Mempercepat Waktu Analisis/Revisi Dengan Program Anastruct

Sudah lama sejak terakhir kali nulis di blog ini. Mungkin sudah beberapa bulan lalu bersamaan dengan pekerjaan yang menumpuk.

Kali ini saya mau cerita sedikit tentang apa sih kelebihan paket program struktur? jika dibandingkan dengan software yang sudah banyak saat ini? seperti SAP2000 atau ETABS.

Paket program struktur yang saya maksud adalah “alat” analisa struktur yang ditulis dalam suatu bahasa pemrograman. Seperti paket program (package) Anastruk yang ditulis dalam bahasa pemrograman Python, yang akan kita bahas disini.

Untuk menggunakan ini, tentunya kita harus belajar bahasa Python lagi. Selain itu, tidak ada tersedia tombol/menu/tool seperti SAP2000. Pengguna harus menulis code/syntax sesuai aturan, untuk melakukan analisa struktur.

Ribet..?

Yah lumayan, lalu apa kelebihannya dibandingkan software yang sudah ada?

Pembuatan model yang sangat cepat.

Dari segi fitur pastinya ada beberapa kekurangan. Namun, kecepatan pembuatan/merevisi model merupakan keunggulan yang sangat signifikan membantu engineer.

Kita tahu, bahwa di dunia kerja engineer dituntut untuk bekerja cepat dan tepat. Belum lagi, terkadang revisi dilakukan secara berulang-ulang.

Sebagai contoh; membuat portal sederhana 1 tingkat, dengan cara menulis code menggunakan paket Anastruct dalam bahasa Python sebagai berikut:

from anastruct.fem.system import SystemElements
ss = SystemElements()

# Tambahkan Material/Properti Penampang
EA = 5e9
EI = 8000

# Geometri
h = 3.         # tinggi portal
L = 6          # lebar portal

# Tambah element balok/kolom
ss.add_element(location=[[0,0], [0,h]], EA=EA, EI=EI)
ss.add_element(location=[[L,0], [L,h]], EA=EA, EI=EI)
ss.add_element(location=[[0,h], [L,h]], EA=EA, EI=EI)

# Tampilkan gambar struktur
ss.show_structure()

Setelah kita Run (shift+enter) code di atas, maka akan tampil model sebagai berikut:

Dengan 18 line code di atas kita sudah dapat membuat portal sederhana. Cepat bukan?

Oke.. sampai di sini gimana? Biasa saja..?

Mari kita tambahkan beban merata dan tumpuan, dengan cara merubah code menjadi berikut:

from anastruct.fem.system import SystemElements
ss = SystemElements()

# Material/Properti Penampang
EA = 5e9
EI = 8000

# Geometri
h = 3.
L = 6

# Tambah element balok/kolom
ss.add_element(location=[[0,0], [0,h]], EA=EA, EI=EI)
ss.add_element(location=[[L,0], [L,h]], EA=EA, EI=EI)
ss.add_element(location=[[0,h], [L,h]], EA=EA, EI=EI)
    
# Tambah beban merata pada balok
ss.q_load(element_id=3, q=-13)

# Tambah tumpuan
ss.add_support_fixed(node_id=1)
ss.add_support_fixed(node_id=3)

# Tampilkan gambar struktur
ss.show_structure()

Maka tampilannya menjadi

Analisa struktur selanjutnya dapat dilakukan dengan menambahkan code berikut di bagian akhir code sebelumnya.

# Run Analisis
ss.solve()

# Tampilkan gambar reaksi perletakan, diagram Momen, geser, aksial, dan deformasi 
ss.show_reaction_force()
ss.show_bending_moment()
ss.show_shear_force()
ss.show_axial_force()
ss.show_displacement()

Setelah Running lagi shift+enter, maka akan tampil gambar diagram gaya berikut.

Gambar Reaksi Perletakan
Diagram Momen
Diagram Gaya Geser
Diagram Gaya Aksial
Gambar Deformasi Struktur

Masalah akan timbul jika Owner atau Arsitek ingin merubah desain. Contoh mereka meminta untuk menambahkan tinggi portal menjadi 4 m misalnya. Jika ini dilakukan menggunakan SAP2000 misalnya, maka kita harus mengedit grid lagi dan menarik garis lagi merubah geometri portal.

