Modul Pelatihan Plaxis PDF

Preview

Summary

Tutorial Manual PLAXIS V8 1. PENDAHULUAN PLAXIS merupakan program dengan basis metode elemen hingga yang diperuntukkan untuk analisis deformasi dan stabilitas pada bidang geoteknik. penginputan model yang sederhana memungkinkan program ini untuk memberikan elemen yang kompleks, sehingga dapat membe...

Description

Tutorial Manual

PLAXIS V8

1. PENDAHULUAN PLAXIS merupakan program dengan basis metode elemen hingga yang diperuntukkan untuk analisis deformasi dan stabilitas pada bidang geoteknik. penginputan model yang sederhana memungkinkan program ini untuk memberikan elemen yang kompleks, sehingga dapat memberikan hasil perhitungan yang lebih teliti. Hasil perhitungan sendiri dilakukan berdasarkan metode numerical yang secara default telah terdapat pada program ini. Kesederhanaan dalam pengoperasian program ini memungkinkan seseorang untuk mempelajarinya hanya dalam beberapa jam saja dalam berlatih. Modul pelatihan yang ada dapat membantu pengguna program PLAXIS menjadi terbiasa dalam pengoperasiannya. Beragam pelatihan yang akan dilakukan dapat membantu pengguna program mengoperasikan beberapa kasus yang biasa terjadi dalam bidang geoteknik. Bagaimanapun, pemodelan tanah pada program ini terbatas pada teori keruntuhan Mohr-Coulomb. Pengguna diharapkan memiliki basis dalam memahami sifat mekanik tanah dan dianjurkan dapat bekerja dalam mengoperasikan system windows. Hal ini sangat dianjurkan karena akan sangat membantu mengerjakan latihan yang terdapat pada modul pelatihan. Modul pelatihan tidak menunjukkan basic dari metode elemen hingga, juga tidak ada penjelasan detail mengenai beragam jenis pemodelan tanah pada program. Untuk mengetahui referensi khusus dalam program ini, dapat dilihat pada manual yang tersedia dalam program.

2. LANGKAH AWAL Bagian ini akan menjelaskan tentang beberapa notasi dan dasar-dasar dari penggunaan program PLAXIS. Pada modul pelatihan, menu yang terdapat pada plaxis dicetak miring. Kapanpun tombol pada keyboard atau tombol teks pada layar harus ditekan.diindikasikan dalam nama dan tanda kurung (contoh tombol ).

2.1 INSTALASI Dalam melakukan instalasi, pengguna dapat mengikuti langkah-langkah yang tertera pada jendela informasi yang tertera pada proses install.

2.2 ASPEK UMUM PEMODELAN Dalam tiap kali pemodelan baru yang akan dilakukan, langkah awal yang harus dilakukan yaitu membuat geometri. Geometri yang dibuat merupakan geometri dalam bentuk 2 Dimensi yang menggambarkan dari kondisi nyata dalam bentuk 3 dimensi. Model geometri yang digambarkan harus sesuai dengan kondisi di lapangan, baik itu jumlah laisan tanah, struktur dari permukaan tanah, tahap konstruksi dan pembebanannya. Untuk lebih memahami cara memasukan data dalam pemodelan geometri, penjelasan lebih spesifik akan dijelaskan pada bagian selanjutnya dari modul ini. PENDAHULUAN - 1

Tutorial Manual

PLAXIS V8

Points: Titik dari awal dan akhir sebuah garis. Points juga dapat digunakan untuk menentukan posisi angkur, titik beban, titik dari kondisi batas dan local refinement dalam jaring-jaring elemen. Lines: Lines digunakan untuk menetapkan batas-batas fisik dari geometri yang akan dibuat seperti dinding atau kerangka, pemisah dari lapisan tanah atau tahap dari lapisan konstruksi. Clusters: Clusters merupakan area penuh yang terbuat dari garis yang saling terhubung menggunakan lines. PLAXIS secara otomatis menentukan area dari pertemuan antar garis yang membentuk suatu objek tertutup. Dengan adanya clusters, property tanah akan dianggap homogen. Setelah membuat model geometri, secara otomatis elemen hingga pada geometri tersebut akan terbentuk berdasarkan pada komposisi dari lapisan tanah yang terindentifikasi. Elements: Berdasarkan dari terbentuknya jaring elemen, cluster akan terbagi menjadi elemen-elemen segituga. Pilihan dari elemen tersebut dapat ditentukan berdasarkan 2 jenis elemen yaitu 15-node elements dan 6-node elements. Penggunaan 15-node elements akan memberikan hasil yang lebih akurat pada hasil perhitungan tegangan maupun keruntuhan. Pilihan lain model elemen yaitu 6-node triangles tersedia untuk perhitungan cepat terhadap serviceability states. Nodes: 15-node element terdiri atas 15 nodes dan segitiga 6-node terdiri dari 6 nodes. Penyebaran terhadap kedua nodes dapat dilihat pada gambar 2.1. Stress points: Berbeda dengan perpindahan, tegangan dan regangan dihitung secara individual dengan intregrasi Gaus. Untuk 15-node, segitiga elemen terdiri dari 12 titik tegangan seperti pada gambar 2.1a. dan untuk 6-node, segitiga elemen terdiri dari 3 point tegangan seperti pada gambar 2.1b.

