analisa perilaku non linear struktur akibat beban gempa

44
MODUL SAP2000 v11 ANALISA PERILAKU NON LINEAR STRUKTUR AKIBAT BEBAN GEMPA PUSAT STUDI KONSTRUKSI INDONESIA (PUSKI) – ITS Gedung Research Centre R. 109, Jl. Teknik Kimia Kampus ITS Sukolilo Surabaya - INDONESIA

Upload: angga-wahyudi-fajarianto

Post on 06-Aug-2015

636 views

Category:

Documents


75 download

TRANSCRIPT

Page 1: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

MODUL SAP2000 v11

ANALISA PERILAKU NON LINEAR STRUKTUR AKIBAT

BEBAN GEMPA

PUSAT STUDI KONSTRUKSI INDONESIA(PUSKI) – ITS

Gedung Research Centre R. 109,Jl. Teknik Kimia Kampus ITS Sukolilo

Surabaya - INDONESIA

Page 2: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

BAB I

PENDAHULUAN

Selama ini analisa gempa menggunakan metode force based design.

Pada metode force based design perhitungan terhadap gaya gempa dilakukan

dengan analisa linear (elastis). Setelah gaya – gaya dalam diperoleh kemudian

dilakukan desain untuk mendapatkan kapasitas dari tiap elemen struktur

yang harus disediakan. Perhitungan kapasitas dari tiap elemen dapat

dilakukan dengan persamaan – persamaan yang tersedia dalam berberapa

standar perencanaan yang ada di Indonesia.

Berberapa peneliti menyimpulkan bahwa analisa linear tidak dapat

digunakan untuk mengetahui perilaku struktur terhadap gempa besar, karena

pada dasarnya saat terjadi gempa besar pada struktur terjadi plastifikasi di

berberapa tempat. Sehingga bangunan tidak lagi berperilaku linear akan

tetapi berperilaku nonlinear. Dengan begitu diperlukan analisa nonlinear

untuk mengetahui perilaku struktur saat mengalami gempa besar

Program SAP 2000 memiliki fasilitas untuk menganalisa perilaku

nonlinear struktur . Fasilitas tersebut berupa analisa statis nonlinear dan

dinamik nonlinear. Pada analisa statis nonlinear, perilaku struktur dianalisa

dengan cara memberikan beban statik yang ditingkatkan hingga struktur

tersebut runtuh. Sedangkan pada analisa dinamik nonlinear struktur dianalisa

dengan cara menggunakan data percepatan gempa sebagai beban. Pada

umumnya analisa nonlinear digunakan para peneliti untuk memprediksi

tingkat duktilitas suatu struktur yang sebenarnya akibat beban gempa.

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 1

Page 3: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

BAB 2

ANALISA STATIS NONLINEAR

2.1 Definisi Analisa Statis Nonlinear

Ketika terjadi gempa besar, struktur mengalami plastifikasi di berberapa

tempat. Sehingga bangunan tidak lagi berperilaku linear akan tetapi

berperilaku nonlinear. Dengan begitu diperlukan analisa nonlinear untuk

mengetahui perilaku struktur saat mengalami gempa besar.

