ii.2 model kuda-kuda truss 2 dimensi · pdf fileaisc-lrfd dengan mutu baja dengan tegangan...

~ Widyaloka ~ SAP2000/18

II.2 Model Kuda-kuda Truss 2 Dimensi Contoh soal 2.2 : Pada bagian ini dibahas model kuda-kuda truss dari profil baja 2L seperti gambar 2.16, unit kN-m. Berat sendiri truss masuk pada DL, sehingga pada LOAD1 faktor pengali berat sendiri profil sama dengan nol. Kuda-kuda direncanakan menggunakan code AISC-LRFD dengan mutu baja dengan tegangan leleh fy = 240 Mpa, dan kombinasi pembebanan sebagai berikut :

• 1.4 DL • 1.2 DL + 1.6 LL • 1.2 DL + 0.5 LL + 0.8 W • 1.2 DL + 0.5 LL - 0.8 W

Gambar 2.16 Model kuda-kuda baja Truss 2D

II.2.1 Menentukan geometri model struktur

1. Pilih satuan kN-m disudut kanan bawah.

2. Pilih menu File/New Model … atau klik tombol Ada 2 macam sistem koordinat yang disediakan : • Cartesian digunakan untuk 2 dimensi • Cylindrical digunakan untuk 3 dimensi

Pilih Tab Cartesian, kemudian isikan data seperti contoh Jumlah bentang / Number of Grid Spaces Arah X = 2 buah, Arah Y = 0 buah Arah Z = 1 buah Jarak masing-masing bentang / Grid Spasing

Arah X = 6 m, Arah Y = 0 buah

W2

P2

W3

P2

W4

P2

W4

P2

W4

P2

W5

P1

0.845 m 2 m

3.464 m

+5.464 m

+2.000 m +0.845 m +0.000 m

(b) Batang atas dan

60 6

8 60 60

50 5

(c) Batang diagonal dan

50 50 8

(a) Kuda-kuda truss P1 : DL = 7.00 kN LL = 1.50 kN

W1 : V = 0.750 kNH = 1.250 kN

W3 : V = 0.400 kNH = 1.875 kN

P2 : DL = 12.50 kN

W4 : V = 0.750 kN

W2 : V = 1.500 kN LL = 1.00 kN

H = 1.250 kN

H = 2.500 kN

H = 0.625 kNW5 : V = 0.350 kN

2 m 2 m 6 m 6 m

3.464 mW1

P1 W2

P2 W2

P2

IrDarmadiMM

TextBox

UNTUK NO . URUT 13


Arah Z = 5.464 m 3. Pilih menu Draw/Edit Grid… lalu tambahkan grid baru klik Add Grid Line.

X = -8 dan 8 Z = 0.845 dan 3.464

4. Pilih menu Draw/Draw Frame elemen atau klik untuk buat frame. Gunakan menu Edit/Devide Frames … untuk membagi garis miring Gunakan menu Edit/Replicate… tab Mirror arah YZ untuk pencerminan

Gambar 2.17 Membagi elemen dan pencerminan

5. Pilih joint dukungan paling bawah, pilih menu Assign/Join/Restraints… atau tombol , pilih satu dukungan sendi dan satu dukungan roll.

Gambar 2.18 Geometri Struktur


II.2.2 Mendefinisikan Jenis & Kuat bahan/material 1. Pilih menu Define/Frame Sections.., pada material pilih STEEL kemudian klik

Modify Show Material

Gambar 2.19 Pilihan untuk jenis bahan

2. Isian seperti contoh dibawah

Fy = 240 Mpa/ 240 000 kN/m2

Gambar 2.20 Properti Data

bahan baja

II.2.3 Mendefinisikan Dimensi 1. Pilih menu Define/Frame Sections.. 2. Pada list box pilih Add Double Angle, isikan 2L50x50x5-8, lalu klik OK 3. Ulangi langkah nomor 1 dan 2 untuk 2L60x60x6-8

Gambar 2.21 Mendefinisikan dimensi penampang


II.2.4 Mendefinisikan Macam Beban 1. Pilih menu Define/Static load Cases.., dan isikan sesuai dengan gambar 2.22.