PENDAHULUAN - 2

Tutorial Manual

PLAXIS V8

Gambar 2.1 Nodes dan titik tegangan

2.3 PROSEDUR PENGINPUTAN Dalam program PLAXIS, input yang dilakukan merupakan pengoperasian dari mouse, dapat berupa menekan tombol mouse atau mengarahkan kursor, atau pun dengan melakukan input manual menggunakan keyboard. Pada umumnya, perbedaan dalam penginputan terdiri dari 4 jenis: Input objek geometri

(menggambar lapisan tanah)

Input kata

(memasukan nama pada projek)

Input nominal angka

(memasukan nilai parameter)

Input terhadap penentuan/ pemilihan

(menentukan jenis dari lapisan tanah)

2.3.1 INPUT OBJEK GEOMETRI Dalam meakukan input geometri, biasanya terdiri dari penggunaan points dan line. Hal ini dapat dilakukan jika kursor berada pada gambar kerja. Gambar dapat terbentuk dengan menggunakan line dengn cara mengklik kiri pada mouse untuk menentukan titik koordinat penggambaran dan mengklik kanan untuk mengakhiri proses menggambar.

2.3.2

INPUT KATA ATAU ANGKA

Proses input kata atau punangka dilakukan untuk mengisi kolom yang tersedia pada jendela yang akan muncul dalam proses analisis, seperti mengetikan judul pada tanah yang akan diidentifikasi atau nilai parameter tanah. Gambar 2.2. menunjukkan contoh dalam input kata maupun angka, selain input dengan mengetik secara manual, input dapat dilakukan dengan mengklik simbol panah ▲ atau ▼ pada bagian kanan untuk menambah atau pun mengurangi nilai. PENDAHULUAN - 3

Tutorial Manual

PLAXIS V8

Figure 2.2 Spin edit

2.3.3

INPUT SELEKSI

Input seleksi dilakukan dengan memilih salah satu atau beberapa pilihan yang terssedia pada menu seperti pada gambar 2.3 atau 2.4.

Figure 2.3 Radio buttons

Figure 2.4 Check boxes

Figure 2.5 Combo boxes

2.3.4

INPUT STRUKTURAL

Input yang diperluan dalam suatu pemodelan dihrapkan inputan yang masuk akal. Inputan ini akn menjelaskan suatu hal yang dapat mendeskripsikan bagian bagian yang ada dalam suatu pemodelan. contoh dari inputan structural akan dijelaskan pada pembahasan selanjutya.

PENDAHULUAN - 4

Tutorial Manual

PLAXIS V8

Gambar 2.6 menunjukkan jendela untuk menentukan input structural pada suatu jenis tanah, beberapa kolom akan terisi secara otomatis setelah memasukkan angka pada parameter utama.

Figure 2.6 Page control and tab sheets

2.4

MEMULAI PROGRAM

Saat pertama kali membuka program PLAXIS input, akan muncul jendela untuk memilih file yang akan dibuka, dapat berupa file baru atau file yang sudah tersimpan sebeumya.

2.4.1

GENERAL SETTINGS

Dalam setelan umum ini, pengguna harus menentukan jenis pemodelan serta elemen yang akan digunakan, selain itu pada kolom title diketikkan judul dari projek yang akan dilakukan

PENDAHULUAN - 5

Tutorial Manual

PLAXIS V8

Figure 2.7 General settings - General tab sheet Pada tab dimensions, diisikan beberapa satuan dasar dari pemodelan di menu units. Pada menu dimensi geometri tentukkan nilai maksimum terhadap sumbu koordinat, hal ini akan mempengaruhi terhadap ukuran pemodelan yang akan digambar.