Analisa nonlinear yang dapat dilakukan antara lain analisa statis nonlinear

dan analisa dinamis nonlinear. Analisa Statis nonlinear adalah analisa yang

menggunakan beban statis yang ditingkatkan hingga struktur mencapai

keruntuhan. Sedangkan analisa Dinamis nonlinear adalah analisa yang

menggunakan input akselerogram untuk mendapatkan respon dinamis suatu

struktur. Deformasi plastis yang terjadi pada elemen stuktur tergantung pada

sejarah pembebanan, sehingga analisa yang diperlukan untuk melakukan

evaluasi kinerja bangunan adalah analisa Dinamis nonlinear. Pada analisa

Dinamis Nonlinear dibutuhkan berberapa data detail seperti data percepatan

gempa, tingkat kenonlieneran suatu elemen, yang mana membutuhkan

pengetahuan khusus untuk menganalisa tingkat kenonlinearan suatu

elemen .Selain rumit running suatu model analisa dinamis nonlinear

membutuhkan waktu yang tidak sedikit. Sehingga karena penggunaanya yang

relatif lama dan sulit maka berberapa peneliti mengusulkan penggunaan

analisa statis nonlinear untuk menggantikan analisa dinamis nonlinear riwayat

waktu sebagai alat untuk mengevaluasi perilaku . Hal ini dilakukan karena

analisa statis nonlinear dinilai relatif mudah dan dapat digunakan untuk

meramalkan kinerja struktur terhadap beban lateral selama mode yang

dominan adalah mode pertama dan periode alami struktur tidak melebihi satu

detik .

2.2 Hal – hal yang Perlu Diperhatikan dalam Analisa Statis Non

Linear

Untuk menjalankan analisa statis nonlinear ada beberapa hal yang perlu

diperhatikan. Adapun berberapa hal tersebut adalah :

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 2

Page 4: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

Hinges Properties

Perilaku leleh dan pasca leleh pada elemen struktur dapat dimodelkan

dalam hinges properties. Hinges properties hanya dapat dipakai dalam

elemen rangka saja. Adapun type hinges yang tersedia adalah geser (Major

shear,V3), momen (Major Moment,M3), aksial (Aksial,P), kombinasi aksial

momen (Coupled, P – M2 – M3).

Load Aplication Control

Ada 2 macam bentuk load application control untuk analisa statis nonlinear

yaitu a load-controlled dan displacement-controlled.

A load-controlled dipakai apabila kita tahu pembesaran beban yang akan

diberikan kepada struktur yang diperkirakan dapat menahan beban

tersebut, contohnya adalah beban gravitasi. Pada load-controlled semua

beban akan ditambahakan dari nol hingga pebesaran yang diinginkan.

Displacement-controlled dipakai apabila kita mengetahui sejauh mana

struktur kita bergerak tetapi kita tidak tahu beban yang harus

dimasukkan.Ini sangat berguna untuk mengetahui perilaku struktur tidak

stabil dan mungkin kehilangan kapasitas pembawa beban selama analisa

dilakukan

Hinge Unloading Method

Hinge unloading method adalah metode untuk mecari jalan untuk

membawa kembali beban yang diterima oleh sendi pada saat sendi

mengalami fase unload dan memungkinkan redistribusi beban tersebut

kepada sisa struktur. Hinge unloading terjadi ketika kurva tegangan-

regangan (gaya-deformasi atau momen-rotasi) menujukkan penurunan

kapasitas, dimana seing diasumsikan pada titik C ke D, atau titik E ke F

(kehancuran total). Hinge Unloading Method ada 3 macam yaitu Unload

Entire Structure, Apply Local Redistribution , Restart using secant stiffness.

Metode paling effisien untuk Hinge Unloading Method adalah Unload Entire

Structures

Geometri Nonlinear (Geometry Nonlinearity)

Ketika beban bekerja pada struktur dan menghasilkan deformasi yang

cukup kecil maka hubungan beban-defleksi bersifat linear . Tetapi ketika

beban yang bekerja pada struktur menghasilkan deformasi yang cukup

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 3

Page 5: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

besar maka hubungan beban-defleksi akan bersifat nonlinear.Untuk analisa

static nonlinear kita dapat memilih opsi geometri nonlinear yaitu :

1. None

Semua persamaan kesetimbangan dipertimbangkan pada konfigurasi

tak berdeformasi dari struktur.

2. P Delta

Persamaan kesetimbangan diperhitungkan sebagian dalam konfigurasi

deformasi. Gaya tarik cenderung menahan rotasi elemen dan

memperkaku struktur, sedangkan gaya tekan cenderung mempebesar

rotasi elemen dan membuat struktur menjadi tidak stabil.

3. P Delta and Large Deformation

Semua persamaan kesetimbangan diperhitungkan dalam konfigurasi

deformasi.