Gambar 2.22 Definisi jenis beban rencana

II.2.5 Mendefinisikan Kombinasi Beban Rencana 1. Pilih menu Define/Load Combinations… 2. Klik tombol Add New Combo 3. Untuk COMB1, pilih DL, lalu masukkan 1.4 pada Scale faktor. Klik tombol Add.

Aktifkan kotak cek Use for Steel Design karena menggunakan beban baja, setelah itu klik OK.

4. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk COMB2 1.2 DL dan 1.6 LL. 5. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk COMB3 1.2 DL , 0.5 LL dan 0.8W 6. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk COMB4 1.2 DL , 0.5 LL dan -0.8W

Gambar 2.23 Kombinasi beban II.2.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil 1. Pilih elemen atas dan bawah. 2. Pilih menu Assign/Frame/Sections… atau


3. Pilih 2L60606 pada Name lalu klik OK. 4. Pilih elemen diagonal dan vertikal, ulangi langkah 2 dan 3 untuk 2L50505. 5. Pilih joint dukungan paling bawah, pilih menu Assign/Join/Restraints… atau

tombol , pilih satu dukungan sendi dan satu dukungan roll.

Gambar 2.24 Penampang elemen yang di Assign

II.2.7 Menempatkan Beban Yang Bekerja. 1. Pilih joint bawah dengan cara ‘windowing’. 2. Pilih menu Assign/Joint Static Loads…/Forces… atau tombol

Gambar 2.25 Beban mati, beban hidup, beban angin

3. Pilih DL pada Load Case Name kemudian isikan –7 (7 kN) pada gaya yang

mengarah ke Force Global Z (vertikal ke bawah). 4. Ulangi langkah 1 s.d 3 untuk LL dan W, sesuai dengan data pada gambar 2.26


Gambar 2.26 Beban mati, beban angin arah kiri

II.2.8 Memeriksa Input Data Periksa lagi semua data, terutama data pembebanan sehingga semua data dipastikan benar. Gunakan fasilitas zoom

Gambar 2.27 Fasilitas ZOOM

II.2.9 Analisis Mekanika Teknik 1. Pilih menu Analysis/Set Options, pilih Analisis 2D pada bidang XZ. 2. Pilih menu Analyze/Run atau klik 3. Bila SAP2000 tidak memenuhi kesalahan, maka akan muncul pesan ANALYSIS

COMPLETE

Gambar 2.28 Proses Analisis


4. Kita dapat melihat hasil dari analisis dengan meng-klik salah satu icon berikut.

Gambar 2.29 Model deformasi, bidang DNM

II.2.10 Desain/Check Struktur 1. Pilih menu Option/Preferences…, klik Tab Steel, pilih AISC-LRFD pada box

Steel Design code 2. Pilih menu Design/Steel Design 3. Pilih menu Design/Start Design/Check of Structure

Gambar 2.30 Rasio tegangan baja


II.3 Model Gable/Frame 2 Dimensi Contoh soal 2.3 : Sebuah Gable Frame 2 dimensi bahan dari baja seperti gambar 2.31. Berat sendiri profil masuk pada DL. Kuda-kuda direncanakan menggunakan code AISC-LRFD dengan mutu baja dengan tegangan leleh fy = 240 Mpa, dan kombinasi pembebanan sebagai berikut :


Gambar 2.31 Model Gable Frame 2D



2. Pilih menu File/New Model … atau klik tombol Pilih Tab Cartesian, kemudian isikan data seperti contoh Jumlah bentang / Number of Grid Spaces Arah X = 2 buah, Arah Y = 0 buah Arah Z = 1 buah Jarak masing-masing bentang / Grid Spasing

Arah X = 10 m, Arah Y = 1 buah Arah Z = 5 m

3. Pilih menu Draw/Edit Grid… lalu tambahkan grid baru klik Add Grid Line. Z = 7.7

4. Pilih menu Draw/Add Special Joint atau klik untuk membuat titik joint. Anda juga memasukkan input data dari SPREADSHEET dengan cara :

a. Tulis data pada spreadsheet lihat gambar 2.32 b. Blok data tersebut, pilih menu Edit/Copy c. Masuk ke program SAP2000, lalu Edit/Paste…