Figure 2.8 General settings - Dimensions tab sheet

2.4.2

CREATING A GEOMETRY MODEL

Setelah general setting selesai, klik maka menu utama akan muncul.menu utama yang muncul akan terlihat seperti pada gambar 2.9 dengan beberapa pilihan menu seperti berikut:

PENDAHULUAN - 6

Tutorial Manual

PLAXIS V8

Main menu: Main menu menyediakan opsi yang ada pada toolbar dan beberapa tambahan opsi yang tidak sering digunakan dalam pemodelan. Tool bar (General): Toolbar ini meberi opsi umum seperti print, zoom, atau pun menyeleksi objek. Selain itu juga dapat menunjukkan beberapa program lain yang tersedia di PLAXIS seperti Calculations, Output dan Curves. Tool bar (Geometry): Toolbar ini memberi menu untuk melakukan proses penggambaran. Dengan memilih menu pada toolbar ini secara berurutan dari kiri ke kanan, akan membantu pengguna dalam menyelesaikan gambar untuk dimodelan.

Figure 2.9 Main window of the Input program

Rulers: Menu ini seperti penggaris yang terletak di bagian kiri dan atas dari gambar kerja, berfungsi untuk menunjukkan dimensi dari proses penggambaran. Draw area: Draw area merupakan gambar kerja yang dapat digunakan untuk menggambar objek geometri saat melakukan pemodelan

PENDAHULUAN - 7

Tutorial Manual

PLAXIS V8

Origin: Origin merupakan 2 garis tegak lurus yang berbentuk siku. titik perpotongan dari kedua garis ini menunjukkan koordinat x ; y (0 ; 0) Manual input: Jika dalam penggambaran mouse tidak dapat menunjukkan akurasi dari titik yang akan dibuat, penggguna dapat mengetikkan angka koordinat secara manual pada bagian ini sehingga didapatkan titik koordinat yang diinginkan. Biasanya menu ini digunakan jika koordinat memiliki angka decimal. Cursor position indicator: Menu ini berfungsi sebagai penunjuk letak kursor pengguna berada.

Beberapa menu di atas dapat dihilangkan jika dianggap tidak perlu dengan memilihnya pada menu view.

Figure 2.10 Toolbars Beberapa kegunaan icon pada toolbar memiliki fungsi masing-masing seperti ditunjukkan pada gambar 2.10 Untuk lebih memahami fungsi dari icon pada toolbar, pengguna dapat melihatnya pada menu help atau dengan menekan tombol pada keyboard.

PENDAHULUAN - 8

PELATIHAN PLAXIS VERSI 8

OKTOBER 2016

Latihan 1

Lereng Galian (Stabilitas Lereng)

Tutorial Manual

PLAXIS V8

Latihan 1 Lereng Galian (Stabilitas Lereng) Latihan 1 ini mengilustrasikan program PLAXIS untuk menganalisis suatu galian tanah. Galian yang dilakukan terhadap suatu penampang datar hingga membentuk kemiringan 1:2. Dalam kasus ini akan dicoba analisis terhadap stabilitas lereng yang terbentuk dari hasil galian. Perlapisan tanah yang dimodelkan diasumsikan lempung homogen dan muka air tanah diasumsikan tidak ada/ berada di bawah dasar perencanaan galian. 1. Geometri Untuk membuat geometri pada pemodelan, langkah yang perlu dilakukan diantaranya: General Settings  Buka Plaxis Input dan pilih New Project dari Create / Open project kotak dialog  Pada project tab sheet di general project window, masukan judul project yang akan di buat pada kotak title dan pastikan pada general options model: Plain Strain serta Elements: 15-Node.  Pada bagian tab sheet Dimensions, biarkan unit pada keadaan default (Length = m; Force = kN; Time = day). Ketikkan dimensi horizontal (Left, Right) 0.0 dan 50.0 serta dimensi vertical (Bottom, Top) 0.0 dan 50.0. Pada menu grid biarkan default (Spacing = 1m, Number of snap intervals = 1).  Klik setelah selesai menginput general setting maka worksheet akan muncul.

