam bentuk Anak panah, Garis kontur ataupun Warna dengan mengaktifkan pilihan yang sesuai dari kotak tampilan pada toolbar. 5.4.3
PENINGKATAN PERPINDAHAN
Peningkatan total merupakan peningkatan perpindahan absolut dari langkah perhitungan saat ini |Δu|, yang dibentuk oleh komponen peningkatan perpindahan horisontal dan vertikal pada setiap titik nodal yang dihitung untuk langkah perhitungan saat ini, dan ditampilkan di atas geometri. Serupa dengan peningkatan total, Peningkatan horisontal dan Peningkatan vertikal masing-masing merupakan peningkatan perpindahan dalam arah horisontal (x) dan vertikal (y) pada setiap titik nodal yang dihitung untuk langkah perhitungan saat ini. Pilihan-pilihan ini dapat diaktifkan dari menu Deformasi. Peningkatan perpindahan dapat dinyatakan dalam bentuk Anak panah, Garis kontur ataupun Warna dengan mengaktifkan pilihan yang sesuai dari kotak tampilan pada toolbar. Kontur peningkatan total secara khusus berguna untuk melihat deformasi yang terkumpul dalam massa tanah saat terjadi keruntuhan plastis. 5.4.4
REGANGAN TOTAL
Regangan total merupakan akumulasi regangan dalam geometri pada titik-titik tegangan di akhir dari langkah perhitungan saat ini, dan ditampilkan di atas geometri. Pilihan ini dapat diaktifkan dari menu Deformasi. Regangan total dapat dinyatakan sebagai Arah utama (regangan utama), Regangan volumetrik (εv) atau Regangan geser ekivalen (εs) dengan memilihnya dari kotak 5-6
PLAXIS Versi 8
DATA KELUARAN HASIL PERHITUNGAN tampilan pada toolbar. Regangan volumetrik dan regangan geser dapat ditampilkan juga dalam Garis kontur atau Warna. Regangan utama digambarkan dalam bentuk tanda silang pada setiap titik tegangan. Saat menggunakan elemen dengan 15 titik nodal akan ditampilkan tiga buah titik tegangan, sedangkan jika digunakan elemen dengan 6 titik nodal maka hanya sebuah titik tegangan saja yang ditampilkan, yang merupakan nilai rata-rata dari regangan utama total di dalam elemen. Panjang dari tiap garis menyatakan besarnya regangan utama dan orientasinya menyatakan arah utama. Regangan yang menyatakan kondisi tarik akan dinotasikan dalam bentuk anak panah dan bukan sebagai garis. Perhatikan bahwa kondisi tekan dianggap bernilai negatif. 5.4.5
REGANGAN CARTESIUS
Saat memilih Regangan Cartesius dari menu Deformasi, pilihan lebih lanjut dapat dilakukan antara komponen regangan total εxx, εyy dan γxy secara individual. Komponen regangan Cartesius dinyatakan dalam Garis kontur atau Warna dengan memilihnya dari kotak tampilan pada toolbar. Perhatikan bahwa kondisi tekan dianggap bernilai negatif. 5.4.6
PENINGKATAN REGANGAN
Peningkatan regangan merupakan peningkatan regangan dalam geometri pada titik-titik tegangan yang dihitung untuk langkah perhitungan saat ini, dan ditampilkan di atas geometri. Pilihan ini dapat diaktifkan dari menu Deformasi. Peningkatan regangan dapat dinyatakan sebagai Arah utama (peningkatan regangan utama), Regangan volumetrik (peningkatan regangan volumetrik, Δεv) atau Regangan geser ekivalen (peningkatan regangan geser ekivalen, Δεs) dengan memilihnya dari kotak tampilan pada toolbar. Peningkatan regangan volumetrik dan peningkatan regangan geser dapat ditampilkan juga dalam bentuk Garis kontur atau Warna. Peningkatan regangan utama digambarkan dalam bentuk tanda silang pada setiap titik tegangan. Saat menggunakan elemen dengan 15 titik nodal akan ditampilkan tiga buah titik tegangan, sedangkan jika digunakan elemen dengan 6 titik nodal maka hanya sebuah titik tegangan saja yang ditampilkan, yang merupakan nilai rata-rata dari peningkatan regangan utama total di dalam elemen. Panjang dari tiap garis menyatakan besarnya peningkatan regangan utama dan orientasinya menyatakan arah utama. Peningkatan regangan yang menyatakan kondisi tarik akan dinotasikan dalam bentuk anak panah dan bukan sebagai garis. Perhatikan bahwa kondisi tekan dianggap bernilai negatif. 5.4.7
PENINGKATAN REGANGAN CARTESIUS
Saat memilih Peningkatan regangan Cartesius dari menu Deformasi, pilihan lebih lanjut dapat dilakukan antara komponen peningkatan regangan total Δεxx, Δεyy dan Δγxy secara individual. Komponen peningkatan regangan Cartesius dinyatakan dalam Garis kontur atau Warna dengan memilihnya dari kotak tampilan pada toolbar. Perhatikan bahwa kondisi tekan dianggap bernilai negatif. 5-7
MANUAL ACUAN 5.5
TEGANGAN
Menu Tegangan memuat berbagai pilihan untuk menampilkan kondisi tegangan secara visual dalam model elemen hingga. Secara pra-pilih, nilai-nilai yang ditampilkan secara otomatis telah dikalikan dengan faktor skala (1, 2 atau 5)⋅10n agar menghasilkan sebuah diagram yang mudah dilihat. Faktor skala dapat diubah dengan meng-klik tombol Faktor skala pada toolbar atau dengan memilih pilihan Skala dari menu Edit. Faktor skala untuk regangan mengacu pada nilai referensi dari regangan yang digambarkan sebagai persentase dari dimensi geometri. Untuk membandingkan tampilan tegangan dari beberapa tahapan perhitungan, faktor skala dalam beberapa tampilan tersebut harus diatur sama. Jika Garis kontur atau Warna dipilih dari kotak tampilan pada toolbar, maka rentang nilai dari nilai-nilai yang ditampilkan dapat diubah dengan memilih Interval dari menu Edit atau dengan meng-klik pada kotak legenda. Nilai maksimum dari nilai-nilai yang ditampilkan diberikan sebagai judul di bawah tampilan dan dapat ditampilkan atau dihilangkan dengan memilih Judul dalam menu Tampilan. 5.5.1
TEGANGAN EFEKTIF
Tegangan efektif merupakan tegangan efektif yang terbentuk dalam geometri pada akhir dari langkah perhitungan saat ini, dan ditampilkan di atas geometri. Pilihan ini dapat diaktifkan dari menu Tegangan. Tegangan efektif dapat dinyatakan sebagai Arah utama (tegangan utama), Tegangan rata-rata (p') atau Tegangan geser relatif (τrel) dengan memilihnya dari kotak tampilan pada toolbar. Tegangan rata-rata dan tegangan geser relatif dapat ditampilkan juga dalam Garis kontur atau Warna. Tegangan efektif utama digambarkan dalam bentuk tanda silang pada setiap titik tegangan. Saat menggunakan elemen dengan 15 titik nodal akan ditampilkan tiga buah titik tegangan, sedangkan jika digunakan elemen dengan 6 titik nodal maka hanya sebuah titik tegangan saja yang ditampilkan, yang merupakan nilai rata-rata dari tegangan efektif utama di dalam elemen. Panjang dari tiap garis menyatakan besarnya tegangan utama dan orientasinya menyatakan arah utama. Tegangan yang menyatakan kondisi tarik akan dinotasikan dalam bentuk anak panah dan bukan sebagai garis. Perhatikan bahwa kondisi tekan dianggap bernilai negatif. Pilihan tegangan geser relatif memberikan indikasi dari kedekatan jarak titik tegangan ke garis keruntuhan. Tegangan geser relatif, τrel, didefinisikan sebagai :
τrel =
τ* τ maks
dimana τ adalah nilai tegangan geser maksimum (yaitu radius dari lingkaran tegangan Mohr). Parameter τmaks adalah nilai tegangan geser maksimum untuk kasus dimana
5-8
PLAXIS Versi 8
DATA KELUARAN HASIL PERHITUNGAN lingkaran Mohr semakin membesar hingga menyentuh garis keruntuhan Coulomb dengan tegangan utama menengah tetap konstan. 5.5.2
TEGANGAN TOTAL
Tegangan total merupakan tegangan total (yaitu tegangan efektif + tekanan air pori aktif) dalam geometri pada akhir dari langkah perhitungan saat ini, dan ditampilkan di atas geometri. Pilihan ini dapat diaktifkan dari menu Tegangan. Tegangan total dapat dinyatakan sebagai Arah utama (tegangan utama), Tegangan ratarata (p) atau Tegangan deviator (q) dengan memilihnya dari kotak tampilan pada toolbar. Tegangan rata-rata dan tegangan deviator dapat ditampilkan juga dalam Garis kontur atau Warna. Tegangan total utama digambarkan dalam bentuk tanda silang pada setiap titik tegangan. Saat menggunakan elemen dengan 15 titik nodal akan ditampilkan tiga buah titik tegangan, sedangkan jika digunakan elemen dengan 6 titik nodal maka hanya sebuah titik tegangan saja yang ditampilkan, yang merupakan nilai rata-rata dari tegangan utama total di dalam elemen. Panjang dari tiap garis menyatakan besarnya tegangan utama dan orientasinya menyatakan arah utama. Tegangan yang menyatakan kondisi tarik akan dinotasikan dalam bentuk anak panah dan bukan sebagai garis. Perhatikan bahwa kondisi tekan dianggap bernilai negatif.
σyy y
σyx
σyz σzy x
z
σzz
σzx
σxz
σxy σxx
Gambar 5.3 Perjanjian tanda untuk tegangan 5.5.3
TEGANGAN CARTESIUS EFEKTIF
Saat memilih Tegangan Cartesius efektif dari menu Tegangan, pilihan lebih lanjut dapat dilakukan antara komponen tegangan efektif σ′xx, σ′yy, σ′zz dan σ′xy secara individual. Komponen tegangan Cartesius dinyatakan dalam Garis kontur atau Warna dengan memilihnya dari kotak tampilan pada toolbar. Gambar 5.3 menunjukkan perjanjian tanda untuk tegangan Cartesius. Perhatikan bahwa tegangan tekan dianggap bernilai negatif.
