Pemodelan beban dari beton terhadap formwork

Bisa berbagi mengenai bagaimana cara memodelkan beban dari beton cair terhadap formwork saat casting? Apakah dimodelkan sebagai fluida bertekanan atau dimodelkan massa beton cairnya saja atau kombinasi? Formwork untuk keperluan diversion tunnel.
Terima kasih sebelumnya.

Tanya - Sadikin, Indera

Rekan2 Migas,
Bisa berbagi mengenai bagaimana cara memodelkan beban dari beton cair terhadap formwork saat casting? Apakah dimodelkan sebagai fluida bertekanan atau dimodelkan massa beton cairnya saja atau kombinasi? Formwork untuk keperluan diversion tunnel.
Terima kasih sebelumnya.


Tanggapan 1 - Arief Yudhanto


Pak Indera,

Saya pernah membaca artikel mengenai pemodelan beton cair yang masuk ke dalam formwork, tapi saya tidak pernah punya pengalaman memodelkan. Fenomenanya lumayan kompleks, yaitu gabungan antara fuild dynamics, hygrothermal (humidity dan temperature) dan growing mass. Kalau sudah seperti ini problemnya, mungkin solusinya ya pake coupling solutions, atau hybrid method.

Sepertinya tidak bisa dipecahkan pake implicit solver, mesti pake explicit (karena transient).

Artikel yang saya baca mendiskusikan finite element method dan finite difference method untuk memecahkan problem ini. Finite difference digunakan untuk menghitung perubahan temperatur saat solidifikasi (pembekuan), lalu temperature itu digunakan sebagai input untuk menghitung thermal strains/stress. Tekanan juga bisa digunakan sebagai input; jika anda tidak punya datanya, maka anda sebaiknya meghitung pressure pada dinding akibat aliran beton. Ini bisa dipecahkan menggunakan fluid dynamics solver.

Jika anda sudah punya data temperatur gradient dan pressure pada dinding selama proses casting maka anda bisa langsung menghitung output yang anda inginkan (untuk FEM, sebaiknya dicek deformasinya - karena teorinya kan F = kx saja; F dan k adalah inputnya, jadi x nya dicek dulu)

Semoga membantu, namun mohon dikoreksi jika ada kesalahan ...


Tanggapan 2 - Indrayadi Abdillah

Rekans,
Untuk pembebanan beton cair (fresh concrete) terhadap formwork ini yang saya tahu ada banyak metoda pendekatan yang didasarkan extensive research para ahli di berbagai belahan dunia, sehingga tentunya bisa dipertanggungjawabkan.

Kalau saya tidak salah, pendekatannya ada diantaranya yang memodelkan sebagai hydrostatic pressure, ada yang metoda equivalent juga, dan lain-lain (saya dapat hand out yang bagus waktu kuliah tingkat 1 dulu ttg desain formwork, sekarang entah di mana, he he).

Btw, Pak Indera pake formowrk product nya siapa? Atau ini memanfaatkan material sendiri? Setau saya kalau seperti PERI atau PCH gitu ada technical advisor nya, jadi bisa discuss dengan mereka. Atau mungkin bisa googling ke website nya mereka.


Tanggapan 3 - David Ade Rully


Dear Pak Indra,

Saya ikut menambahkan sedikit tentang pertanyaan bapak, karena saya sangat tertarik dengan bahasan formworks. Tapi, sorry saya tidak dapat memberikan penjelasan pemodelan numeric gaya lateral beton terhadap strength formworks, namun saya bisa share pengalaman saya pada saat pengecoran dinding setinggi 2.5 m untuk WWTP yang berbentuk lingkaran. Kekuatan formworks konvensional pada umumnya tergantung pada dimensi plywood, ukuran balok, kaso dan stud-stud untuk bracing formworks. Begitu juga kalau kita menggunakan Peri formworks. Faktor yang juga berpengaruh terhadap disain kekuatan formworks yaitu rate pengecoran pada saat pelaksanaan. Artinya semakin tinggi rate pengecoran maka disain kekuatan formworks harus tinggi juga begitu juga sebaliknya.

Untuk lebih jelasnya mengenai perhitungan kekuatan formworks bapak bisa baca di buku karangan S.W Nunally judulnya kalau gak salah Construction Management. Di buku tersebut ada satu bab khusus yang membahas mengenai masalah formworks.


Tanggapan 3 - Sadikin, Indera


Thanks Pak Arief, Pak Indra dan Pak David atas sharingnya.

Saya sedang merancang self-moving telescopic formwork (dari steel) untuk support equiment dalam pengecoran diversion tunnel (tunnel untuk pengalihan aliran sungai pada saat pembuatan dam). Formworknya berbentuk cylindrical shell (seperti fuselage pesawat) segmental dan pada dinding silinder ada beberapa jendela untuk access manhole (penulangan, setting, dll.) sekaligus pemompaan concrete. Jadi bentuk concretenya adalah pipa horizontal (tunnel).
Kalau untuk formwork horizontal (misalnya lantai), concrete bisa dimodelkan sebagai massa saja karena toh jika dimodelkan sebagai fluida bertekanan hasilnya sama saja.

Dalam kasus concrete berbentuk pipa ini, kalau diasumsikan sebagai massa maka sisi samping formwork hampir tidak mendapat tekanan karena gaya dari massa adalah ke bawah. Sementara kalau dimodelkan sebagai fluida bertekanan maka sisi samping formwork akan mendapat tekanan hidrostatik juga. Karena masih awam dalam masalah sipil terutama pengetahuan concrete, saya ingin
tahu metode konservatif apa yang selama ini dipakai rekan2 dari sipil dalam pemodelan concrete cair.

Dari beberapa referensi mengenai tunnel engineering yang saya baca, tanah di sekeliling tunnel juga memberikan tekanan tertentu (pada dinding concrete yang kaku). Ini malah lebih ribet lagi. Yang paling tepat memang seperti yang disebutkan oleh Pak Arief: dimodelkan transient sebagai growing mass. Karena keterbatasan sumber daya manusia :D saya ingin coba cari asumsi pemodelan lain yang simpel tapi masih bisa dipertanggungjawabkan ke konsultan. Terima kasih rekan2.