2.3 Contoh Kasus

Pada kali ini akan diberi contoh penggunaan analisa statis nonlinear

dalam mengevaluasi suatu stuktur beton bertulang 8 lantai dengan data

perencanaan seperti berikut :

1. Data Material

f’c = 30 Mpa (Mutu Beton)

fy = 344.74 Mpa (Mutu Beton)

2. Data Penampang

Dimensi Balok 30/40

Dimensi Kolom 50/50

3. Data beban

Beban Mati = 1000 kg/m

Beban Hidup = 500 kg/m

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 46 m6 m6 m

3.5 m

3.5 m

3.5 m

3.5 m

3.5 m

3.5 m

3.5 m

3.5 m

Page 6: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

Gambar 2.1 Bentuk Permodelan Struktur

Langkah-langkah analisa struktur :

A. Pembuatan Model Struktur Sesuai Dengan Bentuk Gemetri Dan

Dimensi Bangunan

1. Sebelum pembuatan model,satuan harus direncanakan terlebih

dahulu.perhatikan data material dan data beban sehingga bisa

ditentukan satuan yang tepat .Dalam contoh ini yang dipilih adalah

kgf,m,c

2. Klik pada File << new model akan tampil form sebagai berikut.

3. Ubah satuan ke Kgf,m,c lalu klik pada 2D Frame

4. Pada form Portal Frame Dimensions, masukkan data-data sebagai

berikut :

Number of Stories masukkan nilai 8

Number of bays masukkan nilai 3

Story Height masukkan nilai 3.5

Bay Width masukkan nilai 6

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 5

Page 7: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

B. Memasukkan Data Material, Dimensi Penanampang Balok &

Kolom, Jenis Beban Dan Kombinasi Pembebanan

1. Untuk memasukkan data material. klik pada Define <<

Materials akan muncul form sebagai berikut ,lalu klik pada Add New

Material.

2. Pada form Material Property data, masukkan data-data sebagai

berikut :

Material Name and display Color ganti dengan nama Beton

Material type pilih concrete

Weight per unit Volume masukkan nilai 2400

Modulus of Elasticity masukan nilai 2.624x109 atau bisa ditulis

2.624E+09

f’c masukkan nilai 3x106

Klik ok

3. Frame pada model belum dianggap sebagai balok & kolom tanpa

dilakukan pendefinisian terhadap dimensi penampang balok kolom

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 6

Page 8: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

pada sap2000. Klik pada Define << Frame section lalu akan muncul

Form frame properties pilih add new property ,kemudian akan

tampil form sebagai berikut .

4. Pada Frame section Property Type pilih Concrete.

5. Pendefinisian elemen Balok. Pada Clik to Add Concrete

section pilih Rectangular lalu akan muncul form sebagai berikut :

Pada Section Name ganti dengan nama Balok

Material ganti dengan Beton

Dimensions , Depth masukkan nilai 0.5 , Width masukkan nilai 0.3

Klik ok

6. Pendefenisian elemen Kolom . Pada Form frame properties pilih

add new property

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 7

Page 9: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

7. kemudian akan tampil form sebagai berikut .

8. Pada Frame section Property Type pilih Concrete.

9. Pendefinisian elemen Balok. Pada Clik to Add Concrete

section pilih Rectangular.Pada Rectangular Section ,masukkan data-

data sebagai berikut.

Section Name beri nama Kolom

Material ubah ke Beton

Dimension , masukkan nilai 0.7 pada depth dan width

Klik Concrete Reinforment

Pada number of longitudinal bars along 3-dir face ketik 8

Pada number of longitudinal bars along 2-dir face ketik 8

Longitudinal bar size pilih 25 d

Check/design pilih reinforcement to be checked

Klik ok

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 8

Page 10: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

10. Melakukan pendefinisian jenis beban, klik pada Define << Load

Cases , akan tampil form sebagai berikut.