5-9
MANUAL ACUAN 5.5.4
TEGANGAN CARTESIUS TOTAL
Saat memilih Tegangan Cartesius total dari menu Tegangan, pilihan lebih lanjut dapat dilakukan antara komponen tegangan total σxx, σyy, σzz dan σxy secara individual. Komponen tegangan Cartesius dinyatakan dalam Garis kontur atau Warna dengan memilihnya dari kotak tampilan pada toolbar. Gambar 5.3 menunjukkan perjanjian tanda untuk tegangan Cartesius. Perhatikan bahwa tegangan tekan dianggap bernilai negatif. 5.5.5
RASIO KONSOLIDASI BERLEBIH (OCR)
Rasio konsolidasi berlebih atau overconsolidation ratio (OCR) hanya ditampilkan jika digunakan model Hardening Soil atau model Soft Soil (Creep). Rasio konsolidasi berlebih, OCR, seperti dimasukkan dalam pilihan ini, adalah rasio antara tekanan prakonsolidasi isotropik, pp, terhadap tegangan isotropik ekivalen saat ini, peq. pp
OCR =
p eq
dimana peq = p' -
peq =
q2 M 2 ( p ' − c ⋅ cot φ )
p2 +
q~ 2
α2
model Soft Soil (Creep)
model Hardening Soil dan model HS small
Rasio konsolidasi berlebih dapat ditampilkan dalam bentuk Garis kontur atau Warna dengan memilihnya dari kotak tampilan pada toolbar. 5.5.6
TITIK PLASTIS
Titik plastis adalah titik-titik tegangan yang berada dalam kondisi plastis, dan ditampilkan di atas geometri yang belum terdeformasi. Titik-titik tegangan plastis diindikasikan oleh simbol-simbol kecil dengan bentuk dan warna yang berbeda-beda, tergantung dari jenis plastisitas yang telah terjadi. Bujursangkar merah terbuka menunjukkan bahwa tegangan berada pada garis keruntuhan Coulomb. Bujursangkar putih penuh menunjukkan bahwa kriteria batas tegangan tarik telah diaplikasikan. Bujursangkar dengan silang berwarna biru menunjukkan kondisi terkonsolidasi normal dimana tekanan prakonsolidasi adalah ekivalen dengan kondisi tegangan saat ini. Jenis titik plastis yang terakhir ini hanya akan terjadi jika digunakan model Hardening Soil atau model Soft Soil (Creep). Untuk detil penggunaan model tanah tingkat lanjut, pengguna dapat melihat Manual Model Material. Titik plastis Coulomb secara khusus berguna untuk memeriksa apakah ukuran dari jaring elemen telah memadai. Jika zona plastisitas Coulomb mencapai batas dari jaring 5-10
PLAXIS Versi 8
DATA KELUARAN HASIL PERHITUNGAN elemen (tidak termasuk garis tengan pada model simetris) maka hal ini memberikan indikasi bahwa ukuran dari jaring elemen masih terlalu kecil, dan perhitungan sebaiknya dilakukan kembali dengan ukuran model yang lebih besar. 5.5.7
TEKANAN AIR PORI AKTIF
Tekanan air pori aktif adalah tekanan air total, pw (yaitu tekanan air pori hidrostatik + tekanan air pori berlebih) dalam geometri pada akhir dari langkah perhitungan saat ini, dan ditampilkan di atas geometri yang tidak terdeformasi. Tampilan ini dapat diaktifkan dari menu Tegangan. Secara pra-pilih, tekanan air pori aktif ditampilkan serupa dengan tegangan utama, walaupun tekanan air pori aktif bersifat isotropik dan tidak mempunyai arah utama. Panjang dari garis-garis tanda silang menyatakan nilai tekanan air pori sedangkan arahnya selalu sama dengan sumbu x dan y. Tekanan air pori aktif yang bersifat tarik dinotasikan dalam bentuk anak panah dan bukan sebagai garis. Perhatikan bahwa kondisi tekan dianggap bernilai negatif. Saat menggunakan elemen dengan 15 titik nodal akan ditampilkan tiga buah titik tegangan, sedangkan jika digunakan elemen dengan 6 titik nodal maka hanya sebuah titik tegangan saja yang ditampilkan, yang merupakan nilai rata-rata dari tekanan air pori aktif di dalam elemen. Selain tampilan berupa Arah utama, pengguna dapat memilih tampilan berupa Garis kontur atau Warna untuk tekanan air pori aktif dari kotak tampilan pada toolbar. 5.5.8
TEKANAN AIR PORI BERLEBIH
Tekanan air pori berlebih adalah tekanan air akibat pembebanan pada klaster-klaster yang bersifat tak terdrainase pada akhir dari langkah perhitungan saat ini, dan ditampilkan di atas geometri yang tidak terdeformasi. Tampilan ini dapat diaktifkan dari menu Tegangan. Secara pra-pilih, tekanan air pori berlebih ditampilkan serupa dengan tegangan utama, walaupun tekanan air pori berlebih tidak mempunyai arah utama. Panjang dari garis-garis tanda silang menyatakan nilai tekanan air pori berlebih sedangkan arahnya selalu sama dengan sumbu x dan y. Tekanan air pori berlebih yang bersifat tarik dinotasikan dalam bentuk anak panah dan bukan sebagai garis. Perhatikan bahwa kondisi tekan dianggap bernilai negatif. Saat menggunakan elemen dengan 15 titik nodal akan ditampilkan tiga buah titik tegangan, sedangkan jika digunakan elemen dengan 6 titik nodal maka hanya sebuah titik tegangan saja yang ditampilkan, yang merupakan nilai rata-rata dari tekanan air pori berlebih di dalam elemen. Selain tampilan berupa Arah utama, pengguna dapat memilih tampilan berupa Garis kontur atau Warna untuk tekanan air pori berlebih dari kotak tampilan pada toolbar. 5.5.9
TINGGI TEKAN AIR TANAH
Tinggi tekan dari air tanah merupakan nilai alternatif untuk tekanan air pori aktif. Tinggi tekan air tanah didefinisikan sebagai :
5-11
MANUAL ACUAN h = y - (p / γw) dimana y adalah koordinat vertikal, p adalah tekanan air pori aktif dan γw adalah berat isi dari air. Pilihan Tinggi tekan air tanah dapat diaktifkan dari menu Tegangan. Pilihan ini akan sangat relevan dalam proyek-proyek dimana perhitungan aliran air dalam tanah telah dilakukan untuk membentuk distribusi tekanan air pori, serta dalam situasi dimana tekanan air pori berlebih terbentuk dalam klaster-klaster tanah yang bersifat tak terdrainase. Distribusi tinggi tekan air tanah hanya dapat ditampilkan dalam Garis kontur atau Warna saja, yang dipilih dari kotak tampilan pada toolbar. 5.5.10
JALUR ALIRAN
Saat suatu perhitungan aliran air dalam tanah telah dilakukan untuk membentuk distribusi tekanan air pori, maka pilihan debit spesifik pada titik-titik tegangan dalam elemen akan tersedia dalam program Keluaran disamping distribusi tekanan air pori. Debit spesifik dapat ditampilkan dengan memilih Bidang aliran dari menu Tegangan. Bidang aliran dapat dilihat dalam bentuk Anak panah, Garis kontur atau Warna dengan memilihnya dalam kotak tampilan pada toolbar. Saat debit spesifik ditampilkan dalam bentuk anak panah, maka panjang dari anak panah mengindikasikan besarnya debit spesifik dimana arah anak panah menunjukkan arah dari aliran. 5.5.11
DERAJAT KEJENUHAN
Manual aliran air dalam tanah di dalam PLAXIS dapat digunakan untuk menghitung distribusi tekanan air untuk masalah aliran terkekang maupun aliran tak terkekang. Penentuan posisi garis freatik bebas dan panjang permukaan rembesan adalah tujuan utama yang ingin diperoleh dari suatu perhitungan aliran air dalam tanah. Dalam kasus ini digunakan suatu hubungan antara tekanan air pori dan kejenuhan atau derajat saturasi. Kedua besaran tersebut dihitung dalam suatu perhitungan aliran air dalam tanah dan tersedia dalam program Keluaran. Jika diinginkan untuk menampilkan Derajat kejenuhan, pilihan yang bersangkutan dapat diaktifkan dari menu Tegangan. Pada kenyataannya, derajat saturasi hanya relevan jika suatu perhitungan aliran air dalam tanah telah dilakukan. Derajat kejenuhan umumnya bernilai 100% di bawah garis freatik dan semakin berkurang hingga mencapai nol dalam suatu zona tertentu di atas garis freatik. 5.6
STRUKTUR DAN ANTARMUKA
Elemen-elemen struktur (yaitu pelat, geogrid dan jangkar) serta antarmuka secara prapilih ditampilkan dalam geometri. Secara opsional, obyek-obyek ini dapat ditampilkan atau dihilangkan dengan menggunakan pilihan Struktur dari menu Geometri. Keluaran 5-12
PLAXIS Versi 8
DATA KELUARAN HASIL PERHITUNGAN untuk jenis-jenis elemen ini dapat diperoleh dengan klik-ganda pada obyek yang diinginkan dalam geometri. Sebuah jendela baru akan terbuka dan menampilkan obyek yang dipilih. Pada saat yang bersamaan menu akan berubah untuk memberikan jenisjenis keluaran tertentu yang sesuai dengan obyek yang dipilih. Jika diinginkan untuk menampilkan keluaran dari beberapa elemen struktur sejenis secara bersamaan dalan sebuah jendela, maka seluruh obyek, kecuali satu yang terakhir, harus dipilik dengan klik-tunggal dengan tetap menekan tombol pada papan ketik, dan kemudian melakukan klik-ganda pada obyek yang terakhir tersebut. 5.6.1
PELAT
Data keluaran untuk pelat terdiri dari deformasi dan gaya. Dari menu Deformasi pengguna dapat memilih perpindahan absolut terakumulasi, |u|, pada akhir dari langkah perhitungan, atau komponen perpindahan terakumulasi ux dan uy secara individual. Dalam menu Gaya tersedia pilihan Gaya aksial, Gaya geser dan Momen lentur. Untuk model axi-simetri menu Gaya juga menyediakan pilihan tegangan yang bekerja pada arah keluar dari bidang gambar (Gaya melingkar atau Hoop force). Gaya-gaya ini menyatakan gaya-gaya aktual pada akhir dari langkah perhitungan. Selain gaya-gaya aktual, PLAXIS menyimpan sejarah dari gaya maksimum dan minimum yang terjadi dalam seluruh tahapan perhitungan. Nilai maksimum dan minimum hingga langkah perhitungan saat ini dapat ditampilkan setelah memilih Batas gaya dalam menu Gaya, dan kemudian dapat dipilih gaya yang diinginkan (Gaya aksial, Gaya geser, Momen lentur dan Gaya melingkar). Perhatikan bahwa tegangan aksial atau tegangan melingkar akan bernilai positif jika tegangan-tegangan tersebut berupa tegangan tarik, seperti ditunjukkan Gambar 5.4.
Gambar 5.4 Perjanjian tanda untuk gaya aksial dan gaya melingkar dalam pelat, geogrid dan jangkar Jika dimodelkan suatu terowongan lingkaran (terowongan bor) dan kontraksi diaplikasikan pada dinding terowongan, maka Kontraksi aktual total dan Peningkatan kontraksi aktual akan muncul sebagai judul tampilan. 5.6.2
GEOGRID
Data keluaran untuk geogrid dapat ditampilkan dengan klik-ganda pada elemen geogrid berupa garis berwarna kuning dalam geometri. Keluaran untuk geogrid terdiri dari deformasi dan gaya. Dari menu Deformasi pengguna dapat memilih perpindahan absolut terakumulasi, |u|, atau komponen perpindahan terakumulasi ux dan uy secara individual.
5-13
MANUAL ACUAN Dalam menu Gaya tersedia pilihan Gaya aksial. Gaya tarik pada geogrid akan selalu bernilai positif. Gaya tekan tidak diijinkan terjadi pada elemen-elemen geogrid. 5.6.3
ANTARMUKA
Keluaran untuk antarmuka dapat diperoleh dengan klik-ganda pada garis terputus-putus dalam geometri. Keluaran untuk antarmuka terdiri dari deformasi dan tegangan. Dari menu Deformasi pengguna dapat memilih Perpindahan total, Perpindahan horisontal, Perpindahan vertikal, Peningkatan total, Peningkatan horisontal, Peningkatan vertikal, Perpindahan relatif dan Peningkatan relatif. Perpindahan relatif merupakan beda perpindahan antara pasangan titik nodal. Pilihan ini dapat digunakan untuk melihat apakah geser plastis telah terjadi dalam antarmuka. Dari menu Tegangan tersedia pilihan Tegangan normal efektif, Tegangan geser, Tegangan geser relatif, Tekanan air pori aktif dan Tekanan air pori berlebih. Tegangan normal efektif adalah tegangan efektif yang bekerja tegak lurus pada antarmuka, sedangkan Tegangan geser adalah tegangan geser yang bekerja pada antarmuka. Tegangan geser relatif didefinisikan sebagai rasio dari tegangan geser terhadap nilai tegangan geser maksimum sesuai dengan kriteria keruntuhan dari Coulomb, dengan tegangan normal efektif tetap konstan. Perhatikan bahwa kondisi tekan dianggap negatif untuk tegangan normal dan tekanan air pori. 5.6.4
JANGKAR
Saat melakukan klik-ganda pada jangkar (baik jangkar nodal ke nodal maupun jangkar ujung tetap), sebuah jendela kecil akan muncul dan menampilkan gaya jangkar. Jika nilai absolut dari gaya jangkar sama dengan gaya maksimum, maka jangkar berada dalam kondisi plastis. Gaya tarik didefinisikan positif, seperti ditunjukkan pada Gambar 5.4. 5.7
MENAMPILKAN TABEL KELUARAN
Untuk seluruh jenis tampilan, data numerik dapat ditampilkan juga dalam bentuk tabel dengan meng-klik tombol Tabel pada toolbar atau dengan menggunakan pilihan Tabel dari menu Tampilan. Sebuah jendela baru akan terbuka dimana nilai-nilai tampilan diberikan dalam tabel. Pada saat yang bersamaan terjadi perubahan menu agar dapat dilakukan pemilihan besaran lain yang dapat ditampilkan dalam bentuk tabel.
Tabel perpindahan Saat menggunakan pilihan Tabel ketika tampilan perpindahan aktif, sebuah tabel akan muncul dimana komponen-komponen perpindahan pada seluruh titik nodal akan ditampilkan. Perpindahan total ux dan uy merupakan akumulasi perpindahan dari seluruh 5-14
PLAXIS Versi 8
DATA KELUARAN HASIL PERHITUNGAN tahapan perhitungan sebelumnya, dimana peningkatan perpindahan Δux dan Δuy adalah peningkatan perpindahan pada langkah perhitungan saat ini.
Tabel tegangan dan regangan Saat melihat tabel tegangan atau regangan dalam elemen tanah, tabel akan menunjukkan komponen-komponen Cartesius pada seluruh titik tegangan. Perhatikan bahwa tegangan tekan dianggap bernilai negatif. Kolom Status dalam tabel tegangan menunjukkan apakah suatu titik tegangan merupakan titik Elastis, titik Plastis, titik Tarik, titik Puncak, titik Hardening atau titik "Cap". Titik Elastis adalah titik tegangan yang saat ini tidak berada dalam kondisi leleh. Titik Plastis adalah titik tegangan dimana lingkaran tegangan Mohr telah menyentuh garis keruntuhan Coulomb. Titik Tarik adalah titik tegangan yang telah mengalami keruntuhan terhadap tarik sesuai dengan kriteria batas tegangan tarik. Titik Puncak adalah titik tegangan yang berada pada puncak dari garis keruntuhan. Titik Hardening adalah titik tegangan dimana kondisi tegangan berhubungan dengan sudut geser termobilisasi maksimum yang pernah tercapai sebelumnya (hanya pada model Hardening Soil). Titik "Cap" adalah titik tegangan dimana kondisi tegangan adalah sama dengan tekanan prakonsolidasi, yaitu tingkat tegangan tertinggi yang pernah dicapai sebelumnya.
Tabel titik nodal dan titik tegangan Saat tabel tegangan atau regangan ditampilkan, menu Geometri akan aktif pula. Menu ini memuat pilihan-pilihan untuk menampilkan posisi dan penomoran dari titik nodal dan titik tegangan. Pilihan Titik tegangan elemen juga menunjukkan modulus kekakuan elastis aktual, E, kohesi aktual, c, dan rasio konsolidasi berlebih, OCR. Fasilitas ini secara khusus akan berguna saat menggunakan model dengan kekakuan atau kohesi yang meningkat terhadap kedalaman atau saat menggunakan model dengan nilai kekakuan yang bergantung pada tegangan yang bekerja. Tabel akan menunjukkan kekakuan dan kohesi yang secara aktual telah diaplikasikan dalam seluruh titik tegangan dalam langkah perhitungan saat ini.
Tegangan dan gaya dalam antarmuka dan struktur Saat menampilkan tabel tegangan antarmuka, tabel akan menunjukkan tegangan normal efektif (σ'n), tegangan geser (τ), tekanan air pori aktif (paktif) dan tekanan air pori berlebih (pberlebih) pada seluruh titik tegangan antarmuka. Saat menampilkan tabel gaya pelat, tabel akan menunjukkan gaya aksial (N), gaya geser (Q) dan momen lentur (M) pada titik-titik nodal. Untuk geogrid, tabel hanya akan menunjukkan gaya dalam arah aksial dari geogrid (N). Untuk jangkar hanya tersedia pilihan untuk sebuah tabel saja yang dapat diaktifkan kemudian setelah klik-ganda pada jangkar dalam geometri.
5-15
MANUAL ACUAN 5.8
MENAMPILKAN KELUARAN PADA SUATU POTONGAN
Untuk memperoleh gambaran mengenai distribusi nilai-nilai tertentu dalam tanah, seringkali berguna untuk menampilkan distribusi nilai tersebut pada potongan tertentu pada model. Pilihan ini tersedia dalam PLAXIS untuk seluruh jenis tegangan dan perpindahan dalam elemen tanah. Pilihan ini dapat diaktifkan dengan meng-klik tombol Potongan melintang pada toolbar atau dengan mengaktifkan pilihan tersebut dari menu Tampilan. Setelah menggunakan pilihan ini pengguna harus menentukan potongan tersebut dari salah satu titik ujung garis potongan dalam geometri dan menggerakkan kursor ke titik ujung yang lain sambil tetap menekan tombol utama mouse. Garis potongan yang benar-benar horisontal atau vertikal dapat digambarkan dengan menekan tombol pada papan ketik. Setelah melepas tombol mouse, sebuah jendela baru akan terbuka dan menampilkan distribusi dari nilai yang saat ini aktif sepanjang garis potongan tersebut. Pada saat yang bersamaan menu juga akan berubah untuk pemilihan tampilan dari nilai-nilai yang lain sepanjang garis potongan tersebut. Beberapa potongan dapat digambarkan dalam geometri yang sama. Setiap potongan akan muncul dalam jendela yang berbeda. Untuk mengidentifikasi potongan-potongan yang berbeda, titik-titik ujung dari setiap potongan diindikasikan dengan huruf yang berurutan sesuai abjad. Distribusi dari nilai-nilai pada garis potongan diperoleh dari interpolasi tittik-titik nodal (untuk perpindahan) atau ekstrapolasi dari titik-titik tegangan (untuk tegangan dan regangan). Perhatikan bahwa dalam kasus yang kedua, nilai yang diperoleh kemungkinan akan kurang akurat dibandingkan nilai pada titik-titik tegangan.