WAT = 1.5 kN/m'

WDL = 8 kN/m'

WAI = 0.5 kN/m'

WLL = 1 kN/m'

17511

11

7350

Profil KOLOM Profil BALOK

8

200

13

13

400

10 m 10 m

5.0 m

2.7 m PDL = 10 kN P PLL = 2 kN

IrDarmadiMM

TextBox

UNTUK NO. URUT 14


Gambar 2.32 Input data pada spreadsheet

5. Pilih menu Draw/Draw Frame elemen atau klik untuk buat frame. 6. Pilih joint dukungan paling bawah, pilih menu Assign/Join/Restraints… atau

tombol , pilih dukungan sendi.


II.3.2 Mendefinisikan Jenis & Kuat bahan/material 1. Pilih menu Define/Frame Sections.., pada material pilih STEEL kemudian klik

Modify Show Material, Fy = 240 Mpa (240 000 kN/m2)

Gambar 2.34 Properti Data bahan baja


II.3.3 Mendefinisikan Dimensi 1. Pilih menu Define/Frame Sections.. 2. Pada list box pilih Add/Wide Flange, isikan WF 350x175x11x7, lalu klik OK


3. Ulangi langkah nomor 1 dan 2 untuk WF 400x200x13x8


Gambar 2.36 Definisi jenis beban rencana II.3.5 Mendefinisikan Kombinasi Beban Rencana 1. Pilih menu Define/Load Combinations… 2. Klik tombol Add New Combo 3. Untuk COMB1, pilih DL, lalu masukkan 1.4 pada Scale faktor. Klik tombol Add.

Aktifkan kotak cek Use for Steel Design karena menggunakan beban baja, setelah itu klik OK.

4. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk COMB2 1.2 DL dan 1.6 LL. 5. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk COMB3 1.2 DL , 0.5 LL dan 0.8W1 6. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk COMB4 1.2 DL , 0.5 LL dan -0.8W1


Gambar 2.37 Kombinasi beban

II.3.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil 1. Pilih elemen atas (balok). 2. Pilih menu Assign/Frame/Sections… atau 3. Pilih I400X200 pada Name lalu klik OK. 4. Pilih elemen kolom vertikal, ulangi langkah 2 dan 3 untuk I350X175. 5. Pilih joint dukungan paling bawah, pilih menu Assign/Join/Restraints… atau

tombol , pilih joint bawah dengan dukungan sendi-sendi.

Gambar 2.38 Menentukan profil gable frame

II.3.7 Menempatkan Beban Yang Bekerja. 1. Pilih joint bawah dengan cara ‘windowing’. 2. Pilih menu Assign/Joint Static Loads…/Forces… atau tombol



3. Pilih DL pada Load Case Name kemudian isikan –10 (10 kN) pada gaya yang

mengarah ke Gravity (beban gravitasi ke bawah). 4. Ulangi langkah 1 s.d 3 untuk LL dan W, sesuai dengan data pada gambar 2.31

Gambar 2.40 Beban mati, beban angin hisap

II.3.8 Memeriksa Input Data Periksa lagi semua data, terutama data pembebanan sehingga semua data dipastikan benar. Gunakan fasilitas zoom




COMPLETE



Gambar 2.43 Model deformasi, bidang DNM II.3.10 Desain/Check Struktur 1. Pilih menu Option/Preferences…, klik Tab Steel, pilih AISC-ASD89 pada box

Steel Design code 2. Pilih menu Design/Steel Design 3. Pilih menu Design/Start Design/Check of Structure


Gambar 2.44 Rasio tegangan baja

II.3.11 Modifikasi Struktur/ ReDesign Berdasarkan gambar 2.44 tegangan yang timbul melebihi tegangan ijin ( rasio > 1 ), maka diperlukan Redesign. 1. Klik kanan profil yang tidak memenuhi syarat. 2. Klik ReDesign lalu klik Change. 3. Ganti dengan profil yang lebih sesuai. 4. Pilih menu Design/Start Design/Check of Structure untuk melihat rasio tegangan

yang baru.