11. Pada form ini masukkan data-data sebagai berikut ;

Load Name beri nama dengan Hidup

Type ganti dengan Live

Self Weight Multiplier masukkan nilai 0

Lalu klik pada Add New Load

Load Name beri nama dengan gempa

Type ganti dengan Quake

Self Weight Multiplier masukkan nilai 0

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 9

Page 11: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

Lalu klik pada Add New Load

Klik ok

12. Melakukan pendefinisian jenis perletakan,seleksi Joint-joint yang

akan didefinisian sebagai perletekan,liat gambar berikut.

13. Klik pada Assign << joint << Restraints , pada fast

Restarain pilih perletakan jepit

14. Memasukkan beban-beban luar yang bekerja, klik terlebih dahulu

pada element-element yang akan diberi beban hidup dan mati (frame

loads). atau lakukan seleksi dengan windowing, liat gambar berikut

untuk lebih jelasnya.

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 10

Page 12: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

15. Klik pada Assign << frame loads << distributed ,lalu

masukkan data-data berikut dalam form frame distributed loads.

(pendefinisian beban mati)

Pada options pilih Add to Existing loads

Uniform load masukkan nilai 1000

Kilk ok

16. Klik pada get previsius selection untuk melakukan seleksi

ulang pada element yang diberi beban hidup.

17. Klik pada Assign << frame loads << distributed ,lalu

masukkan data-data berikut dalam form frame distributed loads.

(pendefinisian beban hidup).

Pada option pilih beban hidup

Pada options pilih Add to Existing loads

Uniform load masukkan nilai 500

Kilk ok.

18. Pendefinisian beban gempa arah x ,Klik pada joint 2 lalu klik

pada Assign << joint Static Loads << Forces pada form ini pilih ,

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 11

Page 13: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

Gempa pada load case name

Pada option pilih Add to existing loads options

load masukkan 883.67 pada Force Global X

klik ok

19. Ulangi langkah seperti no 19 untuk memasukkan beban gempa

pada lantai 3 sampai 9 atau atap. Gambar dibawah ini semua beban

gempa arah x telah dimasukkan.

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 12

Page 14: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

20. Pendefinisian beban gempa arah y ,klik pada joint 2 lalu klik

pada Assign << joint Static Loads << Forces pada form ini pilih ,

Gempa pada load case name

Pada option pilih Add to existing loads options

Load masukkan 265. 1 pada Force Global Y

klik ok

21. Ulangi langkah seperti no 21 untuk memasukkan beban gempa

pada lantai 3 sampai 9 atau atap. Gambar dibawah ini semua beban

gempa arah y telah dimasukkan.

22. Melakukan pendefinisian elemen balok , lakukan seleksi pada

elemen yang akan ditandai sebagi elemen balok.

23. Klik pada Assign << frame << frame section, pada find this

property pilih balok lalu klik ok.

24. Melakukan pendefinisian elemen kolok,lakukan seleksi pada

elemen yang akan ditandai sebagai elemen kolom

25. Klik pada Assign << frame << frame section, pada find this

property pilih kolom lalu klik ok.

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 13

Page 15: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

26. Klik pada Define menu << Analysis Cases untuk menampilkan

analysis cases form,pada form ini :

Klik pada modal di case name list

Klik pada Modify/show case untuk menampilkan Analysis case

data-modal form,pada form ini :

Ketik 30 pada maximum number of modes

Pada Types of modes pilih Eigen vectors

Pada load type pilih accel , pada load name pilih Ux lalu klik add

Pada Load type pilih accel,pada load name pilih Uy lalu klik add

Klik ok untuk kembali ke Analysis cases form

C. Pushover analysis

Assigning Hinge Properties (Pushover)

1. Seleksi semua elemen kolom.

2. Klik pada Assign << Frame << hinge (pushover) << add

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 14

Page 16: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

3. Pada form ini select a FEMA356 Table ubah ke Concrete

column,lalu pada degree of freedom pilih P-M2-M3, lalu klik ok.

4. Kembali pada form frame Hinge Assignment masukkan 1 pada

Relative Distance, lalu klik add.