Deformasi Selain perpindahan horisontal dan vertikal serta komponen-komponen regangan Cartesius yang dapat dipilih untuk keseluruhan geometri, Regangan normal dan Regangan geser dapat ditampilkan pada potongan. Regangan normal didefinisikan sebagai regangan tegak lurus garis potongan, dan Regangan geser adalah regangan geser yang bekerja sepanjang garis potongan.
Tegangan Beberapa pilihan tersedia untuk menampilkan tegangan-tegangan efektif dan total sepanjang potongan. Selain komponen-komponen tegangan Cartesius efektif dan total serta tekanan air pori aktif dan berlebih yang tersedia untuk geometri secara keseluruhan, Tegangan normal dan Tegangan geser dapat ditampilkan pada potongan. Tegangan normal didefinisikan sebagai tegangan tegak lurus garis potongan, dan Tegangan geser adalah tegangan geser yang bekerja sepanjang garis potongan. Perhatikan bahwa tegangan tekan dianggap negatif.
5-16
PLAXIS Versi 8
DATA KELUARAN HASIL PERHITUNGAN
Integrasi tegangan : Gaya ekivalen Saat komponen tegangan normal ditampilkan dalam suatu potongan, PLAXIS secara otomatis akan menghitung dan menampilkan gaya ekivalen yang merupakan integrasi dari tegangan normal sepanjang potongan. Nilai dan posisi dari gaya ekivalen akan ditampilkan sebagai judul dari tampilan. 5.9
MENAMPILKAN DATA LAINNYA
Menu Tampilan meliputi pilihan-pilihan untuk menampilkan data model secara umum (Informasi umum), data beban (Informasi beban) dan data material (Informasi material). Selain itu beberapa data keluaran umum yang berhubungan dengan proses perhitungan (Informasi perhitungan) juga dapat diaktifkan dari menu ini. 5.9.1
INFORMASI PROYEK SECARA UMUM
Pilihan Informasi umum dari menu Tampilan memuat beberapa informasi umum mengenai proyek (nama berkas, direktori, judul), model (regangan bidang, axi-simetri) dan jaring elemen yang terbentuk (jenis elemen dasar, jumlah elemen, jumlah titik nodal, jumlah titik tegangan, ukuran elemen rata-rata le). 5.9.2
DATA MATERIAL
Sifat material dan parameter model dapat ditampilkan dengan pilihan Informasi material dari menu Tampilan. Dalam pilihan ini terdapat empat pilihan kumpulan data, yaitu Tanah dan antarmuka, Pelat, Geogrid dan Jangkar. Dalam pilihan tanah dan antarmuka, kumpulan data diatur dalam lembar-tab sesuai dengan model material. Data ini dapat dicetak dengan meng-klik tombol Cetak. 5.9.3
FAKTOR PENGALI DAN PARAMETER PERHITUNGAN
Jika dipilih Informasi perhitungan dari menu Tampilan, maka sebuah jendela akan muncul dan menampilkan faktor-faktor pengali serta berbagai parameter perhitungan yang berhubungan dengan akhir dari langkah perhitungan. Dalam lembar-tab Pengali, ditunjukkan status proses pembebanan termasuk nilai-nilai peningkatan faktor pengali dan faktor pengali total. Peningkatan faktor pengali akan menyebabkan peningkatan beban dalam langkah perhitungan saat ini sedangkan faktor pengali total akan menghasilkan beban total pada akhir langkah perhitungan saat ini. Pentingnya nilai faktor pengali secara individual dibahas dalam Bab 4.8. Tampilan juga akan menunjukkan Faktor ekstrapolasi dan Kekakuan relatif. Faktor ekstrapolasi menunjukkan faktor yang menghubungkan langkah pembebanan saat ini dengan langkah pembebanan sebelumnya dalam kasus berlanjutnya pembebanan yang sama (Bab 4.6.1). Kekakuan relatif menunjukkan indikasi dari pentingnya plastisitas dalam massa tanah. Saat memberikan beban hingga mengakibatkan keruntuhan pada massa tanah, kekakuan relatif akan semakin berkurang dari 1.0 (elastis) hingga mencapai nol (keruntuhan). 5-17
MANUAL ACUAN Lembar-tab Informasi tambahan menunjukkan status dari tahapan konstruksi dan gayagaya pada batas-batas dengan perpindahan tertentu yang tidak nol. Dalam kotak Tahapan konstruksi, parameter ΣMarea memberikan proporsi volume total dari elemen tanah yang dalam kondisi aktif saat ini, sedangkan parameter peningkatan Marea menunjukkan proporsi dari peningkatan volume yang telah diaplikasikan dalam langkah perhitungan saat ini. Parameter ΣMstage menunjukkan proporsi dari tahapan konstruksi yang telah diselesaikan, dan parameter Mstage memberikan proporsi peningkatan tahapan konstruksi yang telah diaplikasikan dalam langkah perhitungan saat ini (lihat juga Bab 4.7 dan 4.8.2). Kotak Gaya menunjukkan nilai dari parameter Gaya-X dan Gaya-Y (komponen gaya dalam arah x dan y akibat batas perpindahan tertentu yang tidak nol). Selain itu, jika digunakan klaster tanah yang tak terdrainase, kotak Konsolidasi akan menunjukkan nilai maksimum dari tekanan air pori berlebih dalam langkah perhitungan saat ini. Lembar-tab Informasi langkah memberikan informasi mengenai proses iterasi dalam langkah perhitungan saat ini. Pentingnya informasi ini dibahas dalam Bab 4.6.1. 5.9.4
KONEKTIVITAS
Konektivitas adalah tampilan dari jaring elemen dimana hubungan antar elemen dapat dilihat secara visual dengan jelas. Tampilan ini diperlukan jika digunakan elemen antarmuka dalam jaring elemen. Elemen antarmuka terdiri dari pasangan titik nodal dimana pasangan titik nodal tersebut mempunyai koordinat yang sama. Namun demikian, dalam Konektivitas pasangan titik nodal tersebut digambarkan dengan jarak tertentu sehingga dapat dilihat dengan jelas bagaimana titik-titik nodal dihubungkan dengan elemen-elemen di sampingnya. Dalam Konektivitas dapat terlihat juga, misalnya, saat elemen antarmuka berada di antara dua buah elemen tanah, bahwa kedua elemen tanah tersebut tidak mempunyai titik nodal bersama (common node) dan bahwa hubungan tersebut dibentuk oleh elemen antarmuka. Pada situasi dimana antarmuka berada di sepanjang sisi suatu pelat, maka pelat tersebut dan elemen tanah disampingnya tidak mempunyai titik-titik nodal bersama, sehingga hubungan antara pelat dan tanah dibentuk oleh elemen antarmuka. Hal ini juga dalam dilihat dalam Konektivitas. 5.9.5
KONTRAKSI
Saat kontraksi diaplikasikan pada dinding terowongan lingkaran, maka kontraksi aktual (atau yang tercapai) yang dibentuk dalam analisis elemen hingga dapat sedikit berbeda dari nilai masukan yang diberikan dalam tahapan konstruksi. Setelah klik-ganda pada dinding terowongan lingkaran, maka Kontraksi aktual total dan Peningkatan kontraksi aktual akan ditampilkan dalam judul tampilan. Kontraksi aktual total didefinisikan sebagai : Kontraksi aktual total =
5-18
Aterowongan awal − Aterowongan pada langkah saat ini Aterowongan awal
PLAXIS Versi 8
DATA KELUARAN HASIL PERHITUNGAN dimana A adalah luas penampang. Perhatikan bahwa Kontraksi aktual total umumnya sedikit lebih kecil dari nilai masukan. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa kontraksi dari dinding terowongan akan berkurang akibat adanya kekakuan dari tanah disekelilingnya. Untuk dinding terowongan yang relatif kaku terhadap tanah disekelilingnya, maka Kontraksi aktual total hanya akan sedikit lebih kecil dari nilai masukan. Namun untuk dinding terowongan yang relatif fleksibel, perbedaan yang dihasilkan dapat menjadi lebih signifikan. Jika Kontraksi aktual total menjadi terlalu kecil, maka perlu untuk sedikit meningkatkan nilai masukan dalam tahapan perhitungan yang bersangkutan dan mengulangi perhitungan. 5.9.6
IKHTISAR FASILITAS TAMPILAN
Untuk meningkatkan interpretasi dari hasil keluaran, PLAXIS memiliki beberapa fasilitas untuk menampilkan model elemen hingga. Berikut adalah ikhtisar dari fasilitas-fasilitas tersebut :
Perbesar/perkecil Untuk memperbesar bagian tertentu dari model untuk menampilkan bagian tersebut secara mendetil, pilihan perbesar dari menu Tampilan dapat digunakan. Setelah menggunakan pilihan perbesar ini, area yang akan diperbesar (berbentuk bidang segi empat pada layar) harus dipilih dengan menggunakan mouse. Pilihan perbesar/perkecil dapat digunakan berulang-kali.
Tampilan obyek struktur Keluaran dari obyek-obyek struktural dapat ditampilkan secara lebih mendetil dengan klik-ganda pada obyek struktural yang diinginkan dalam geometri.
Tampilan potongan Pengguna dapat mendefinisikan potongan tertentu untuk menampilkan keluaran. Hal ini dapat dilakukan dengan memilih Potongan melintang dari menu Tampilan.
Mengubah intensitas warna kumpulan data material Kumpulan data material dapat ditampilkan dalam beberapa tingkat intensitas warna yang berbeda. Untuk meningkatkan intensitas warna dari seluruh kumpulan data material secara global, tekan secara bersamaan pada papan ketik. Tersedia tiga level intensitas warna yang dapat dipilih dengan cara ini. 5.10
PENYUSUN LAPORAN
Untuk mendokumentasikan data masukan proyek serta hasil perhitungan yang diperoleh, tersedia fasilitas Penyusun laporan dalam program Keluaran PLAXIS. Pilihan ini membutuhan perangkat lunak Microsoft® Word. Pilihan Penyusun 5-19
MANUAL ACUAN laporan dapat dipilih dari menu Berkas atau dengan meng-klik tombol yang bersangkutan pada toolbar. Dengan melakukan hal ini, maka jendela penyusun laporan akan muncul dimana beberapa pilihan dari data proyek dapat ditentukan untuk diikutsertakan dalam laporan ini. Secara pra-pilih, beberapa kelompok pilihan yang tersedia ditampilkan dalam sebuah tree view. Kelompok pilihan dan pilihan individual yang ditentukan untuk diikutsertakan dalam laporan diindikasikan dengan bujursangkar berwarna hitam penuh, sedangkan pilihan dan kelompok pilihan yang tidak digunakan akan diindikasikan dengan bujursangkar terbuka. Penentuan dan pembatalan pilihan dilakukan dengan meng-klik bujursangkar di depan pilihan yang diinginkan. Dengan meng-klik tanda '+' di depan suatu kelompok pilihan maka seluruh pilihan yang berada di dalam kelompok tersebut akan ditampilkan dan dapat ditentukan secara individual.
Gambar 5.5 Jendela penyusun laporan Pada kotak Pilih dapat dilakukan penentuan lebih lanjut dari Tahap, Kurva, Struktur dan Potongan melintang dapat dilakukan. Dari pilihan Tahap dapat dilakukan penentuan lebih lanjut terhadap seluruh tahapan perhitungan yang telah dilakukan. Dari pilihan Kurva dapat dilakukan penentuan lebih lanjut terhadap kurva-kurva yang telah ada 5-20
PLAXIS Versi 8
DATA KELUARAN HASIL PERHITUNGAN (yang telah disimpan). Dari pilihan Struktur dapat dilakukan penentuan lebih lanjut terhadap pelat, geogrid atau antarmuka yang sedang ditampilkan dalam jendela keluaran yang lain saat ini. Dari pilihan Potongan melintang dapat dilakukan penentuan lebih lanjut dari potongan-potongan yang telah ada. Karena itu, untuk mengikutsertakan data keluaran dari struktur atau potongan dalam laporan, diperlukan untuk terlebih dahulu menampilkan struktur atau potongan yang diinginkan dalam jendela keluaran secara terpisah. Setelah menentukan seluruh pilihan yang diinginkan, tekan tombol Lihat daftar isi untuk menampilkan daftar isi dari laporan yang akan disusun. Tombol Tree view dapat digunakan untuk mengembalikan tampilan kembali ke tree view dimana penentuan atau pembatalan pilihan dapat dilakukan lebih lanjut. Setelah seluruh pilihan ditentukan, tekan tombol Mulai untuk membentuk laporan. Perangkat lunak Microsoft® Word akan dimulai dan laporan akan dibentuk dalam dokumen baru. Selanjutnya dokumen baru ini dapat disimpan, dicetak atau ditambahkan ke dokumen lain. Penggunaan Microsoft® Word secara detil dapat dilihat dalam modul pedoman yang bersangkutan. Secara pra-pilih, tampilan diikutsertakan sebagai metafile dalam laporan dan legenda dari kontur atau warna dibagi menjadi 16 buah interval. Tombol Pengaturan dapat digunakan untuk menentukan format dari tampilan (Metafile atau Bitmap) atau untuk mengubah jumlah interval dari tampilan yang berupa kontur atau warna. 5.11
MENGEKSPOR DATA
Data seperti yang ditampilkan dalam jendela keluaran dapat diekspor ke program lain dengan menggunakan fungsi clipboard dari Windows. Fungsi ini dapat diaktifkan dengan meng-klik tombol Salin ke memori clipboard pada toolbar atau dengan memilih Salin dari menu Edit. Tampilan akan diekspor seperti tampilannya pada layar, seperti gambar dalam perangkat lunak pengolah gambar atau pengolah kata saat dipindahkan ke dalam memori clipboard. Data dalam tabel juga akan diekspor sedemikian rupa sehingga data tersebut akan muncul dalam sel-sel yang berbeda di dalam program spreadsheet saat dipindahkan ke dalam clipboard. Selain fungsi clipboard, grafik dan tabel dapat diproduksi ulang dengan mencetak keluaran melalui printer. Saat meng-klik tombol Cetak atau memilihnya dari menu Berkas, jendela pencetakan akan muncul dimana dapat dipilih beberapa komponen tampilan yang akan ikut dicetak. Disamping itu, informasi umum akan ditampilkan dalam sebuah bingkai di sekeliling tampilan. Untuk tujuan ini, sebuah judul proyek dan deskripsi proyek dapat dimasukkan, dan akan ikut ditampilkan dalam hasil pencetakan. Saat menekan tombol Pengaturan, jendela standar untuk pengaturan pencetakan akan muncul dimana pengaturan untuk printer tertentu dapat diubah. Saat meng-klik tombol Cetak, tampilan akan dikirim ke printer. Proses ini umumnya dilakukan sepenuhnya oleh sistem operasi Windows®. Untuk informasi lebih lanjut mengenai instalasi printer atau alat keluaran lainnya, dapat melihat manual pedoman yang bersangkutan. 5-21
MANUAL ACUAN Saat menggunakan Salin ke memori clipboard atau Cetak untuk suatu tampilan yang menunjukkan bagian dari model yang sedang diperbesar, hanya bagian tersebut saja yang akan diekspor ke clipboard atau printer.