Di sinilah kelebihan paket program Anastruk. Kita dengan mudah merubah tinggi dalam code sebelumnya dari nilai 3 menjadi 4. Kemudian shift+enter.. simple kan? codenya menjadi:

from anastruct.fem.system import SystemElements
ss = SystemElements()

# Material/Properti Penampang
EA = 5e9
EI = 8000

# Geometri
h = 4     # ganti untuk merubah tinggi 
L = 6     # ganti untuk merubah lebar 

# Tambah element balok/kolom
ss.add_element(location=[[0,0], [0,h]], EA=EA, EI=EI)
ss.add_element(location=[[L,0], [L,h]], EA=EA, EI=EI)
ss.add_element(location=[[0,h], [L,h]], EA=EA, EI=EI)
    
# Tambah beban merata pada balok
ss.q_load(element_id=3, q=-13)

# Tambah tumpuan
ss.add_support_fixed(node_id=1)
ss.add_support_fixed(node_id=3)

# Run Analisis
ss.solve()

# Tampilkan gambar reaksi perletakan, diagram Momen, geser, aksial, dan deformasi 
ss.show_reaction_force()
ss.show_bending_moment()
ss.show_shear_force()
ss.show_axial_force()
ss.show_displacement()

Maka, diagram momen menjadi seperti berikut:

Diagram Momen (tinggi portal 4m)

Bagaimana? cepat bukan?

Oke.. struktur di atas masih sederhana. Mungkin tidak terlalu menyita waktu jika ada revisi.

Bagaimana jika Owner ingin gedung menjadi 7 tingkat?, dengan tinggi menjadi 6 m dan bentang balok menjadi 10m..?

Dengan menggunakan code sebelumnya, namun dengan beberapa baris perubahan code menjadi seperti berikut:

from anastruct.fem.system import SystemElements
ss = SystemElements()

# Material/Properti Penampang
EA = 5e9
EI = 8000

# Geometri
h = 6
L = 10
n_tingkat = 7

for i in range(n_tingkat):
    # Tambah element balok/kolom
    ss.add_element(location=[[0,i*h], [0,(i+1)*h]], EA=EA, EI=EI)
    ss.add_element(location=[[L,i*h], [L,(i+1)*h]], EA=EA, EI=EI)
    ss.add_element(location=[[0,(i+1)*h], [L,(i+1)*h]], EA=EA, EI=EI)
    
    # Tambah beban merata pada balok
    ss.q_load(element_id=(i+1)*3, q=-13)

# Tambah tumpuan
ss.add_support_fixed(node_id=1)
ss.add_support_fixed(node_id=3)

# Run Analisis
ss.solve()

# Tampilkan gambar struktur
ss.show_structure()
ss.show_reaction_force()
ss.show_bending_moment()
ss.show_axial_force()
ss.show_displacement()

Maka, dengan Running shit+enter lagi langsung diperoleh diagram sebagai berikut.

Gambar Geometri Struktur
Reaksi Perletakan
Gambar Digram Momen
Gambar Gaya Aksial
Gambar Deformasi Struktur

Dengan menggunakan paket program analisa struktur, pembuatan/revisi model sangat cepat dilakukan. Walaupun kondisi penambahan tingkat di atas dapat dilakukan dengan fitur Replicate pada program SAP2000 atau ETABS, namun tetap kecepatan tidak melebihi paket program.

Adanya tampilan antar muka (Graphical User Interface/GUI) pada software sekarang memang sangat memudahkan user pemula dalam membuat model struktur. Selain itu software struktur mempunyai fitur yang banyak baik itu fitur analysis dan desain.

User biasanya akan stack jika ditanyakan tentang lisensi/izin. Maka, paket program seperti Anastruct dan Openseespy dapat digunakan, program ini tersedia secara gratis untuk semua orang.

Referensi:

https://anastruct.readthedocs.io/en/latest/

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout /  Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout /  Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout /  Ubah )

Connecting to %s