Analisa Struktur Marka Kerucut dengan Dasar Beton yang Dikenai Beban Impak

Abstract

Rancangan sebuah marka kerucut yang baik harus mempertimbangkan bentuk dan berat dasar untuk meningkatkan stabilitas marka kerucut. Dalam penelitian ini usaha menjaga stabilitas adalah dengan memodifikasi struktur bawah dengan dasar beton. Usaha untuk menjaga stabilitas dan fleksibilitas dari marka kerucut dilakukan dengan memotong bagian dasar dari marka kerucut komersial. Kemudian dengan dasar beton dihubungkan dengan empat lembar karet (strip karet) dengan kekerasan 79-81 D sebagai penyokong berat. Strip karet dan dasar beton dihubungkan dengan menggunakan baut dan mur sebagai pengikat di antaranya yaitu pada lokasi 1, 2 dan 3. Metode pengujian dilakukan dengan ayunan bandul bola beton 8,5 kg. Dasar penentuan jarak titik impak efektif diperoleh dari pengujian sepeda motor dan mobil. Untuk mendapatkan variasi energi beban impak dilakukan dengan mengatur tinggi beban impak yang berbeda yaitu h1, h2, h3 dan h4. Energi impak yang diperoleh dalam pengujian untuk masing-masing diatas adalah 20,35 Joule untuk h1, 30,01 Joule untuk h2, 43,5 Joule untuk h3 dan 64,02 Joule untuk h4. Dengan menggunakan energi impak tersebut diatas diperoleh bahwa jika sambungan baut dan mur dipasang pada lokasi 1 dan 2 konstruksi marka kerucut dasar beton tidak stabil, akan tetapi jika dipasang pada lokasi 3 konstruksi marka kerucut dasar beton lebih stabil (tidak jatuh). Klarifikasi kestabilan struktur menggunakan simulasi komputer software MSC Nastran dan Ansys yaitu dengan melihat respon dinamik pada tiga titik permukaan kerucutnya. Beban impak diberikan pada struktur kerucut bagian atas dengan model beban berupa tegangan (σ(t)). Hasil simulasi menunjukan bahwa tegangan normal maksimum sumbu –X sebesar 13,02 MPa (node 3547 titik b), tegangan normal maksimum sumbu –Y dan –Z sebesar 0,489 MPa (node 5935 dan 4082 titik b), dan tegangan maksimum VonMises sebesar 37,6 MPa (node 3547 titik a). Hasil klarifikasi respon dinamik pada tiga titik menunjukkan distribusi tegangan yang terjadi semakin kecil mendekati dasar marka kerucut. Dari hasil penelitian diperoleh bahwa beton sebagai dasar struktur bagian bawah kerucut, mampu menjaga stabilitas dari suatu marka kerucut.

In designing a good traffic cone, we have to consider the form and weight of the lower base structure. In this research to maintain the stability of traffic cone is conducted by modifying the lower base structure with concrete base material. It’s carried out by cutting the lower base of the commercial traffic cone. The concrete base is connected with four rubber strips of hardness 79 – 81 D using bolted joint that are location 1, 2 and 3. The method of testing to check the stability of structure the pendulum swing apparatus using concrete ball of weight 8.5 kg was used. To determine the effective location impact on the structure, direct impact using motorcycle and car was carried out. The variation of impact energy is obtained by arranging the height of concrete ball impacting the traffic cone, i.e, h1, h2, h3, and h4. The impact energy obtained in the examination for selected height is 20.35 Joule for h1, 30.01 Joule for h2, 43.5 Joule for h3 and 64.02 Joule for h4. Using the impact energy it’s obtained that if bolted joints are attached at locations 1 and 2 the construction of traffic cone with rubber base is unstable; however, if it’s attached at location 3 the construction of traffic cone is stable. To clarify the structural stability of the traffic cone FEM-Based software, MSC Nastran 4.5 and Ansys 2.0 were used. Responses of the structure were observed at three location on the upper structure, i.e, point a, b, and c. The impact load stress function of time (σ(t)) was given to the upper cone structure. The result of simulation indicated that the maximum normal stress in X direction is 13,02 MPa (node 3547, point b), the maximum normal stress in Y and Z direction is 0,489 MPa (node 5935 dan 4082 point b), and the VonMises stress is 37,6 MPa (node 3547, point a). The result of the dynamic responses at three points selected above indicated that the distribution of stress is smaller approaching the lower base of traffic cone. From the experimental and simulation works we may conclude that the concrete materials is suitable for the lower base construction of the traffic cone.