5-22
PLAXIS Versi 8
KURVA BEBAN-PERPINDAHAN DAN LINTASAN TEGANGAN 6
KURVA BEBAN-PERPINDAHAN DAN LINTASAN TEGANGAN
Program Kurva dapat digunakan untuk menggambarkan kurva beban-perpindahan, kurva waktu-perpindahan, diagram tegangan-regangan dan lintasan tegangan atau lintasan regangan dari titik-titik yang telah dipilih dalam geometri. Kurva-kurva ini menghasilkan tampilan dari perhitungan nilai-nilai tertentu selama berbagai tahapan perhitungan dilakukan, dan dapat memberikan gambaran mengenai perilaku global maupun lokal dari tanah. Titik-titik dimana kurva akan dibentuk harus dipilih terlebih dahulu dengan menggunakan Pilih titik untuk kurva dalam program Perhitungan sebelum memulai proses perhitungan (Bab 4.12). Dibedakan antara titik nodal dan titik tegangan (Gambar 3.4). Secara umum, titik nodal digunakan untuk penggambaran kurva beban-perpindahan sedangkan titik tegangan digunakan untuk penggambaran kurva tegangan-regangan dan lintasan tegangan. Maksimum sebanyak 10 titik nodal dan 10 titik tegangan dapat dipilih. Selama proses perhitungan, informasi yang berhubungan dengan titik-titik ini disimpan dalam berkas data untuk kurva. Informasi dalam berkasberkas ini kemudian akan digunakan untuk penggambaran kurva-kurva. Kurva tidak dapat digambarkan untuk titik-titik yang belum dipilih sebelumnya, karena informasi yang diperlukan tidak ada di dalam berkas data untuk kurva. 6.1
PROGRAM KURVA
Ikon ini menyatakan program Kurva. Program Kurva memuat seluruh fasilitas untuk menggambarkan kurva beban-perpindahan, lintasan tegangan dan diagram tegangan-regangan. Pada awal dari program Kurva, pilihan harus ditentukan antara menggunakan diagram yang telah ada dan membuat diagram baru. Saat memilih Diagram baru, jendela Penggambaran kurva akan muncul dimana parameter untuk penggambaran kurva dapat diatur (Bab 6.2). Saat memilih Diagram yang telah ada, dari jendela pilihan dapat dipilih satu dari empat diagram terakhir yang dibuka dengan cepat. Jika diagram yang diinginkan tidak ada dalam daftar yang ditampilkan, pilihan <<>> dapat digunakan. Jendela permintaan berkas akan muncul dimana pengguna dapat telusuri seluruh direktori yang tersedia dan memilih berkas diagram PLAXIS yang diinginkan (*.G## dimana ## adalah angka diantara 00 dan 99). Setelah pemilihan dari proyek, diagram yang bersangkutan akan ditampilkan dalam jendela utama. Jendela utama dari program Kurva memuat hal-hal berikut (Gambar 6.1) :
Gambar 6.1 Toolbar dalam jendela utama pada program Kurva
Menu Kurva : Menu Kurva memuat seluruh pilihan dan fasilitas operasional dari program Kurva. Beberapa pilihan juga tersedia dalam bentuk tombol pada toolbar. 6-1
MANUAL ACUAN
Jendela Diagram : Jendela ini merupakan jendela untuk menampilkan diagram. Beberapa jendela diagram dapat dibuka secara bersamaan dan setiap diagram memuat maksimum 10 kurva.
Toolbar : Baris ini berisi tombol-tombol yang dapat digunakan sebagai jalan pintas untuk mengakses fasilitas dalam menu. 6.2
MENU KURVA
Menu kurva memuat sub-menu berikut :
Sub-menu Berkas : Baru
Untuk membuat sebuah diagram baru. Jendela permintaan berkas akan muncul.
Buka
Untuk membuka sebuah diagram. Jendela permintaan berkas akan muncul.
Simpan
Untuk menyimpan diagram dengan nama tertentu. Jika nama diagram belum pernah diberikan, jendela permintaan berkas akan muncul.
Tutup
Untuk menutup jendela diagram aktif.
Tambah kurva
Untuk menambah kurva baru pada diagram saat ini (Bab 6.4).
Cetak
Untuk mencetak diagram aktif pada printer tertentu. Akan tampil jendela pencetakan.
Direktori kerja
Untuk menentukan direktori dimana kurva akan disimpan.
(diagram terakhir)
Untuk membuka salah satu dari empat buah diagram yang paling akhir diedit.
Keluar
Untuk meninggalkan program.
Sub-menu Edit : Salin
Untuk menyalin diagram ke dalam clipboard dari Windows.
Sub-menu Format : Kurva
Untuk mengubah tampilan atau menggambarkan ulang kurvakurva dalam jendela diagram yang aktif (Bab 6.6.1).
Diagram
Untuk mengubah tampilan dari diagram (sumbu koordinat dan grid) dalam jendela diagram yang aktif (Bab 6.6.2).
6-2
PLAXIS Versi 8
KURVA BEBAN-PERPINDAHAN DAN LINTASAN TEGANGAN
Sub-menu Tampilan : Perbesar
untuk memperbesar (zoom in) suatu area berbentuk segi empat ke dalam tampilan yang lebih detil. Area yang akan diperbesar dipilih dengan menggunakan mouse. Tekan tombol utama mouse pada salah satu sudut dari area yang akan diperbesar; tetap tekan tombol utama mouse sambil menggerakkan mouse ke sudut yang berlawanan dari area yang akan diperbesar; kemudian lepaskan tombol. Program akan memperbesar tampilan dari area yang dipilih pada layar. Pilihan perbesar dapat digunakan berulangkali.
Perkecil
Untuk mengembalikan tampilan saat ini ke tampilan sebelumnya dari pilihan perbesar yang paling akhir.
Tampilan awal
Untuk mengembalikan bidang gambar ke tampilan semula.
Legenda
Untuk menampilkan legenda dari diagram saat ini. Simbol dan warna dari garis-garis dalam legenda menyatakan simbol dan warna dari kurva-kurva yang telah dibentuk.
Nilai data
Untuk menampilkan data kurva secara mendetil saat kursor berada di atas kurva.
6.3
PENGGAMBARAN KURVA
Sebuah kurva baru dapat digambarkan dengan memulai program Kurva atau dengan menggunakan pilihan Baru dari menu Berkas. Jendela permintaan berkas akan muncul dan proyek dimana kurva akan digambarkan harus dipilih. Setelah memilih proyek, jendela Penggambaran kurva akan muncul, seperti ditunjukkan dalam Gambar 6.2.
Gambar 6.2 Jendela penggambaran kurva 6-3
MANUAL ACUAN Dua buah kotak yang serupa dengan berbagai pilihan akan ditampilkan, satu untuk sumbu x dan yang lain untuk sumbu y. Pada umumnya sumbu x akan menyatakan sumbu horisontal dan sumbu y menyatakan sumbu vertikal. Walaupun demikian, aturan ini dapat diubah dengan menggunakan fasilitas Tukar sumbu dalam jendela Pengaturan diagram (Bab 6.6.2). Untuk setiap sumbu, beberapa kombinasi pilihan harus ditentukan untuk mendefinisikan besaran manakah yang akan digambarkan pada sumbu tersebut. Pilihan Tukar tanda dapat digunakan untuk mengalikan nilai x dan nilai y dengan -1. Pilihan ini dapat digunakan antara lain untuk menggambarkan tegangan (yang umumnya bernilai negatif) agar nilai positif. Kombinasi nilai-nilai yang bergantung pada langkah perhitungan dari besaran x dan besaran y akan membentuk titik-titik dari kurva yang akan digambarkan. Nomor titik kurva menyatakan nomor langkah perhitungan ditambah satu. Titik kurva yang pertama (sehubungan dengan langkah 0) akan bernomor 1. Saat kedua besaran telah didefinisikan dan tombol OK ditekan, maka kurva akan digambarkan dan ditampilkan dalam jendela diagram.
Kurva beban-perpindahan Kurva beban-perpindahan dapat digunakan untuk menunjukkan secara visual hubungan antara beban yang diberikan dan perpindahan yang dihasilkan pada suatu titik tertentu dalam geometri. Secara umum, sumbu x berhubungan dengan titik nodal tertentu (Perpindahan), dan sumbu y memuat data yang berhubungan dengan tingkat beban (Faktor pengali). Jenis kurva-kurva lain juga dapat digambarkan. Pemilihan Perpindahan harus disertai dengan pemilihan titik nodal pada kotak Titik yang telah ditentukan sebelumnya dalam program Perhitungan, dan pemilihan komponen perpindahan dalam kotak Jenis. Jenis perpindahan perpindahan dapat dipilih antara vektor perpindahan, |u|, atau salah satu dari komponen perpindahan (ux atau uy). Perpindahan dinyatakan dalam satuan panjang, seperti telah ditentukan dalam jendela Pengaturan global dalam program Masukan. Pemilihan Pengali atau Faktor pengali harus disertai dengan pemilihan sistem beban yang diinginkan, yang ditunjukkan oleh faktor pengali yang bersangkutan dalam kotak Jenis. Penjelasan mengenai faktor pengali telah diberikan dalam Bab 4.8. Karena aktivasi dari sistem beban tidak berhubungan dengan titik tertentu dalam geometri, maka pemilihan Titik menjadi tidak relevan dalam kasus ini. Perhatikan bahwa 'beban' tidak dinyatakan dalam dalam satuan tegangan atau gaya. Untuk memperoleh beban aktual, angka yang ditampilkan harus dikalikan dengan masukan pembebanan seperti telah ditentukan dalam modus tahapan konstruksi. Besaran lain yang dapat ditampilkan dalam bentuk kurva adalah Tekanan air pori berlebih. Pemilihan Tekanan air pori berlebih harus disertai dengan pemilihan titik nodal yang telah ditentukan sebelumnya pada kotak Titik. Kotak Jenis tidak relevan dalam kasus ini. Tekanan air pori berlebih dinyatakan dalam satuan tegangan. Saat suatu perpindahan tertentu diaktifkan dalam perhitungan, gaya reaksi akibat perpindahan tertentu dalam arah x dan y dihitung dan disimpan sebagai parameter
6-4
PLAXIS Versi 8
KURVA BEBAN-PERPINDAHAN DAN LINTASAN TEGANGAN keluaran. Komponen-komponen gaya juga dapat digunakan dalam kurva bebanperpindahan dengan menggunakan pilihan Gaya. Pemilihan Gaya harus disertai dengan pemilihan komponen yang diinginkan (Gaya-X atau Gaya-Y) dalam kotak Jenis. Dalam model regangan bidang Gaya dinyatakan dalam satuan gaya per satuan lebar dalam arah keluar dari bidang gambar. Dalam model axisimetri Gaya dinyatakan dalam satuan gaya per radian. Karena itu, untuk menghitung gaya reaksi total di bawah pondasi lingkaran yang dimodelkan oleh perpindahan tertentu, Gaya-Y harus dikalikan dengan 2π.
Kurva waktu-perpindahan Kurva waktu-perpindahan dapat berguna untuk melakukan interpretasi dari hasil perhitungan dimana perilaku tanah yang tergantung dari waktu memegang peranan penting (misalnya pada konsolidasi dan proses rangkak). Dalam kasus ini, pilihan Waktu umumnya digunakan untuk sumbu x, dan sumbu y memuat data untuk perpindahan dari titik nodal tertentu. Pemilihan Waktu tidak membutuhkan pemilihan tambahan lainnya dalam kotak Titik maupun kotak Jenis. Waktu dinyatakan dalam satuan waktu, seperti telah ditentukan dalam jendela Pengaturan global dalam program Masukan.
Diagram tegangan-regangan Diagram tegangan-regangan dapat digunakan untuk menunjukkan perilaku tanah pada titik tertentu secara visual. Pada kenyataannya, diagram tegangan-regangan menyatakan perilaku ideal dari tanah sesuai dengan model tanah yang digunakan. Pemilihan Tegangan atau Regangan harus disertai dengan pemilihan titik tegangan yang telah ditentukan sebelumnya dalam kotak Titik serta pemilihan komponen yang diinginkan dalam kotak Jenis. Komponen tegangan dan regangan yang tersedia adalah sebagai berikut :
Tegangan : σ′xx
tegangan horisontal efektif (arah x)
σ′yy
tegangan vertikal efektif (arah y)
σ′zz
tegangan efektif dalam arah keluar dari bidang gambar (arah z)
σxy
tegangan geser
σ′1
tegangan utama terbesar absolut
σ′2
tegangan utama menengah absolut
σ′3
tegangan utama terkecil absolut
p′
tegangan efektif isotropik (tegangan efektif rata-rata)
q′
tegangan deviator (tegangan geser ekivalen)
pberlebih
tekanan air pori berlebih
6-5
MANUAL ACUAN
Regangan : εxx
regangan horisontal (arah x)
εyy
regangan vertikal (arah y)
γxy
regangan geser
ε1
regangan utama terbesar absolut
ε2
regangan utama menengah absolut
ε3
regangan utama terkecil absolut
εv
regangan volumetrik
εq
regangan deviator (regangan geser ekivalen)
Lihat Manual Dasar Teori untuk definisi dari komponen-komponen tegangan dan regangan. Ditambahkan kata 'absolut' dalam deskripsi komponen-komponen utama karena pada umumnya tegangan normal dan komponen regangan adalah negatif (tekan adalah negatif). Perhatikan bahwa tegangan deviator dan komponen regangan selalu bernilai positif. Komponen tegangan dinyatakan dalam satuan tegangan sedangkan regangan tidak berdimensi.