2. Kontur geometri, layer dan struktur 



Klik Geometry line untuk membuat kontur geometri, gerakan kursor ke point 0.0 ; 0.0 dak klik kiri pada mouse. Pindahkan kursor kea rah kanan sejauh 50 m (50.0 ; 0.0) lalu klik kiri pada mouse. Gerakkan lagi kursor ke atas setinggi 30 m (50.0 ; 30.0) lalu klik kiri pada mouse. Gerakan kursor ke kiri hingga sejajar dengan koordinat titik awal (0.0 ; 30.0) lalu klik kiri pada mouse. Gerakan mouse ke titik awal (0.0 ; 0.0) klik kiri pada mous. Setelah membentuk persegi panjang, klik kanan pada mouse untuk berhenti menggambar. Gunakan lagi menu Geometry line untuk membuat geometri rencana galian. Arahkan kursor ke titik 10.0 ; 30.0 lalu klik kiri, pindahkan kursor ke titik 40.0 ; 15.0 lalu klik kiri, slanjutnya arahkan kursor ke titik 50.0 ; 15.0 lalu klik kiri. Untuk mengakhiri proses pembuatan geometri klik kanan pada mouse hingga terbentuk geometri seperti pada Gambar 1. Untuk 1

Tutorial Manual

PLAXIS V8

mempermudah pembuatan geometri, koordinat X ; Y dapat diketikkan pada kolom point of geometry line di bagian bawah gambar kerja.

Gambar 1. Geometri rencana galian lereng

Untuk membuat kondisi batas pada pemodelan, klik Standar fixities pada toolbar. Hal ini dilakukan untuk memberi kondisi batas kekakuan agar tidak terjadi deformasi pada arah horizontal maupun pada arah vertical. Geometri yang telah diberi batas kekakuan ditunjukkan pada Gambar 2.

Gambar 2. Batas kekakuan pada pemodelan 3. Material properties Setelah menginput kondisi batas, material properties pada tanah perlu dimasukkan untuk melakukan analisis pada pemodelan.

Klik Material sets pada toolbar. 2

Tutorial Manual

PLAXIS V8



Pilih Soil & interfaces pada menu set type. Klik tombol untuk membuat data set baru. Pada tab General kolom Identification ketikkan “clay” dengan material model “Mohr-Coulomb”. Input material tanah seperti pada Tabel 1 Unit Parameter Name Clay Material model

Model

Mohr-Coulomb

-

Type of material behavior Soil unit weight above phreatic level Soil unit weight below phreatic level Permeability in hor. Direction Permeability in ver. Direction Young‟s modulus (constant) Poisson ratio

Type

Undrained

-

ɣunsat

16

kN/m3

ɣsat

18

kN/m3

Kx

0.001

m/day

ky

0.001

m/day

Eref

10000

kN/m2

ʋ (nu)

0.35

-

Cohesion (constant) Friction angle

cref

30

kN/m2

φ

20

°

Dilitancy angle

ψ

0

°



Klik dan tahan (Drag) data „clay‟ pada model di gambar kerja dan lepaskan (drop) untuk mengidentifikasikan lapisan pada pemodelan menjadi „clay‟ dengan parameter yang telah diinputkan. (Lihat Gambar 3) Catatan: Proses yang sama dapat dilakukan terhadap pemodelan dengan lapisan dan parameter yang berbeda.

3

Tutorial Manual

PLAXIS V8

Gambar 3. Model analisis dengan parameter yang telah diinput 4. Mesh Generation Pada latihan 1, digunakan mesh yang sederhana. Kerapatan mesh yang semakin rapat akan memberikan hasil yang lebih baik terhadap perhitungan. Kerapatan mesh dapat ditentukan sendiri dengan memilih menu yang tersedia pada Mesh menu. Untuk melakukan mesh pada pemodelan, ikuti langkah berikut:

Klik tombol Generate mesh pada toolbar, beberapa saat kemudian menu mesh akan muncul pada window baru. Klik tombol untuk kembali pada tampilan input geometri.  Dari menu „mesh‟, pilih opsi Global coarness. Distribusi element akan otomatis berada pada posisi Coarse pada mode default. Untuk memberikan mesh yang lebih rapat pada pemodelan, pada combo box pilihlah jenis mesh yang lebih baik (coba gunakan Medium) lalu klik . Hasilnya mesh dengan element lebih rapat akan muncul pada jendela baru, klik tombol untuk memperbaruai dan kembali pada gambar kerja. 5. Kondisi Initial Setelah mesh sudah dilakukan, maka metode element hingga telah selesai. Sebelum melakukan perhitungan, kondisi initial harus ditentukan. Untuk menentukan kondisi initial dapat mengikuti langkah berikut: Klik tombol initial conditions pada toolbar atau klik initial conditions option pada initial menu.  Pertama jendela kecil baru akan muncul dengan default unit weight (ɣ) air sebesar 10 kN/m3. Klik untuk menggunakan angka default yang sudah ditentukan, selanjutnya kondisi muka air tanah akan muncul. 4