Gambar 2.45 Rasio tegangan baja setelah ReDesign


II.4 Model Portal Beton 2 Dimensi Contoh soal 2.4 : Sebuah Portal Beton 2 dimensi seperti gambar 2.46, unit dalam kN-m, modulus elastis beton Ec = 2.104 Mpa. Elemen kolom luar digunakan penampang 400x500, kolom tengah 400x600, elemen balok lantai dan atap digunakan penampang T seperti gambar 2.46. Berat sendiri elemen masuk pada DL. Portal direncanakan menggunakan code ACI 318-99 dengan mutu beton fc = 20 Mpa, mutu baja longitudinal fy = 400 Mpa, dan mutu baja geser fy = 240 Mpa, dengan kombinasi pembebanan sebagai berikut :

• 1.2 DL + 1.6 LL • 1.2 DL + 0.6 LL + 1.05 E • 1.2 DL + 0.6 LL - 1.05 E

Gambar 2.46 Model Portal Beton 2D





3. Pilih menu Draw/Edit Grid… lalu tambahkan grid baru klik Add Grid Line. Z = 7.5 dan 11.0.


tombol , pilih dukungan jepit.

DL = 50 kNLL = 20 kN

DL = 15 kNLL = 5 kN/m

DL = 15 kN LL = 5 kN/m


DL = 20 kN LL = 10 kN/m LL = 10 kN/m

DL = 25 kN


DL = 25 kN LL = 10 kN/m LL = 10 kN/m

DL = 25 kN

25 kN

30kN

15 kN

120

250 500

600

400

200

500120

BALOK LANTAI BALOK ATAP

3.5 m

3.5 m

4.0 m

+11.0

+7.5

+4.0

6.0 m 6.0 m

IrDarmadiMM

TextBox

NO. URUT 15


Gambar 2.47 Geometri

Struktur

II.4.2 Mendefinisikan Jenis & Kuat bahan/material 1. Pilih menu Define/Frame Sections.., pada material pilih CONC kemudian klik

Modify Show Material, E = 20 000 000 (20000 Mpa) Fy = 400 000 kN/m2 (400 Mpa) Fc = 20 000 kN/m2 (20 Mpa) Fys = 240 000 kN/m2 (240Mpa) Fcs= 15 000 kN/m2 (15 Mpa)

Gambar 2.48 Properti Data bahan beton II.4.3 Mendefinisikan Dimensi 1. Pilih menu Define/Frame Sections.. 2. Pada list box pilih Add/Rectangular, isikan balok T250x500, lalu klik OK


Gambar 2.49 Mendefinisikan dimensi penampang balok T

Gambar 2.50 Mendefinisikan dimensi penampang kolom

3. Ulangi langkah nomor 1 dan 2 untuk T200x400, K400x500 dan K400x600.




II.4.5 Mendefinisikan Kombinasi Beban Rencana 1. Pilih menu Define/Load Combinations… 2. Klik tombol Add New Combo 3. Untuk COMB1, pilih DL, lalu masukkan 1.2 pada Scale faktor. Klik tombol Add.

pilih LL, lalu masukkan 1.6 pada Scale faktor. Klik tombol Add. Aktifkan kotak cek Use for Concrete Design karena menggunakan beban beton, setelah itu klik OK.

4. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk COMB2 1.05 DL , 0.6 LL dan 1.05 E 5. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk COMB3 1.05 DL , 0.6 LL dan –1.05 E


II.4.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil 1. Pilih elemen atas (balok atap). 2. Pilih menu Assign/Frame/Sections… atau 3. Pilih I400X200 pada Name lalu klik OK. 4. Pilih elemen kolom vertikal, ulangi langkah 2 dan 3 untuk I350X175. 5. Pilih joint dukungan paling bawah, pilih menu Assign/Join/Restraints… atau


Gambar 2.53 Menentukan profil

portal beton


II.4.7 Menempatkan Beban Yang Bekerja. 1. Pilih joint bawah dengan cara ‘windowing’.