Lintasan tegangan dan lintasan regangan Sebuah lintasan tegangan menyatakan proses terbentuknya kondisi tegangan pada suatu titik tertentu dalam geometri. Serupa dengan lintasan tegangan, lintasan regangan menyatakan proses terbentuknya regangan. Jenis-jenis kurva ini berguna untuk menganalisis perilaku tanah pada titik tertentu. Karena perilaku tanah tergantung dari kondisi tegangan dan model tanah tidak mengikutsertakan seluruh aspek ketergantungan perilaku tanah terhadap kondisi tegangan, maka lintasan tegangan akan berguna untuk melakukan validasi terhadap model tanah yang digunakan. Untuk penggambaran lintasan tegangan dan lintasan regangan, beberapa pilihan dapat ditentukan dari daftar komponen tegangan dan regangan di atas. 6.4
BEBERAPA KURVA DALAM SATU DIAGRAM
Umumnya merupakan suatu hal yang berguna untuk membandingkan proses terbentuknya perpindahan atau tegangan pada titik-titik yang berbeda, atau bahkan untuk geometri atau proyek yang berbeda. Karena itulah di dalam PLAXIS dapat digambarkan hingga maksimum 10 buah kurva dalam satu diagram yang sama. Setelah sebuah kurva terbentuk, pilihan Tambah kurva dapat digunakan untuk menggambarkan kurva yang baru dalam diagram yang sama. Pilihan ini dapat digunakan dengan meng-klik tombol Tambah kurva atau dengan memilihnya dari menu Berkas. Selain itu, harus ditentukan apakah kurva didasarkan pada Proyek saat ini atau dari Proyek lain. Jika dipilih proyek lain, maka proyek yang diinginkan dapat dipilih dari jendela permintaan berkas.
6-6
PLAXIS Versi 8
KURVA BEBAN-PERPINDAHAN DAN LINTASAN TEGANGAN Prosedur Tambah kurva adalah serupa dengan pilihan Baru (Bab 6.3). Namun demikian, saat mencapai tahap penggambaran kurva, program akan menerapkan beberapa batasan pada pemilihan data yang akan ditampilkan dalam sumbu x atau sumbu y. Hal ini untuk memastikan agar data yang baru tetap konsisten dengan data yang telah digunakan dalam kurva sebelumnya. 6.5
PENGGAMBARAN ULANG KURVA
Jika untuk suatu alasan tertentu proses perhitungan diulangi atau dilanjutkan dengan tahapan-tahapan perhitungan yang baru, umumnya juga diperlukan untuk memperbaharui kurva agar tetap sesuai dengan data yang baru. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan fasilitas Gambar ulang. Fasilitas ini tersedia dalam jendela Pengaturan kurva (Bab 6.6.1), yang dapat digunakan dengan meng-klik tombol Pengaturan kurva pada toolbar atau dengan memilih Kurva dalam menu Format. Saat meng-klik tombol Gambar ulang, jendela Penggambaran kurva akan muncul dan menampilkan pengaturan untuk sumbu x dan sumbu y. Cukup dengan menekan tombol OK maka penggambaran ulang dari kurva akan dilakukan dengan mengikutsertakan data yang baru. Penekanan tombol OK sekali lagi akan menutup jendela Pengaturan kurva dan menampilkan kurva yang baru saja digambarkan. Saat beberapa kurva digunakan dalam sebuah diagram, fasilitas Penggambaran ulang harus digunakan untuk setiap kurva secara individual. Fasilitas Gambar ulang juga dapat digunakan untuk mengubah besaran yang akan digambarkan pada sumbu x atau sumbu y. 6.6
PILIHAN FORMAT TAMPILAN
Tampilan dari kurva dan diagram dapat dimodifikasi dengan menggunakan pilihan dalam menu Format. Dibedakan antara pengaturan untuk Kurva dan pengaturan untuk Diagram. Pilihan Kurva digunakan untuk mengubah tanpilan dari kurva, sedangkan pilihan Diagram digunakan untuk mengatur bingkai dan sumbu koordinat dimana kurva akan digambarkan. 6.6.1
PENGATURAN KURVA
Pengaturan Kurva dapat dipilih dari menu Format atau dengan meng-klik tombol Pengaturan kurva pada toolbar. Jendela Pengaturan kurva akan muncul, seperti ditunjukkan pada Gambar 6.3. Dalam jendela Pengaturan kurva, setiap kurva di dalam diagram akan diwakili oleh sebuah lembar-tab, dimana setiap lembar-tab memuat pilihan-pilihan pengaturan kurva yang sama. Jika telah dilakukan pengaturan dengan benar maka tombol OK dapat ditekan untuk mengaktifkan pengaturan serta menutup jendela pengaturan. Cara lain adalah dengan menekan tombol Terapkan untuk mengaktifkan pengaturan, tetapi dengan cara ini
6-7
MANUAL ACUAN jendela pengaturan tidak tertutup. Dengan menekan tombol Batal maka perubahan pada pengaturan akan diabaikan.
Judul : Judul pra-pilih akan diberikan pada setiap kurva saat penggambaran kurva berlangsung. Judul ini dapat diubah dalam kotak Judul kurva. Jika sebuah legenda ditampilkan untuk diagram dalam jendela utama, maka Judul kurva akan muncul dalam legenda.
Tampilkan kurva : Saat beberapa kurva ditampilkan secara bersamaan dalam sebuah diagram, satu kurva atau lebih dapat tidak ditampilkan untuk sementara waktu. Untuk melakukan hal ini pilihan Tanpilkan kurva harus dinonaktifkan.
Gambar 6.3 Jendela pengaturan kurva
Tahap : Tombol Tahap dapat digunakan untuk memilih tahapan perhitungan dimana kurva akan digambarkan. Pilihan ini berguna jika tidak semua tahapan perhitungan akan diikutsertakan dalam kurva. Sebagai contoh, saat faktor pengali ΣMsf digambarkan terhadap komponen perpindahan untuk menentukan faktor keamanan, maka hanya tahapan perhitungan Reduksi phi-c saja yang relevan. Pilihan Tahap dapat digunakan untuk menonaktifkan tahapan perhitungan yang lain. 6-8
PLAXIS Versi 8
KURVA BEBAN-PERPINDAHAN DAN LINTASAN TEGANGAN
Garis dan penanda : Berbagai pilihan tersedia untuk memodifikasi tampilan dari garis kurva serta penanda (marker) untuk data.
Regresi : Untuk menggambarkan kurva dengan mengikuti regresi tertentu, pengguna dalam mengaktifkan pilihan Regresi. Jenis dari regresi dipilih dalam kotak Jenis. Regresi jenis 'Spline' umumnya memberikan hasil yang paling memuaskan, tetapi alternatif lain berupa polinom dengan metode kuadrat terkecil juga dapat digunakan.
Gambar ulang : Tombol Gambar ulang dapat digunakan untuk menggambarkan kembali kurva yang telah tergambar sebelumnya agar sesuai dengan data yang baru (Bab 6.5).
Tambah kurva : Tombol Tambah kurva dapat digunakan untuk menambahkan kurva ke dalam diagram yang aktif (Bab 6.4).
Hapus : Saat beberapa kurva berada dalam sebuah diagram, tombol Hapus dapat digunakan untuk menghapus kurva tertentu. 6.6.2
PENGATURAN DIAGRAM
Pengaturan diagram berhubungan dengan tampilan dari bingkai dan sumbu dalam diagram. Pengaturan ini dapat dipilih dari menu Format atau dengan menekan tombol Format pada toolbar. Jendela Pengaturan diagram akan muncul, seperti ditunjukkan pada Gambar 6.4. Jika telah dilakukan pengaturan dengan benar maka tombol OK dapat ditekan untuk mengaktifkan pengaturan serta menutup jendela pengaturan. Alternatif lain adalah dengan menekan tombol Terapkan untuk mengaktifkan pengaturan, tetapi dengan cara ini jendela pengaturan tidak tertutup. Dengan menekan tombol Batal maka perubahan pada pengaturan akan diabaikan.
Judul : Secara pra-pilih sebuah judul akan diberikan pada sumbu x dan sumbu y, berdasarkan besaran yang dipilih saat penggambaran kurva. Judul ini dapat diubah dalam kotak isian Judul untuk masing-masing sumbu. Judul juga dapat diberikan untuk diagram secara keseluruhan, yang dapat dimasukkan dalam
6-9
MANUAL ACUAN kotak isian Judul diagram. Judul diagram berbeda dengan Judul kurva seperti dijelaskan pada Bab 6.6.1.
Skala sumbu x dan y : Secara pra-pilih, rentang nilai yang ditunjukkan pada sumbu x dan y secara otomatis akan mengikuti skala tertentu, tetapi pengguna dapat menggunakan pilihan Manual dan memasukkan rentang nilai yang diinginkan antara nilai Minimum dan Maksimum dalam kotak isian, sehingga data di luar rentang ini tidak akan ditampilkan. Selain itu, dapat pula menggambarkan sumbu x dan/atau sumbu y pada skala logaritmik dengan mengaktifkan pilihan Logaritmik. Penggunaan skala logaritmik hanya dapat dilakukan jika seluruh rentang nilai adalah positif.
Gambar 6.4 Jendela pengaturan diagram.
Grid : Garis grid dapat ditambahkan pada tampilan dengan menggunakan pilihan Grid horisontal atau Grid vertikal. Tampilan garis grid dapat diubah dengan menggunakan pilihan Bentuk dan Warna.
Sumbu orthonormal : Pilihan Sumbu orthonormal dapat digunakan untuk menghasilkan skala sumbu x dan sumbu y yang sama. Pilihan ini khususnya akan berguna jika nilai-nilai dari besaran yang serupa akan digambarkan pada sumbu x dan sumbu y,
6-10
PLAXIS Versi 8
KURVA BEBAN-PERPINDAHAN DAN LINTASAN TEGANGAN misalnya saat menggambarkan diagram lintasan tegangan atau lintasan regangan.
Tukar sumbu : Pilihan Tukar sumbu dapat digunakan untuk menukar sumbu x dan sumbu y dan seluruh nilai data pada sumbu yang bersangkutan, sehingga sumbu x akan menjadi sumbu vertikal dan sumbu y menjadi sumbu horisontal.
Balik horisontal dan vertikal : Menggunakan pilihan Balik horisontal atau Balik vertikal akan membalik sumbu horisontal atau vertikal. Pilihan ini khususnya berguna saat menggambarkan diagram lintasan tegangan atau lintasan regangan, karena tegangan dan regangan umumnya bernilai negatif. 6.7
MENAMPILKAN LEGENDA
Secara pra-pilih, sebuah legenda akan ditampilkan pada sisi kanan dari setiap jendela kurva. Legenda memberikan deskripsi singkat mengenai data pada kurva yang bersangkutan. Deskripsi yang muncul pada legenda sebenarnya adalah Judul kurva, yang secara otomatis dibentuk berdasarkan besaran yang dipilih untuk sumbu x dan y. Judul kurva dapat diubah dalam jendela Pengaturan kurva. Legenda dapat ditampilkan atau dihilangkan dari menu Tampilan, dan ukuran dari kotak legenda dapat diubah dengan menggunakan mouse. 6.8
MENAMPILKAN TABEL
Sebuah tabel dapat digunakan untuk menampilkan data numerik dari kurva. Pilihan Tabel dapat digunakan dengan meng-klik tombol Tabel pada toolbar atau dengan mengaktifkan pilihan tersebut dari menu Tampilan. Sebuah tabel akan muncul dan menampilkan data numerik dari seluruh titik pada kurva dalam diagram yang aktif. Kurva yang ingin ditampilkan dapat dipilih dalam combo box yang berada di atas tabel. Terdapat beberapa pilihan dalam menu tabel untuk mencetak atau menyalin seluruh atau sebagian data pada tabel ke dalam clipboard dari Windows. Data tersebut kemudian dapat disalin ke dalam program spreadsheet untuk pengolahan lebih lanjut.
Mengubah data kurva Berbeda dengan program Keluaran, di dalam program Kurva pengguna dapat mengubah isi dari tabel. Setelah memilih kurva yang diinginkan dari combo box, titik-titik pada kurva dapat disisipkan atau dihapus, ataupun diubah nilainya. Pilihan ini dapat diaktifkan dengan klik-kanan saat jendela Tabel aktif. Dengan menggunakan pilihan Sisip maka akan dihasilkan data baru pada posisi dari kursor saat ini dengan nilai x dan y 6-11
MANUAL ACUAN nol. Nilai-nilai dalam tabel dapat diubah dengan memasukkan nilai yang diinginkan pada posisi yang diinginkan. Pilihan Hapus digunakan untuk menghapus kedua nilai x dan y sehingga titik yang bersangkutan akan terhapus dari kurva. Mengubah kurva beban-perpindahan seringkali dibutuhkan saat menggunakan beban gravitasi untuk menghasilkan tegangan awal dari proyek. Sebagai contoh, tinjau sebuah proyek timbunan seperti ditunjukkan pada Gambar 6.5.