5. Seleksi pada semua elemen balok.

6. Klik pada Assign << Frame << hinge (pushover) << add

7. pada form ini select a FEMA356 Table ubah ke concrete beam,

lalu pada degree of freedom pilih M3,lalu klik ok.

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 15

Page 17: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

8. Kembali pada form frame Hinge Assignment masukkan 1 pada

Relative Distance,lalu klik add.

Defining Static Pushover Cases

1. Pada contoh kasus ini kita akan mendefinisikan 2 static case,pada kasus

pertama akan kita definisikan beban gravitasi pada struktur.

2. Pada menu define << analysis case << add new case,pada analis

type ubah ke nonlinear, pada analysis case name ganti dengan

Pushover1.

load type pilih load

load name pilih dead

scale factor masukkan 1

klik add

load type pilih load

load name pilih hidup

scale factor masukkan 0.3

klik add ,lalu klik ok

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 16

Page 18: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

3. klik add new case untuk mendefinisikan pushover2, analisis type ubah

ke nonlinear, pada analysis case name ganti dengan Pushover2.

load name pilih gempa

scale factor masukkan 1

klik add

initial condition ubah ke continue from….,lalu pilih pushover1

Pada nonlinear parameter klik modify,pada geometric non linear

pilih P-delta

Running pushover analysis

1. Klik analiyze << set analysis option pada form ini pilih plane frame

pada Fast Dofs,lalu klik oke.

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 17

Page 19: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

2. Klik Run analysis untuk menampilkan form Set analysis cases to run ,

pada form ini. Pastikan semua analysis case pada posisi Run di

action.Klik Run Now untuk run analysis.

3. Ketika analisis complete,pastikan tidak ada pesan error pada sap

analysis monitor dan klik ok.

4. Untuk melihat hasil analisa klik Display << Show static pushover

curve.

5. Pada plot Type ubah ke Fema 440 Displacement Modification.

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 18

Page 20: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 19

Page 21: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

BAB 3

ANALISA DINAMIS NONLINEAR

A. Definisi Analisa Dinamis Nonlinear

Ketika Gempa berskala tinggi melanda suatu bangunan, maka struktur

dari bangunan tersebut akan mengalami plastifikasi di berberapa tempat.

Sehingga bangunan tidak lagi berperilaku linear akan tetapi berperilaku

nonlinear. Dengan begitu diperlukan analisa nonlinear untuk mengetahui

perilaku struktur saat mengalami gempa besar.

Pada bab sebelumnya telah dibahas mengenai analisa statis nonlinear

beserta contoh penggunaannya. Pada bab ini akan dibahas penggunaan

analisa Dinamis nonlinear. Analisa Dinamis nonlinear adalah analisa yang

menggunakan input akselerogram untuk mendapatkan respon dinamis suatu

struktur. Pada analisa Dinamis Nonlinear dibutuhkan berberapa data detail

seperti data percepatan gempa, tingkat kenonlieneran suatu elemen, yang

mana membutuhkan pengetahuan khusus untuk menganalisa tingkat

kenonlinearan suatu elemen. Permodelan analisa struktur dengan analisa

dinamis nonlinear membutuhkan waktu yang tidak sedikit, akan tetapi hasil

yang didapat lebih akurat karena deformasi plastis yang terjadi pada elemen

stuktur dapat dimodelkan secara akurat bedasarkan data percepatan gempa.

B. Hal – hal penting dalam analisa dinamis non linear

Untuk menjalankan analisa dinamis nonlinear ada beberapa hal yang

perlu diperhatikan. Adapun berberapa hal tersebut adalah

Kekakuan Efektif dari link atau tumpuan

Ketika dilakukan analisa, nilai kekakuan linear effektif diberikan pada

masing – masing derajat kebebasan dari tiap elemen. Nilai kekakuan

effektif adalah bebas, tetapi pada umumnya bervariasi antara nol hingga

kekakuan nonlinear maksimum yang didapat dari data elemen yang ada

Mode Superposisi

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 20

Page 22: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

Analisa modal dijalankan menggunakan matrik kekakuan K dan matrik

massa M. Sangat dianjurkan untuk menggunakan metode Ritz – vector

dalam menjankan modal analisa. Sangat penting untuk mengetahui

solusi dari persamaan modal untuk menampilkan gaya nonlinear dengan

gaya modal.

