Optimasi Desain Struktur Baja untuk Efisiensi Material

Abstract

Permintaan terhadap konstruksi berkelanjutan telah mendorong kebutuhan untuk mengurangi konsumsi material pada sistem struktur tanpa mengorbankan keselamatan dan kemampuan layan. Struktur baja, yang dikenal memiliki rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi, menawarkan peluang signifikan untuk optimasi. Makalah ini menyajikan kerangka komprehensif untuk optimasi desain struktur baja dengan fokus pada efisiensi material. Metodologi yang diusulkan mengintegrasikan optimasi topologi, algoritma genetika, dan analisis elemen hingga (Finite Element Analysis/FEA) untuk meminimalkan berat struktur sambil memenuhi batasan tegangan, perpindahan, dan stabilitas. Serangkaian eksperimen numerik dilakukan pada struktur rangka baja representatif untuk mengevaluasi kinerja pendekatan yang diusulkan. Hasil menunjukkan bahwa penghematan material hingga 30% dapat dicapai dibandingkan praktik desain konvensional. Selain itu, struktur hasil optimasi menunjukkan distribusi beban yang lebih baik dan peningkatan kinerja struktural. Penelitian ini menyoroti potensi teknik optimasi komputasional dalam mencapai desain baja yang hemat biaya dan berkelanjutan secara lingkungan.