A
Gambar 6.5 Meninggikan sebuah timbunan Dalam contoh ini, tanah timbunan akan ditambahkan pada timbunan yang telah ada untuk menambah ketinggiannya. Tujuan dari contoh analisis ini adalah untuk menghitung perpindahan dari titik A saat timbunan ditinggikan. Salah satu penyelesaian untuk masalah ini adalah dengan membentuk jaring elemen untuk model timbunan final dan kemudian menonaktifkan klaster yang bersangkutan dengan timbunan yang telah ada serta lapisan tanah tambahan pada modus Konfigurasi geometri awal dari program Masukan. Alternatif lain adalah dengan membentuk tegangan awal dari proyek, yaitu tegangan pada kasus dimana timbunan semula telah ada tetapi lapisan tanah tambahan belum ada. Hal ini harus diselesaikan dengan menggunakan prosedur beban gravitasi. Dalam prosedur ini berat sendiri dari tanah diaplikasikan dengan meningkatkan ΣMweight dari nol hingga 1.0 dalam sebuah tahapan perhitungan plastis dengan menggunakan Faktor pengali total sebagai Masukan pembebanan. Penurunan dari titik A saat beban gravitasi diberikan ditunjukkan oleh garis horisontal awal dalam Gambar 6.6a. Umumnya garis ini terdiri dari beberapa langkah perhitungan plastis, semuanya dengan nilai ΣMarea yang sama. Untuk memodelkan perilaku dari massa tanah secara keseluruhan saat lapisan tanah tambahan diberikan, maka klaster dari lapisan tanah tambahan harus diaktifkan dengan menggunakan sebuah tahapan konstruksi. Pada awal dari perhitungan tahapan konstruksi ini, seluruh perpindahan harus diatur kembali menjadi nol. Hal ini akan menghilangkan efek dari perpindahan akibat beban gravitasi yang tidak mempunyai arti fisik apapun. 6-12
PLAXIS Versi 8
KURVA BEBAN-PERPINDAHAN DAN LINTASAN TEGANGAN Σ-Marea
Σ-Marea
1
1
Tahapan konstruksi
Tahapan konstruksi
Titik 1 Titik 1 Pembebanan gravitasi Perpindahan vertikal titik A
a. Sebelum diedit
Perpindahan vertikal titik A
a. Setelah diedit
Gambar 6.6 Kurva beban-perpindahan dari proyek timbunan Kurva beban-perpindahan yang diperoleh pada akhir dari perhitungan untuk titik A ditunjukkan pada Gambar 6.6a. Untuk menampilkan penurunan tanpa respon dari beban gravitasi, maka data kurva beban-perpindahan tersebut perlu diedit. Bagian awal yang tidak diinginkan, kecuali titik 1, harus dihapus. Nilai perpindahan untuk titik 1 kemudian harus diatur menjadi nol. Hasil kurva yang diperoleh ditunjukkan dalam Gambar 6.6b. Selain prosedur di atas, tahapan beban gravitasi dapat tidak disertakan dalam daftar tahapan perhitungan yang digunakan dalam kurva (Bab 6.6.1).
6-13
MANUAL ACUAN
6-14
PLAXIS Versi 8
REFERENSI 7
REFERENSI
[1]
Bakker, K.J. and Brinkgreve, R.B.J. (1990). The use of hybrid beam elements to model sheet-pile behaviour in two dimensional deformation analysis. Proc. 2nd European Specialty Conference on Numerical Methods in Geotechnical Engineering. Santander, Spain, 559-572.
[2]
Bathe, K.J. (1982). Finite element analysis in engineering analysis. Prentice-Hall, New Jersey.
[3]
Bolton, M.D. (1986). The strength and dilatancy of sands. Geotechnique 36(1), 65-78.
[4]
Brinkgreve, R.B.J. and Bakker, H.L. (1991). Non-linear finite element analysis of safety factors. Proc. 7th Int. Conf. on Comp. Methods and Advances in Geomechanics, Cairns, Australia, 1117-1122.
[5]
Burd, H.J. and Houlsby, G.T. (1989). Numerical modelling of reinforced unpaved roads. Proc. 3rd Int. Symp. on Numerical Models in Geomechanics, Canada, 699-706.
[6]
De Borst, R. and Vermeer, P.A. (1984). Possibilities and limitations of finite elements for limit analysis. Geotechnique 34(20), 199-210.
[7]
Hird, C.C. and Kwok, C.M. (1989). Finite element studies of interface behaviour in reinforced embankments on soft grounds. Computers and Geotechnics, 8, 111131.
[8]
Nagtegaal, J.C., Parks, D.M. and Rice, J.R. (1974). On numerically accurate finite element solutions in the fully plastic range. Comp. Meth. Appl. Mech. Engng. 4, 153-177.
[9]
Owen D.R.J. and Hinton E. (1982). Finite Elements in Plasticity. Pineridge Press Limited, Swansea.
[10]
Rheinholdt, W.C. and Riks, E. (1986). Solution techniques for non-linear finite element equations. State-of-the-art Surveys on Finite Element Techniques, eds. Noor, A.K. and Pilkey, W.D. Chapter 7.
[11]
Rowe, R.K. and Ho, S.K. (1988). Application of finite element techniques to the analysis of reinforced soil walls. The Application of Polymeric Reinforcement in Soil Retaining Structures, eds. Jarett, P.M. and McGown, A. 541-553.
[12]
Schikora K., Fink T. (1982). Berechnungsmethoden moderner bergmännischer Bauweisen beim U-Bahn-Bau. Bauingenieur, 57, 193-198.
[13]
Sloan, S.W. (1981). Numerical analysis of incompressible and plastic solids using finite elements. Ph.D. Thesis, University of Cambridge, U.K.
[14]
Sloan, S.W. and Randolph, M.F. (1982). Numerical prediction of collapse loads using finite element methods. Int. J. Num. Analyt. Meth. in Geomech. 6, 47-76.
[15]
Smith I.M. (1982). Programming the finite element method with application to geomechanics. John Wiley & Sons, Chichester. 7-1
MANUAL ACUAN [16]
Song E.X. (1990). Elasto-plastic consolidation under steady and cyclic loads. Ph.D. Thesis, Delft University of Technology, The Netherlands.
[17]
Van Langen, H. (1991). Numerical analysis of soil structure interaction. Ph.D. Thesis, Delft University of Technology, The Netherlands.
[18]
Van Langen, H. and Vermeer, P.A. (1990). Automatic step size correction for non-associated plasticity problems. Int. J. Num. Meth. Eng. 29, 579-598.
[19]
Van Langen, H. and Vermeer, P.A. (1991). Interface elements for singular plasticity points. Int. J. Num. Analyt. Meth. in Geomech. 15, 301-315.
[20]
Vermeer, P.A. and Van Langen, H. (1989). Soil collapse computations with finite elements. Ingenieur-Archive 59, 221-236.
[21]
Vermeer P.A. and Verruijt A. (1981). An accuracy condition for consolidation by finite elements. Int. J. for Num. Anal. Met. in Geom., Vol. 5, 1-14.
[22]
Zienkiewicz, O.C. (1977). The Finite Element Method. McGraw-Hill, London.
7-2
PLAXIS Versi 8
INDEKS INDEKS
A
Abaikan perilaku tak terdrainase · 4-15 Air berat isi · 3-62 kondisi · 3-61 tekanan · 3-61, 3-69, 4-34 Air tanah · 3-63, 5-11 Antarmuka elemen · 5-18, 7-2 ketebalan sesungguhnya · 3-52 ketebalan virtual · 3-18, 3-52 Atur perpindahan menjadi nol · 4-14 Awal geometri · 3-74, 6-12 kondisi tekanan air · 3-61, 4-26, 4-34 tegangan · 3-76 B
Balik horisontal · 6-11 vertikal · 6-11 Balok elemen · 3-14 Batal · 3-5 Beban merata · 3-30 Beban terpusat · 3-31 Beban-perpindahan · 4-46, 6-1, 6-4 kurva · 4-46, 4-49, 6-1, 6-4 Berat · 3-55 berat isi jenuh · 3-41 berat isi tak jenuh · 3-41 berat isi tanah · 3-41, 3-55, 3-76, 440 Berkas pengaturan · 5-5 Berpindah ("switch") · 3-61, 4-26
sudut · 3-47 Drainase · 3-33 E
Ekstrapolasi · 4-20, 5-17 Elemen antarmuka · 5-18, 7-2 balok · 3-14 pelat · 3-13 tanah · 3-10, 3-59 Elemen tanah · 3-10, 3-58 F
Faktor pengali beban · 4-30, 4-38, 5-17 peningkatan · 4-24, 4-38, 5-17 total · 4-38, 5-17 Faktor pengali lihat Faktor pengali beban · 6-4 Faktor pengali total · 4-23 Fasilitas bantuan · 2-4 G
Garis garis geometri · 3-6, 3-12 garis pindai · 5-3 Garis freatik · 3-62 Garis pindai · 5-3 Gaya jangkar · 3-56, 4-33, 5-14 prategang · 4-33 Geogrid · 3-16, 3-56, 5-13 Geometri garis · 3-12 Gravitasi pembebanan · 3-41, 3-76, 4-40 perhitungan tegangan awal · 3-76 I
C
Iterasi maksimum · 3-72, 4-50
Cam-Clay · 3-39
J
D
Jangkar prategang · 4-33 properti · 3-56
Diagram · 6-1, 6-2, 6-9 Dilatansi
INDEKS-1
MANUAL ACUAN ujung bebas · 3-21, 5-14 ujung tetap · 3-22, 5-14 Jaring elemen penyusunan · 3-58 Jendela keluaran · 5-1 kurva · 6-11 masukan · 3-2, 3-20 perancang terowongan · 3-27, 3-28 Jendela perhitungan · 4-7, 4-14, 4-35, 4-46, 4-49, 4-51 Jointed Rock · 3-38 K
Kekakuan relatif · 5-17 Kekasaran global · 3-59 Kekasaran lokal · 3-59 Keluaran · 5-1 clipboard · 3-5, 5-2, 5-21, 6-2, 6-11 perpindahan · 5-14, 6-5 printer · 3-4, 5-2, 5-21, 6-2 Kesalahan ekuilibrium · 3-63, 4-10, 4-16, 4-53 kesalahan global · 4-50, 4-53 kesalahan lokal · 4-50, 4-53 toleransi · 4-16, 4-55 Kesalahan global · 4-50, 4-53 Ketebalan antarmuka sesungguhnya · 3-52 Ketebalan virtual · 3-18, 3-52 Klaster · 3-37, 3-77, 5-4 Kohesi · 3-45 Kondisi batas jepit · 3-29 pengaturan selama perhitungan · 452 perpindahan · 3-28 standar · 3-30 tinggi tekan air tanah · 3-67, 5-11 yang terendam · 4-27 Konektivitas · 3-58, 5-4, 5-18 Kontraksi · 4-33, 5-18 Kontrol panjang busur · 4-19, 4-24, 443 Koordinat koordinat-x · 3-3, 3-30, 3-62 INDEKS-2
koordinat-y · 3-3, 3-30 sistem · 2-2 Koordinat-x · 3-3, 3-30, 3-62 Koordinat-y · 3-3, 3-30 Kurva pengaturan · 6-7 penggambaran · 6-3, 6-7 L
Langkah nol-plastis · 4-35 M
Maccel · 4-41 Manual masukan · 3-3 Marea · 4-26, 4-42, 5-18, 6-12 Massa tanah runtuh · 4-12 Masukan · 3-1 Material jenis · 3-39 model · 3-38, 3-77 properti · 3-33, 5-17 Material tanpa-pori · 3-41 Mdisp · 3-29, 4-30, 4-39, 4-49 MloadA · 3-31, 3-32, 4-29, 4-30, 4-39 MloadB · 3-31, 3-32, 4-29, 4-30, 4-39 Model elastis · 3-77 Model Hardening Soil · 3-38, 3-77, 451, 5-10 Model lihat Model Material · 3-7, 3-77 Model linier elastis · 3-38 Model Soft Soil · 3-39 Model Soft Soil Creep · 3-39 Model tanah dari pengguna · 3-39 Modulus bulk air · 3-40 Mohr-Coulomb · 3-36, 3-40, 3-43, 347, 4-44 Msf · 4-41, 4-43 Mstage · 4-23, 4-26, 4-35, 4-37, 4-42, 5-18 Mweight · 3-10, 3-41, 3-55, 3-63, 3-70, 3-76, 3-77, 4-40, 6-12 O
Otomatis PLAXIS Versi 8
INDEKS pemeriksaan kesalahan · 4-53 penyusunan jaring elemen hingga · 3-58 ukuran langkah · 4-11, 4-12, 4-18, 72
Perpindahan atur menjadi nol · 4-14, 6-12 peningkatan · 5-6, 5-15 tertentu · 3-28, 4-30, 4-39, 5-4, 6-4 total · 5-6, 5-14
P
R
Parameter Mohr-Coulomb tingkat lanjut · 3-47 Parameter-B dari Skempton · 3-48 Pegas rotasi · 3-15 Pelat · 3-13 elemen · 3-13 Pengaturan kurva · 6-7 Pengaturan standar · 4-16, 4-44 Penggambaran kurva · 6-3 Penghalusan (perhalus) · 3-59 garis · 3-60 klaster · 3-60 seputar titik · 3-60 Peningkatan beban · 4-10 jumlah langkah perhitungan · 4-12 Peningkatan faktor pengali · 4-22, 4-24, 4-38, 4-39, 4-41 Penyusun laporan · 5-19 Penyusunan jaring elemen · 3-58 Perbesar · 3-5, 5-3, 5-19, 6-3 Perhitungan pengelola · 4-4, 4-48 plastis · 4-8, 4-25 tahapan · 4-4 tahapan konstruksi · 3-57, 4-25, 437, 6-12 tegangan awal · 3-76 tekanan air · 3-69 ukuran langkah · 4-11, 4-12 Perhitungan aliran air laminer ("steadystate") dalam tanah · 3-69 Perhitungan plastis · 4-8 Perilaku tak terdrainase · 3-39, 4-15 Perilaku terdrainase · 3-39 Perjanjian tanda · 2-2, 5-9, 5-13 Permeabilitas antarmuka · 3-53
Radius · 3-25 Reduksi phi-c · 4-7, 4-8, 4-41, 4-43 Regangan volumetrik · 4-32 Regresi "spline" · 6-9 Relaksasi-berlebih · 3-72, 4-17 Rotasi · 3-3, 3-32 S
Salin ke memori clipboard · 5-21 Satuan · 2-1 Segitiga · 3-58 Sendi · 3-15 Skala · 5-2, 5-5, 5-8, 6-10 Sudut geser · 3-46 Sumur · 3-33 T
Tahapan konstruksi · 3-17, 3-31, 3-75, 4-12, 4-21, 4-22, 4-25, 5-18 Tanah berat isi jenuh · 3-41 berat isi tak jenuh · 3-41 elemen · 3-10, 3-59 perilaku tak terdrainase · 3-39, 4-15 properti material · 3-33, 3-37 sudut dilatansi · 3-36, 3-38, 3-47 sudut geser · 3-36, 3-38, 3-46, 3-47 Tegangan awal · 3-75, 3-76, 3-77, 4-52 efektif · 3-61, 3-74, 5-8, 5-14 lintasan · 6-6 tarik · 3-49, 3-72, 5-13 tidak akurat · 4-50 total · 5-9 Tegangan geser relatif · 5-8, 5-14 Tegangan tarik pembatasan · 3-47, 3-49, 3-72, 4-51 titik · 4-51, 5-15 INDEKS-3
MANUAL ACUAN Tekanan air pori · 3-39, 3-61, 5-11 aktif · 3-61, 5-9, 5-11, 5-14 awal · 3-40 ekses · 3-33, 3-39, 3-40, 3-48, 3-61, 4-15, 4-24, 4-40, 4-43, 5-11, 5-14, 5-15, 5-18, 6-4 Tekanan air pori ekses · 3-40, 3-61, 511, 6-5 Terowongan · 3-22 perancang · 3-23 titik acuan · 3-23, 3-27 titik pusat · 3-27, 4-33 Terowongan lingkaran · 3-27 Titik titik geometri · 3-12 titik plastis · 3-78, 4-50, 4-51, 5-10 Titik "cap" · 4-51, 5-15 Titik Coulomb · 3-78
INDEKS-4
Titik hardening · 5-15 Titik nodal · 5-4 Titik plastis · 5-10 tidak akurat · 4-50 titik "cap" · 4-51, 5-15 titik "Hardening" · 5-15 titik Coulomb · 3-78, 5-10 titik puncak · 4-51 Titik puncak · 4-51, 5-15 Titik tegangan · 3-8, 5-4 Toleransi · 4-50 Toleransi kesalahan · 3-72, 4-16, 4-43, 4-50, 4-54, 4-55 W
Waktu satuan · 4-22, 4-25, 6-5
PLAXIS Versi 8
LAMPIRAN A - PERHITUNGAN TEGANGAN AWAL LAMPIRAN A - PERHITUNGAN TEGANGAN AWAL
Banyak permasalahan analisis dalam bidang rekayasa geoteknik memerlukan penentuan dari kondisi tegangan awal. Tegangan ini diakibatkan oleh gaya gravitasi dan menyatakan kondisi keseimbangan dari massa tanah atau batuan yang tak terganggu. Dalam suatu analisis dengan PLAXIS, tegangan awal ini perlu dihitung terlebih dahulu oleh pengguna. Terdapat dua buah kemungkinan untuk menentukan tegangan ini : Prosedur-K0 Beban gravitasi Prosedur-K0 hanya digunakan pada kasus dimana permukaan tanah datar dan dengan pelapisan tanah dan garis freatik datar atau sejajar dengan permukaan tanah. Untuk kasus-kasus yang lain gunakan Beban gravitasi.