Hal diatas adalah tidak bisa langsung otomatis, tetapi memerlukan

pertimbangan khusus yang berikut:

1. Massa atau momen inersia harus ditampilkan dalam derajat bebas

Nonlinear

2. Metode Ritz-vector harus digunakan untuk menentukan mode

superposisi dari modal

C. Contoh Kasus

Pada kali ini akan diberi contoh penggunaan analisa dinamis nonlinear

dalam mengevaluasi suatu stuktur beton bertulang 8 lantai dengan data

perencanaan seperti berikut

1. Data Material

f’c = 30 Mpa (Mutu Beton)

fy = 344.74 Mpa (Mutu Beton)

2. Data Penampang

Dimensi Balok 30/40

Dimensi Kolom 50/50

3. Data beban

Beban Mati = 1000 kg/m

Beban Hidup = 500 kg/m

4. Data Time History

Data Gempa array06-1 pada arah sumbu x

Data Gempa array 06-2 pada arah sumbu y

Equal interval setiap 0.01s elama 60 s

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 21

Page 23: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

Gambar 3.1. Bentuk Permodelan Struktur

Langkah-langkah analisa Struktur :

A. Pembuatan model struktur sesuai dengan bentuk gemetri dan dimensi bangunan

1. Sebelum pembuatan model,satuan harus direncanakan terlebih

dahulu.perhatikan data material dan data beban sehingga bisa

ditentukan satuan yang tepat .Dalam contoh ini yang dipilih adalah

kgf,m,c

2. Klik pada File << new model akan tampil form sebagai berikut.

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 22

6 m 6 m 6 m

3.5 m

3.5 m

3.5 m

3.5 m

3.5 m

3.5 m

3.5 m

3.5 m

Page 24: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

3. Ubah satuan ke Kgf,m,c lalu klik pada 2D Frame

4. Pada form Portal Frame Dimensions, masukkan data-data sebagai

berikut :

Number of Stories masukkan nilai 8

Number of bays masukkan niali 3

Story Height masukkan nilai 3.5

Bay Width masukkan nilai 6

B. Memasukkan data material, dimensi penanampang balok &

kolom, jenis beban dan kombinasi pembebanan

1. Untuk memasukkan data material. klik pada Define << Materials akan

muncul form sebagai berikut ,lalu klik pada Add New Material.

2. Pada form Material Property data, masukkan data-data sebagai berikut :

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 23

Page 25: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

Material Name and display Color ganti dengan nama Beton

Material type pilih concrete

Weight per unit Volume masukkan nilai 2400

Modulus of Elasticity masukan nilai 2.624x109 atau bisa ditulis

2.624E+09

f’c masukkan nilai 3x106

Klik ok

3. Frame pada model belum dianggap sebagai balok & kolom tanpa dilakukan pendefinisian terhadap dimensi penampang balok kolom pada sap2000. Klik pada Define << Frame section lalu akan muncul Form frame properties pilih add new property ,kemudian akan tampil form sebagai berikut .

4. Pada Frame section Property Type pilih Concrete.

5. Pendefinisian elemen Balok. Pada Clik to Add Concrete section pilih

Rectangular lalu akan muncul form sebagai berikut

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 24

Page 26: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

Pada Section Name ganti dengan nama Balok

Material ganti dengan Beton

Dimensions , Depth masukkan nilai 0.5 , Width masukkan nilai 0.3

Klik ok

6. Pendefenisian elemen Kolom . Pada Form frame properties pilih add

new property .

7. kemudian akan tampil form sebagai berikut .

8. Pada Frame section Property Type pilih Concrete.

9. Pendefinisian elemen Balok. Pada Clik to Add Concrete section pilih

Rectangular.