Tutorial Manual 

PLAXIS V8

Kondisi initial terdiri dari 2 hal: water pressures mode dan geometry configuration mode. Mengganti diantara kedua mode tersebut dapat dilakukan dengan menekan tombol switch pada toolbar karena tidak adanya tekanan air pada pemodelan, lanjutkan pemodelan dengan men-switch tombol pada mode konfigurasi geometri (switch ke sisi kanan). Dengan begitu maka muka air tanah secara otomatis dianggap berada pada bagian bawah dari geometri.

Klik pada tombol Generate initial stresses pada toolbar. Maka dialog K0-procedure akan muncul.  

Biarkan nilai ΣMweight pada jendela K0 Procedure tetap pada angka 1.0 lali klik Setelah menekan pada jendela K0 Procedure, akan muncul jendela output, klik untuk melanjutkan ke tahap berikutnya.

6. Tahap Kalkulasi Dalam tahap kalkulasi, kita akan mencari tau berapa nilai faktor keamanan pemodelan sebelum galian dan setelah dilakukan galian. Untuk mendapatkan informasi dari analisis yang akan dilakukan, perlu ditambahkan 3 tahap tambahan setelah tahap initial.

Phase 1: Tahap konstruksi galian  Tahap galian harus dimulai setelah tahap SF kondisi sebelum galian, calculation type yang digunakan yaitu plastic analysis  Pada tab parameters, loading input yang digunakan yaitu staged construction. Klik maka akan muncul geometri dengan kondisi awal. Non-aktifkan bagian tanah yang seolah-olah akan digali dengan mengklik satu kali. Bagian tanah yang di non-aktifkan akan berubah tampilannya menjadi tidak berwarna (Gambar 4)

5

Tutorial Manual

PLAXIS V8

Gambar 4. Kondisi model setelah galian sehingga membentuk lereng Phase 2: SF setelah galian  Pastikan tahap ini dilakukan setelah tahap konstruksi galian.  Pada General tab sheet, pilih kalkulasi dengan tipe Phi-c-reduction.  Pada tab Parameters angka pada Additional Parameters akan otomatis pada angka 100. Pada loading input box, akan terpilih Incremental multipliers lalu klik untuk membuka tab Multipliers.  Pada jendela multipliers periksa Msf di setting pada angka 0.1.

Pastikan sebelum melakukan calculate, point of curves telah ditentukan dengan menekan tombol dengan icon . Tentukan 1 titik di dekat lokasi galian (pilih titik di bagian geometri yang tidak dibuang saat konstruksi) Setelah seluruh tahapan sudah selesai disiapkan maka tahap selanjutnya yaitu melakukan perhitungan dengan menekan tombol calculate.

7. Output Total displacement tidak berarti apa-apa terhadap fisik dari pemodelan, tetapi incremental displacement pada tahap terakhir (saat runtuh) memberikan indikasi mekanisme terjadinya keruntuhan. Untuk melihat mekanisme keruntuhan yang terjadi pada setiap tahapan kalkulasi, pilih beberapa tahap yang ingin ditinjau dengan menekan tombol “Ctrl” lalu klik output pada toolbar. Untuk melihat mekanisme keruntuhan yang terjadi, pilih total increment dari menu Deformations dan ganti tampilan dari Arrows menjadi Shadings maka akan muncul tampilan seperti pada Gambar 5.

6

Tutorial Manual

PLAXIS V8

Gambar 5. Total displacement increments menunjukan indikasi mekanisme keruntuhan yang terjadi pada pemodelan Nilai faktor keamanan dapat dilihat dengan memilih Calculation info dari menu View. Nilai faktor keamanan pada tahap Safety factor ditunjukan pada kolom total multipliers dengan simbol ΣMs.

7

PELATIHAN PLAXIS VERSI 8

OKTOBER 2016

Latihan 2

Lereng Timbunan (Konsolidasi dan Stabilitas Lereng)

Tutorial Manual

PLAXIS V8

Latihan 2 Lereng Timbunan (Konsolidasi dan Stabilitas Lereng) Latihan berikut akan memodelkan konstuksi timbunan untuk perencanaan jalan raya. Pada analisis kali ini akan dicoba pemodelan terhadap konsolidasi yang terjadi akibat adanya timbunan serta nilai faktor keamanan yang...