Gambar A.1 Contoh-contoh kasus dimana Prosedur-K0 tidak boleh digunakan. A.1
PROSEDUR K0
Jika pendekatan ini digunakan, maka pengguna harus menggunakan pilihan Tegangan awal dari sub-menu Hitung dalam modus Kondisi awal. Jika digunakan pilihan ini, maka nilai koefisien tekanan tanah lateral dapat dimasukkan untuk setiap klaster tanah. Selain parameter K0, pengguna dapat memasukkan nilai dari ΣMweight. Untuk ΣMweight = 1.0 maka gravitasi akan sepenuhnya diaktifkan. Koefisien K0 menyatakan rasio dari tegangan horisontal efektif terhadap tegangan vertikal efektif : K0 = σ′xx / σ′yy Dalam praktek, nilai K0 untuk tanah terkonsolidasi normal seringkali diasumsikan berhubungan langsung dengan sudut geser dengan persamaan empiris berikut : K0 = 1 – sin φ Pada tanah yang terkonsolidasi berlebih, K0 umumnya lebih tinggi dari nilai yang diberikan oleh persamaan ini. Penggunaan nilai K0 yang sangat rendah atau sangat tinggi dalam Prosedur-K0 dapat mengakibatkan kondisi tegangan yang melanggar kondisi keruntuhan Coulomb. Dalam kasus ini PLAXIS secara otomatis akan mereduksi tegangan lateral sedemikian rupa sehingga kondisi keruntuhan terpenuhi. Walaupun demikian, pengguna harus berhatihati karena kondisi tegangan dapat berbeda dengan yang diharapkan oleh pengguna. Namun titik-titik tegangan tersebut akan berada dalam kondisi plastis sehingga akan diindikasikan sebagai titik-titik plastis. Tampilan dari titik plastis dapat dilihat setelah tampilan tegangan efektif awal dalam program Keluaran dengan menggunakan pilihan A-1
MANUAL ACUAN Titik plastis dari menu Tegangan. Walaupun tegangan yang terkoreksi mengikuti kondisi keruntuhan, ada kemungkinan kondisi tegangan tersebut tidak berada dalam kondisi keseimbangan. Pada umumnya kondisi tegangan awal tidak memiliki titik-titik plastis. Untuk material yang non-kohesif dapat dengan mudah ditunjukkan bahwa untuk menghindari plastisitas tanah maka nilai K0 harus berada dalam rentang : 1 − sin φ 1 + sin φ < K0 < 1+sin φ 1 − sin φ
Saat Prosedur-K0 digunakan, PLAXIS akan menghitung tegangan vertikal yang berada dalam kondisi keseimbangan dengan berat sendiri dari tanah. Namun demikian, tegangan horisontal dihitung sesuai dengan nilai K0 yang ditentukan. Bahkan, meskipun nilai K0 ditentukan hingga plastisitas tidak akan terbentuk, Prosedur-K0 tetap tidak menjamin bahwa kondisi tegangan yang diperoleh telah berada dalam keseimbangan. Keseimbangan penuh hanya dapat diperoleh untuk permukaan tanah yang horisontal dengan pelapisan tanah sejajar dengan permukaan dan garis freatik adalah horisontal. Jika kondisi tegangan di lapangan hanya memerlukan sedikit koreksi keseimbangan, maka hal ini dapat diselesaikan dengan menggunakan prosedur yang dijelaskan berikut ini. Jika tegangan tidak berada dalam kondisi keseimbangan, maka Prosedur-K0 tidak boleh digunakan dan harus prosedur Beban gravitasi harus digunakan.
Langkah-nol-plastis Jika Prosedur-K0 menghasilkan kondisi tegangan yang tidak berada dalam keseimbangan atau jika terjadi titik-titik plastis, maka langkah-nol-plastis harus dilakukan. Langkah-nol-plastis adalah sebuah tahap perhitungan dimana tidak ada penambahan beban yang diberikan (Bab 4.7.10). Setelah tahap perhitungan ini selesai, maka kondisi tegangan di lapangan akan berada dalam keseimbangan dan seluruh kondisi tegangan akan mengikuti kondisi keruntuhan.
Divergensi Jika Prosedur-K0 menghasilkan kondisi tegangan yang jauh dari keseimbangan, maka langkah-nol-plastis dapat gagal untuk mencapai konvergensi. Hal ini terjadi, misalnya, jika Prosedur-K0 diterapkan pada lereng yang curam. Untuk masalah seperti ini prosedur Beban gravitasi yang harus digunakan.
Perpindahan awal Merupakan suatu hal yang penting untuk memastikan bahwa perpindahan yang terjadi pada langkah-nol-plastis tidak mempengaruhi perhitungan selanjutnya. Hal ini dilakukan dengan mengaktifkan pilihan Atur perpindahan menjadi nol pada tahap perhitungan berikutnya.
A-2
PLAXIS Versi 8
LAMPIRAN A - PERHITUNGAN TEGANGAN AWAL A.2
BEBAN GRAVITASI
Jika digunakan prosedur Beban gravitasi, maka tegangan awal (yaitu tegangan yang dibentuk pada 'Tahap awal') adalah nol. Tegangan awal kemudian dihitung dengan menerapkan berat sendiri dari tanah dalah tahap perhitungan pertama. Dalam kasus ini, saat menggunakan model tanah elastis plastis-sempurna seperti model Mohr-Coulomb, nilai akhir dari K0 sangat tergantung pada asumsi dari angka Poisson. Karena itu penting untuk menentukan angka Poisson yang dapat menghasilkan nilai K0 yang realistis. Jika diperlukan, kumpulan data material tersendiri dapat digunakan dengan angka Poisson yang dipilih untuk menghasilkan nilai-K0 yang tepat dalam beban gravitasi. Kumpulan data material ini kemudian dapat diganti dengan kumpulan data material lain dalam tahap perhitungan berikutnya (Bab 4.7.5). Untuk kompresi satu dimensi, perhitungan elastis akan menghasilkan :
ν=
K0
(1 + K 0 )
Jika diperlukan nilai K0 sebesar 0.5, misalnya, maka perlu untuk menggunakan angka Poisson sebesar 0.333. Seringkali terjadi kasus-kasus dimana titik-titik plastis terbentuk dalam prosedur Beban gravitasi. Untuk tanah non-kohesif, misalnya, titik-titik plastis akan terbentuk jika kondisi berikut tidak dipenuhi : 1 − sin φ ν < 1 + sin φ 1 −ν
Terjadinya sejumlah kecil titik-titik plastis dalam Beban gravitasi umumnya masih dapat diterima.
Perhitungan plastis Beban gravitasi dapat diterapkan, jika diinginkan, dalam sebuah tahap perhitungan tunggal. Hal ini harus dilakukan dengan menggunakan jenis perhitungan Plastis dimana Masukan pembebanan diatur ke Faktor pengali total dan nilai ΣMweight diatur sebesar 1.0.
Perpindahan awal Setelah kondisi tegangan awal terbentuk, maka perpindahan harus diatur kembali menjadi nol pada awal tahap perhitungan berikutnya. Hal ini akan menghilangkan efek prosedur Beban gravitasi yang terbentuk dalam perhitungan sebelumnya.
A-3
MANUAL ACUAN
A-4
PLAXIS Versi 8
LAMPIRAN B - STRUKTUR PROGRAM DAN BERKAS DATA LAMPIRAN B - STRUKTUR PROGRAM DAN BERKAS DATA B.1 STRUKTUR PROGRAM
Program PLAXIS secara keseluruhan terdiri dari berbagai sub-program, modul, dan berkas-berkas lain yang disalinkan ke berbagai direktori selama prosedur instalasi (lihat bagian Instalasi dalam Manual Informasi Umum). Berkas-berkas yang paling penting diletakkan dalam direktori program PLAXIS. Beberapa berkas tersebut beserta fungsinya masing-masing adalah sebagai berikut : GEO.EXE
Program Masukan (lihat Bab 3)
BATCH.EXE
Program Perhitungan (lihat Bab 4)
PLAXOUT.EXE
Program Keluaran (lihat Bab 5)
CURVES.EXE
Program Kurva (lihat Bab 6)
PLXMSHW.EXE
Pembentuk jaring elemen
GEOFLOW.EXE
Program analisis aliran air tanah
PLASW.EXE
Program analisis deformasi (perhitungan plastis, konsolidasi dan jaring elemen yang diperbaharui)
PLXSSCR.DLL
Modul yang menampilkan logo PLAXIS
PLXCALC.DLL
Modul yang menampilkan keluaran selama analisis deformasi berlangsung (Bab 4.14)
PLXREQ.DLL
Permintaan berkas PLAXIS (Bab 2.2)
Kumpulan data material dalam basis data global (Bab 3.5) secara pra-pilih disimpan dalam sub-direktori DB dalam direktori program PLAXIS. Sub-direktori EMPTYDB memuat struktur basis data material kosong yang dapat digunakan untuk 'memperbaiki' suatu proyek yang karena suatu hal tertentu mengalami kerusakan struktur basis data material. Hal ini dapat dilakukan dengan menyalin berkas-berkas yang diperlukan ke dalam direktori proyek (lihat B.2). Data-data material harus dimasukkan kembali dari dalam program Masukan.
B-1
MANUAL ACUAN B.2 BERKAS DATA PROYEK
Berkas utama yang digunakan untuk menyimpan suatu proyek PLAXIS memiliki suatu format terstruktur tertentu dan dinamakan .PLX, dimana adalah nama atau judul dari proyek. Selain berkas ini, data-data lainnya disimpan dalam berbagai berkas dalam sub-direktori .DTA. Beberapa berkas dalam direktori ini adalah : CALC.INF DBDWORK.INI PLAXMESH.ERR PLAXIS.*
(.MSI; .MSO)
ANCHORS.*
(.LDB; .MDB)
BEAMS.*
(.LDB; .MDB)
GEOTEX.*
(.LDB; .MDB)
SOILDATA.*
(.LDB; .MDB)
.*
(.H00; .INP; .L##1; .MSH; .S; .SF2; .SF4; .SIS; .CXX; .W00; .W##1; .000; .###2)
1
= dua angka nomor tahap perhitungan (01, 02, …). Sebuah angka akan ditambahkan pada perluasan berkas jika dicapai nilai diatas 99.
2
= tiga angka nomor tahap perhitungan (001, 002, …). Sebuah angka akan ditambahkan pada perluasan berkas jika dicapai nilai diatas 999.
Jika diinginkan untuk menyalin proyek PLAXIS dengan nama yang berbeda atau ke direktori yang lain, disarankan untuk membuka proyek yang hendak disalin dalam program Masukan dan menyimpannya dengan nama lain dengan menggunakan pilihan Simpan sebagai dari menu Berkas. Dengan cara ini struktur berkas dan data yang diperlukan akan terbentuk dengan benar. Namun demikian, langkah perhitungan (.### dimana ### adalah nomor langkah perhitungan) tidak akan ikut disalin dengan cara ini. Jika memang diinginkan untuk menyalin langkah perhitungan atau keseluruhan proyek secara manual, maka pengguna harus menyalin seluruh struktur berkas dan data di atas, jika tidak maka PLAXIS tidak akan dapat membaca data dan dapat menghasilkan kesalahan. Saat membuat sebuah proyek, sebelum proyek secara eksplisit disimpan dengan sebuah nama tertentu, informasi yang terbentuk segera disimpan dalam direktori TEMP yang ditentukan oleh sistem operasi Windows® dengan nama proyek XXOEGXX. Direktori TEMP juga memuat beberapa berkas cadangan ($GEO$.# dimana # adalah nomor) seperti digunakan untuk pilihan pembatalan secara berulang (Bab 3.2). Berkas $GEO$.# mempunyai struktur yang sama dengan berkas proyek PLAXIS. Karena itu, berkas-berkas ini juga dapat digunakan untuk 'memperbaiki' suatu proyek yang karena suatu hal mengalami kerusakan. Hal ini dapat dilakukan dengan menyalin berkas cadangan terbaru ke .PLX dalam direktori kerja PLAXIS.