2. Pilih menu Assign/Joint Static Loads…/Forces… atau tombol , Pilih E pada Load Case Name kemudian isikan 15 (15 kN) pada gaya yang mengarah ke Force Global X. Ulangi langkah 1 dan 2 untuk 30 kN dan 25 kN.

Gambar 2.55 Beban gempa

3. Pilih menu Assign/Frame Static Loads…/Trapezoidal… , Pilih DL pada Load Case Name yang mengarah ke Gravity. Dengan jarak trapesium 0, 1.5, 4.5, 6 dengan beban 25 kN/m2 . Ulangi langkah 1 dan 3 untuk bentuk beban trapesium lain.

Gambar 2.56 Beban trapesium beban DL


4. Pilih menu Assign/Frame Static Loads…/Trapezoidal… , Pilih DL pada Load Case Name yang mengarah ke Gravity. Untuk jarak segitiga1 0, 1.5, 3 dengan beban 25 kN/m2 , Untuk jarak segitiga2 3, 4.5, 6 dengan beban 25 kN/m2. Ulangi

langkah 1 dan 4 untuk bentuk beban segitiga lain. Tombol untuk beban joint ditengah bentang.

Gambar 2.57 Beban segitiga1, beban segitiga 2,

beban terpusat untuk beban DL II.4.8 Memeriksa Input Data Periksa lagi semua data, terutama data pembebanan sehingga semua data dipastikan benar. Gunakan fasilitas zoom



COMPLETE





II.4.10 Desain/Check Struktur 1. Pilih menu Option/Preferences…, klik Tab Concrete, pilih ACI 318-99 pada box

Steel Design code, isikan faktor reduksi SKSNI untuk Bending/Tension 0.8, Shear 0.60, Compression (T) 0.65 dan Compression (S) 0.7.


Gambar 2.61 Penyesuaian faktor reduksi

2. Pilih menu Design/Concrete Design 3. Pilih menu Design/Start Design/Check of Structure, untuk menampilkan hasil

design, pilih Design/Display Design Info…. Elemen yang tidak memenuhi syarat atau tegangannya terlalu besar tidak ditampilkan luas tulangannya, tetapi diberi notasi O/S.

Gambar 2.62 Hasil disain luas tulangan

II.4.11 Modifikasi Struktur/ ReDesign Berdasarkan gambar 2.62 Elemen yang tidak memenuhi syarat atau tegangannya terlalu besar tidak ditampilkan luas tulangannya, tetapi diberi notasi O/S. Maka diperlukan ReDesign. 1. Klik kanan profil yang tidak memenuhi syarat. 2. Klik ReDesign lalu klik Change Element Type. Pilih Nonsway, maksudnya disain

elemen tanpa memperhitungkan pengaruh goyangan (sway) struktur. 3. Pilih menu Design/Start Design/Check of Structure untuk melihat Hasil disain

luas tulangan baru.


Gambar 2.63 Hasil Redisain luas tulangan baru


II.5 Model Portal Prestress 2 Dimensi Contoh soal 2.5 : Sebuah Portal 2 dimensi dengan sebagian elemen balok menggunakan bahan beton prestress dengan penegangan purna (post tensioning) seperti gambar 2.64, unit dalam kN-m, modulus elastis beton Ec = 20000 Mpa. Dimensi kolom paling kiri digunakan 400x400 mm2, kolom tengah dan paling kanan digunakan 500x900 mm2. Balok bentang pendek digunakan balok biasa (tidak prestress) ukuran 400x500 m2, balok bentang panjang (kanan) digunakan balok prestress ukuran 400x1200 mm2. Gaya prategang pada balok prestress direncakanan T = 4000 kN, dengan lintasan tendon pada ujung-I di = 375 mm, pada tengah bentang dc = 430 mm, dan pada ujung-J dj = 375 mm, seperti gambar 2.64 (b). Beban mati (DL) pada balok biasa 30 kN/m’ dan beban hidup (LL) 15 kN/m’. Portal dibebani gempa statik seperti gambar 2.64 (a). Berat sendiri elemen masuk pada DL. Portal direncanakan menggunakan code ACI 318-99 dengan mutu beton fc = 25 Mpa, mutu baja longitudinal fy = 400 Mpa, dan mutu baja geser fy = 240 Mpa, dengan kombinasi pembebanan sebagai berikut :