10. Pada Rectangular Section ,masukkan data-data sebagai berikut

Section Name beri nama Kolom

Material ubah ke Beton

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 25

Page 27: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

Dimension , masukkan nilai 0.5 pada depth dan width

Klik ok

11.Melakukan pendefinisian jenis beban, klik pada Define << Load Cases

, akan tampil form sebagai berikut.

12.Pada form ini masukkan data-data sebagai berikut ;

Load Name beri nama dengan Hidup

Type ganti dengan Live

Self Weight Multiplier masukkan nilai O

Lalu klik pada Add New Load

Klik ok

13.Melakukan pendefinisian jenis perletakan,seleksi Joint-joint yang akan

didefinisian sebagai perletekan,liat gambar berikut.

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 26

Page 28: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

14.Klik pada Assign << joint << Restraints , pada fast Restaraint pilih

perletakan jepit

15.Memasukkan beban-beban luar yang bekerja, klik terlebih dahulu pada

element-element yang akan diberi beban . atau lakukan seleksi dengan

windowing,liat gambar berikut untuk lebih jelasnya.

16.Klik pada Assign << frame loads << distributed ,lalu masukkan

data-data berikut dalam form frame distributed loads.(pendefinisian

beban hidup).

Pada options pilih Add to Existing loads

Uniform load masukkan nilai 1000

Kilk ok

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 27

Page 29: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

17.Klik pada get previsius selection untuk melakukan seleksi

ulang pada element yang diberi beban hidup

18.Klik pada Assign << frame loads << distributed ,lalu masukkan

data-data berikut dalam form frame distributed loads.(pendefinisian

beban mati).

Pada option pilih beban hidup

Pada options pilih Add to Existing loads

Uniform load masukkan nilai 500

Kilk ok

19.Melakukan pendefinisian elemen balok , lakukan seleksi pada elemen

yang akan ditandai sebagi elemen balok.

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 28

Page 30: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

20.Klik pada Assign << frame << frame section, pada find this

property pilih balok lalu klik ok.

21.Melakukan pendefinisian elemen kolok,lakukan seleksi pada elemen

yang akan ditandai sebagai elemen kolom

22.Klik pada Assign << frame << frame section, pada find this

property pilih kolom lalu klik ok.

23.Melakukan pendefinisian kombinasi pembebanan, klik pada Define <<

Function << Time history untuk menampilakan form Define Time

history, pada form ini

pada choose Funtion Type to add pilih Function from file

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 29

Page 31: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

lalu klik add new function untuk menampilkan Time history

function

24.Pada Form Time history definition,masukkan nilai-nilai sebgai berikut :

Function name ganti dengan array06-1

pada header lines Skip masukkan nilai 2

pada number of points per lines masukkan 8

pada values of equal intervals of masukkan angka 0.01

Klik pada browse untuk menampilkan Pick Function Data file ,lalu

pilih Array06-1.TH lalu klik pada open.

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 30

Page 32: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

Klik ok pada form Time History function.

25.Pada Form Time history definition,masukkan nilai-nilai sebagai berikut :

Function name ganti dengan array06-2

pada header lines Skip masukkan nilai 2

pada number of points per lines masukkan 8

pada values of equal intervals of masukkan angka 0.01

Klik pada browse untuk menampilkan Pick Function Data file ,lalu

pilih Array06-2.TH lalu klik pada open.

Klik ok pada form Time History function .

26.Klik pada Define menu << Analysis Cases untuk menampilkan

analysis cases form,pada form ini :

Klik pada modal di case name list

Klik pada Modify/show case untuk menampilkan Analysis case

data-modal form,pada form ini :

Ketik 30 pada maximum number of modes

Pada Types of modes pilih Eigen vectors

Pada load type pilih accel , pada load name pilih Ux lalu klik

add

Pada Load type pilih accel,pada load name pilih Uy lalu klik

add

Klik ok untuk kembali ke Analysis cases form

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 31

Page 33: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

Klik pada Add New Case untuk menampilkan form Analysis case

data, pada form ini :

Ketik Time history pada analysis case name

Pilih Time history pada Analysis case type

Pilih nonlinear pada analysis type

Pada initial conditions, pilih Zero Initial condition

Pada loads applied,pilih accel dari load type, dan U1 dari load

name. pilih array06-1 dari function dan ketik 0.437 pada

scale factor.