B-2
PLAXIS Versi 8
LAMPIRAN C - DAFTAR ISTILAH DALAM BAHASA INDONESIA LAMPIRAN C - DAFTAR ISTILAH DALAM BAHASA INDONESIA C.1
ISTILAH KOMPUTER
A Antarmuka
Interface
Antarmuka pengguna (PLAXIS)
User interface (PLAXIS)
B Bantuan
Help
Baris perintah, baris masukan manual
Command line
Baris status
Status bar
Berkas
File
D Direktori
Directory
Disk
Disk
"Drive", media
Drive
F Folder
Folder
G Grid
Grid
J Jalan Pintas
Shortcut
Jalur berkas
Path (for files)
Jendela
Window
C-1
MANUAL ACUAN
K Kotak dialog
Dialog box
Kotak isian
Edit box
Kursor
Cursor
L Lembar-tab
Tab sheet
M Mistar
Ruler
Mouse
Mouse
P Papan ketik
Keyboard
Pelanggaran penggunaan bersama
Sharing violation
Perlengkapan, peralatan
Device
Perluasan
Extension
Pesan peringatan
Warning message
Petunjuk
Hints
Piksel
Pixels
S Sub-direktori
Sub-directory
T Telusuri
Browse
Toolbar [deret-alat]
Toolbar
Tree-view [tampilan bertingkat]
Tree-view
C-2
PLAXIS Versi 8
LAMPIRAN C - DAFTAR ISTILAH DALAM BAHASA INDONESIA
C.2
ISTILAH GEOTEKNIK
A Aliran air tanah statis
Steady-state groundwater flow
Aliran tak terkekang
Unconfined flow
Aliran terkekang
Confined flow
Angka Poisson [ν]
Poisson's ratio [ν]
Angka pori [e]
Void ratio [e]
Arah dip [α2]
Dip direction [α2]
Atenuasi, perlemahan
Attenuation
B Beban runtuh
Collapse load
Berat volumetrik, berat volume, berat isi [γ]
Volumetric weight [γ]
Berpori
Porous
Bidang leleh
Yield surface
Butiran tanah
Soil skeleton
Butiran, butir tanah
Skeleton
C "Cap" leleh
Yield cap
D Debit spesifik
Specific discharge
Diskontinuitas
Discontinuity
E Efek busur
Arching effect
C-3
MANUAL ACUAN
F Freatik
Phreatic
Frekuensi getar
Vibration frequency
Fungsi leleh
Yield function
Fungsi potensi plastis
Plastic potential function
G Gaya apung
Buoyancy
Getaran, vibrasi
Vibration
I Indeks kompresi Cam-Clay [λ]
Cam-Clay compression index [λ]
Indeks muai Cam-Clay [κ]
Cam-Clay swelling index [κ]
Isotropis
Isotropic
J Jangkar
Anchor
"Joint", kekar
Joint
K Kaidah alir
Flow rule
Kaison
Caisson
Kecepatan, cepat rambat (gelombang)
Velocity, velocities
Kekuatan, kuat geser
Strength
Kembung, penggembungan
Bulge, bulging
Koefisien tekan tanah lateral [K0]
Coefficient of lateral earth pressure [K0]
Kohesi [c]
Cohesion [c]
Kuat geser tak terdrainase [Su]
Undrained shear-strength [Su]
C-4
PLAXIS Versi 8
LAMPIRAN C - DAFTAR ISTILAH DALAM BAHASA INDONESIA
L Lanau
Loam, silt
Lapisan tanah
Soil layer
Lintasan tegangan
Stress path
M Merambat, perambatan (gelombang)
Propagate, propagation
Model tanah
Soil model
Modulus bulk [K]
Bulk modulus [K]
Modulus geser [G]
Shear modulus [G]
Modulus oedometer
Oedometer modulus [Eoed]
Modulus Young [E]
Young's modulus [E]
P Plastisitas terasosiasi
Associated plasticity
Plastisitas tak terasosiasi
Non-associated plasticity
Pondasi menerus, pondasi lajur
Strip footing
Porositas [n]
Porosity [n]
R Rangkak
Creep
Rasio keruntuhan [Rf]
Failure ratio [Rf]
Rasio konsolidasi berlebih
Overconsolidation ratio [OCR]
Rasio redaman [ξ]
Damping ratio [ξ]
Regangan [ε]
Strain [ε]
Regangan enjiniring
Engineering strain
Regangan volumetrik (negatif untuk kompresi dan positif untuk tarik)
Volumetric strain (negative for compression; positive for extension)
C-5
MANUAL ACUAN
S Sudut dilatansi [ψ]
Dilatancy angle [ψ]
Sudut dip [α1]
Dip angle [α1]
Sudut geser [φ]
Friction angle [ϕ]
T Tegangan [σ]
Stress [σ]
Tegangan geser [τ]
Shear stress [τ]
Tegangan geser ekivalen, tegangan deviator
Equivalent shear stress, deviatoric stress
Tegangan isotropis, tegangan rata-rata (positif untuk tekan dan negatif untuk tarik)
Isotropic stress, mean stress (positive for pressure; negative for tension)
Tegangan melingkar
Hoop stress
Tekanan prakonsolidasi isotropis (positif untuk tekan)
Isotropic preconsolidation stress (positive for pressure)
Tekanan prakonsolidasi vertikal (negatif untuk tekan)
Vertical preconsolidation stress (negative for pressure)
Tegangan utama
Principal stress
Tegangan utama antara [σ2]
Intermediate principal stress [σ2]
Tegangan utama mayor [σ1]
Major principal stress [σ1]
Tegangan utama minor [σ3]
Minor principal stress [σ3]
Tidak porous
Non-porous
U Uji kolom resonansi
Resonant column test
V Variabel status
C-6
State variable
PLAXIS Versi 8
LAMPIRAN C - DAFTAR ISTILAH DALAM BAHASA INDONESIA
C.3
ISTILAH DALAM PLAXIS
A Abaikan perilaku tak terdrainase
Ignore undrained behaviour
Algoritma ukuran langkah otomatis
Automatic step size algorithm
Antarmuka
Interface
Atur perpindahan menjadi nol
Reset displacement to zero
B Beban gravitasi
Gravity loading
(Beban) oedometer
Oedometer (loading)
Batas aliran tertutup
Closed flow boundary
Batas dilatansi
Dilatancy cut-off
Batas gaya
Force envelope
Batas model
Boundary, boundaries
Batas tegangan tarik
Tension cut-off
Bidang gambar
Draw area
C "Cap" bidang leleh
Cap yield surface
D Distribusi tekanan air pori dari pengguna
User defined pore pressure distribution
Drainase, elemen drainase
Drain (element)
E Elemen antarmuka
Interface (element)
Elemen pelat
Plate (element)
Faktor bobot
Weight factor
C-7
MANUAL ACUAN
F Faktor pengali plastis
Plastic multiplier
Fungsi bentuk
Shape function
G Garis freatik global
General phreatic level
Garis freatik klaster
Cluster phreatic level
Garis geometri
Geometry line
Garis pindai
Scan line
Geogrid
Geogrid
Getaran sumber-tunggal
Single-source vibration
Gradasi warna
Shading
I Indeks kompresi termodifikasi [λ*]
Modified compression index [λ*]
Indeks muai termodifikasi [κ*]
Modified swelling index [κ*]
Indeks rangkak termodifikasi [μ*]
Modified creep index [μ*]
Informasi umum
General information
Integrasi waktu
Time integration
Interpolasi dari klaster atau garis yang berdampingan
Interpolate from adjacent clusters or lines
J Jalur aliran
Flow field
Jangkar ujung tetap
Fixed-end anchor
Jaring elemen yang diperbaharui
Updated mesh
Jaring elemen tak terstruktur
Unstructured mesh
Jaring elemen terstruktur
Structured mesh
Jenis material (teralir, tak teralir, tanpapori)
Material type
Jenis kumpulan data
Set type
C-8
PLAXIS Versi 8
LAMPIRAN C - DAFTAR ISTILAH DALAM BAHASA INDONESIA Jenis perhitungan
Calculation type
Jepit penuh
Full fixity
Jepit rotasi
Rotation fixities
Jepit standar
Standard fixities
Jumlah langkah peningkatan beban
Load advancement number of step
K Kekasaran global
Global coarseness
Kesalahan non-keseimbangan
Out-of-equilibrium error
Klaster
Cluster
Klaster kering
Cluster dry
Kondisi batas peningkatan beban
Load advancement ultimate level
Kondisi perletakan
Fixity
Kondisi statis
Steady-state
Konsolidasi terhubung
Coupled consolidation
Kontraksi aktual (terowongan)
Realised contraction
Kontraksi aktual total
Total realised contraction
Koordinat awal
Origin
(Koordinat) penolong
Auxiliary (coordinate)
Kumpulan data material
Material sets
L (Langkah) antara
Intermediate (step)
Langkah pembebanan
Load step
Langkah tambahan
Additional step
Langkah waktu
Time step
Langkah waktu kritis keseluruhan
Overall critical time step
Langkah-nol-plastis
Plastic nil step
M Maksimum yang dikehendaki
Desired maximum
C-9
MANUAL ACUAN Manual sains
Scientific manual
Masalah acuan
Benchmark problem
Masuk ke grid
Snap, snapping (to grid)
Masukan manual
Manual input
Masukan pembebanan
Loading input
Matriks material plastis
Elastic material matrix
Matriks penghubung
Coupling matrix
Metode elemen spektral
Spectral elemen method
Minimum yang dikehendaki
Desired minimum
Model geometri
Geometry model
Model tingkat lanjut
Advanced model
Modus airtanah
Groundwater mode
Modus kondisi awal
Initial conditions mode
Modus konfigurasi awal
Initial configuration mode
Modus masukan geometri
Geometry input mode
Modus masukan geometri
Geometry creation mode
Modus tekanan air pori awal
Initial pore pressure mode
Mulai dari tahap
Start from phase
Multi-lapis
Multi-layered
N Nilai ambang
Threshold value
Nilai yang tercapai
Reached values
Nomor langkah
Step number
O Osilasi tegangan
Stress oscillation
P Parameter kekakuan saat ini
Current Stiffness Parameter [CSP]
Parameter pengatur
Control parameter
C-10
PLAXIS Versi 8
LAMPIRAN C - DAFTAR ISTILAH DALAM BAHASA INDONESIA Parameter tingkat lanjut
Advance parameter
Pegas rotasi
Rotation spring
Pengali, faktor pengali
Multiplier
Pengaturan global
General settings
Penggambaran kurva
Curve generation
Penghalusan elemen
Refinement
Peningkatan beban
Load advancement
Peningkatan beban secara otomatis
Automatic load stepping
Peningkatan faktor pengali
Incremental multiplier
Peningkatan kontraksi aktual
Realised contraction increment
Peningkatan waktu secara otomatis
Automatic time stepping
Penyusun jaring elemen
Mesh generator
Perancang terowongan
Tunnel designer
Perbaharui versi
Update version
Perhalus garis
Refine line
Perhalus klaster
Refine cluster
Perhalus seputar titik
Refine around point
Perilaku material
Material behaviour
Perkiraan waktu akhir
Estimated end time
Permintaan berkas
File requester
Perpindahan tertentu, perpindahan yang ditentukan
Prescribed displacement
Pilih titik tegangan untuk kurva tegangan/regangan
Select stress points for stress/strain curves
Pilih titik untuk kurva
Select points for curves
Pintu tangkap
Trap-door
Pra-tampilan
Preview
Prosedur iterasi
Iterative procedure
Proyek (PLAXIS)
Project (PLAXIS)
R Redaman geometri
Geometric damping
C-11
MANUAL ACUAN Reduksi phi-c
Phi-c reduction
Relaksasi-berlebih
Over-relaxation
Rotasi tetap
Fixed rotation
S Sifat, sifat-sifat
Property, properties
Sifat-sifat umum tingkat lanjut
Advanced general properties
Sub-peningkatan
Sub-incremental
Sumbu silang
Cross hair
Sumur, elemen sumur
Well (element)
T Tekanan prakonsolidasi ekivalen
Generalised pre-consolidation pressure
Tekanan pre-overburden
Pre-overburden pressure [POP]
Tingkat batas
Ultimate level
Titik "cap"
Cap point
Titik sampel
Sampling point
Titik tegangan
Stress point(s)
V Vektor gaya residual
Residual force vector
(Vektor) tak seimbang
Unbalance (vector)
(Vektor tegangan) penolong
Auxiliary (stress vector)
W Waktu akhir aktual
Realised end time
Warna
Shadings
Y Yang dihubungkan (derajat kebebasan)
C-12
Coupled (degree of freedom)
PLAXIS Versi 8
LAMPIRAN C - DAFTAR ISTILAH DALAM BAHASA INDONESIA
C.4
ISTILAH-ISTILAH LAIN
A Acuan
Reference
Ahli geoteknik, praktisi geoteknik
Geotechnical engineer
Analisis-balik
Back-analysis
Awalan
Header
Axi-simetri
Axisymmetry
B Bidang
Plane
Bilangan bulat
Integer
Bilangan nyata
Real
C Cangkang
Shell
Cartesius
Cartesian
Celah
Gap
D Derajat
Degree
Derajat kebebasan
Degree of freedom
Diagram
Chart
Diskret
Discrete
Diskretisasi
Discretisation
E Eksitasi, pemicu
Excitation
Elaborasi
Elaborate
C-13
MANUAL ACUAN
F Fitur
Feature
G Gambaran umum
Overview
Gaya massa
Body force
Gelineir
Slip
Gradien
Gradient
H Handal
Robust
I Irisan
Slice
J Jacobi
Jacobian
Jaring elemen hingga
Finite element (FE) mesh
Jaringan sains
Scientific network
K Kantilever
Cantilever
Kinerja
Performance
Kontinum
Continuum
L Lagrange
Lagrangian
Latihan
Tutorial
Logaritma natural
Natural logarithm
Longsor, Longsom
Slide, sliding
C-14
PLAXIS Versi 8
LAMPIRAN C - DAFTAR ISTILAH DALAM BAHASA INDONESIA
M Makalah
Paper(s)
Manual
Manual
Marjin
Margin
Matriks diferensial
Differential matrix
(Matriks) invers
Inverse (matrix)
Matriks kesatuan
Lumped matriks
Menyatukan
Lump
Metode, skema
Scheme
(Metode) elemen batas
Boundary element (method)
N Notasi atas, superscript
Superscript
Notasi bawah, subscript
Subscript
P Penjumlahan
Summation
Perkerasan jalan
Pavement
Potongan melintang
Cross-section
Praktisi
Engineer
Pra-pilih
Default
R Rangkuman
Summary
Redundan
Redundant
Regangan yang tidak dapat kembali seperti semula
Irreversible (strain)
Rekayasa
Engineering
C-15
MANUAL ACUAN
S Saat ini
Current
Saringan (saringan kedap air)
Screen (impermeable screen)
Satuan
Unit
Sendi
Hinge
Setengah-ruang
Half-space
Simpangan
Drift
Solusi bentuk tertutup
Closed form solution
T Tanggul sungai
River embankment
Titik nodal
Node(s)
Titik nodal bersama
Common node(s)
Titik pandang
Viewpoint
Transpos
Transpose
(Turunan) ruang
Spatial (derivative)
V Virtual
C-16
Virtual
PLAXIS Versi 8