A = 0.38 x g x I : R =0.38 x 9.81 x 1 : 8.5 = 0.437

Pada loads applied,pilih accel dari load type, dan U2 dari load

name. pilih array06-2 dari function dan ketik 0.132 pada

scale factor. A = 0.38 x g x I x 30% : R =0.38 x 9.81 x 1 x

0.3 : 8.5 = 0.132

Number of output time step masukkan nilai 250

Ouput time step size masukkan nilai 0.2

Pada other Parameters , klik modify/show pada modal

damping untuk menampilkan Modal damping form.pada form

ini :

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 32

Page 34: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

Masukan nilai 0,05 pada Constant Damping For All Modes

pada Modal Damping Overrides masukkan 1 pada Mode ,ketik

0.02 in the Damping box dan klik Add.

Modal Damping Overrides masukkan 2 pada Mode dan klik

Add

Modal Damping Overrides masukkan 3 pada Mode dan klik

Add

Klik OK pada Model Damping, Analysis Case Data, and

Analysis Cases untuk menutup semua form.

27.Klik analiyze << set analysis option pada form ini pilih plane frame

pada Fast Dofs,lalu kik ok.

28.Klik Run analysis untuk menampilkan form Set analysis cases to

run , pada form ini :

Pastikan semua analysis case pada posisi Run di action

Klik Run Now untuk run analysis.

29.Ketika analisis complete,pastikan tidak ada pesan error pada sap

analysis monitor dan klik ok.

30.Lakukan seleksi pada joint seperti gambar berikut.

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 33

Page 35: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

31.Klik pada Display menu << showPlot Function untuk menampilkan

form plot Function Trace Display Defenition , pada form ini :

Pilih Time History pada Analysis case.

Klik pada Define Plot Function untuk menampilkan Plot

Function,pada form ini

Pilih joint 2

Klik pada Modify/show Plot Function untuk menampilkan Joint

Plot Function form,pada form ini :

Pastikan Displ option dipilih di Vector type

Pilih UX pada component

Klik ok untuk kembali pada Plot Function form.

Pilih joint 2 sampai 9 pada List Function, lalu klik tombol Add untuk

memindahkan ke Vertikal Function list.

Klik pada Display untuk menampilkan Displacement Time Histories

.

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 34

Page 36: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

Klik Ok untuk menutup Form dan kembali ke Form Plot Function

Trace Display Definition.

Klik Done untuk menutup Plot Function

DAFTAR PUSTAKA

Computers and Structures, Inc (2005), CSI Analysis Reference Manual For SAP 2000, ETABS, and SAFE, Barkeley, California

Computer and Structures Inc,2007, CSI Analysis Reference For SAP 2000,ETABS,and SAFE,Barkeley,USA

Federal Emergency Management Agency (1997), NEHRP Commentary On The Guidelines For Seismic Rehabilitation Of Buildings ,FEMA – 274 ,Washington DC

Federal Emergency Management Agency (2000), Prestandard And Comentary For The Seismic Rehabilitation Of Building,FEMA – 356 ,Washington DC

Hudajanto,D,(2005), Makna Profesionalisme dalam Penerapan State of The Arts Teknik Struktur Tahan Gempa di Indonesia, Lokakarya Pengajaran Konstruksi beton dan Mekanika Teknik, Jurusan Teknik Sipil, FTSP-ITS 13-14 Juli 2005

Paz, Mario (1985), Dinamika Struktur Teori & Perhitungan, Erlangga ,Jakarta

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 35

Page 37: Analisa Perilaku Non Linear Struktur Akibat Beban Gempa

Modul SAP2000 v 11 2008

Pusat Studi Konstruksi (PUSKI) - ITS Hal 36