• 1.2 DL + 1.6 LL + 1.2 P • 1.2 DL + 0.6 LL + 1.05 P + 1.05 E • 1.2 DL + 0.6 LL + 1.05 P - 1.05 E

Gambar 2.64 Model Portal 2D dengan balok prestress



2. Pilih menu File/New Model … atau klik tombol Pilih Tab Cartesian, kemudian isikan data seperti contoh Jumlah bentang / Number of Grid Spaces

B40X50 P40X120

B40X50 P40X120

B40X50 P40X120

K40

X40

K40

X40

K40

X40

K50

X90

K50

X90

K50

X90

K50

X90

K50

X90

K50

X90

225 kN

155 kN

85 kN

4 m

4 m

5 m

+13.0

+9.0

+5.0

6 m 20 m(a) Model Frame 2D

Sumbu 2

di

T

dc djT

Tengah Bentang

(b) Lintasan Kabel Prestress

Sumbu 1

IrDarmadiMM

TextBox

NO.URUT 16


Arah X = 1 buah, Arah Y = 0 buah Arah Z = 3 buah Jarak masing-masing bentang / Grid Spasing


3. Pilih menu Draw/Edit Grid… lalu tambahkan grid baru klik Add Grid Line atau perbaiki klik Move Grid Line, untuk grid Z = 0, 5, 9, 13 dan grid X = -3, 0, 3, 23.






Gambar 2.66 Properti Data bahan beton


II.5.3 Mendefinisikan Dimensi 1. Pilih menu Define/Frame Sections.. 2. Pada list box pilih Add/Rectangular, isikan balok P40x1200, lalu kli0k OK


Gambar 2.68 Mendefinisikan dimensi penampang P40x1200

3. Ulangi langkah nomor 1 dan 2 untuk K40x40, K50x90 dan B40x50.




II.5.5 Mendefinisikan Kombinasi Beban Rencana 1. Pilih menu Define/Load Combinations… 2. Klik tombol Add New Combo 3. Untuk COMB1, pilih DL, lalu masukkan 1.2 pada Scale faktor, Klik tombol Add.

Pilih LL, lalu masukkan 1.6 pada Scale faktor, klik tombol Add. Pilih P lalu masukkan 1.2 pada Scale faktor Klik tombol Add. Aktifkan kotak cek Use for Concrete Design karena menggunakan beban beton, setelah itu klik OK.

4. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk COMB2 1.05 DL , 0.6 LL, 1.05 P dan 1.05 E 5. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk COMB3 1.05 DL , 0.6 LL, 1.05 P dan –1.05 E


II.5.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil 1. Pilih elemen balok bentang 6 m. 2. Pilih menu Assign/Frame/Sections… atau 3. Pilih B40x50 pada Name lalu klik OK, lalu balok 20 m P40x120 4. Pilih elemen kolom vertikal, ulangi langkah 2 dan 3 untuk K40x40 dan K50x90. 5. Pilih joint dukungan paling bawah, pilih menu Assign/Join/Restraints… atau

tombol , pilih joint bawah dengan dukungan jepit-jepit.

Gambar 2.71 Menentukan profil portal beton


6. Pilih menu Assign/Frane/Prestress… untuk elemen balok prestress, isikan 4000 kN pada Cable Tension, 0.375 untuk Start, 0.43 untuk Middle dan 0.375 untuk End.

Gambar 2.72 Menentukan profil balok prestress II.5.7 Menempatkan Beban Yang Bekerja. 1. Pilih joint atau frame dengan cara ‘windowing’.


2. Pilih menu Assign/Joint Static Loads…/Forces… atau tombol , Pilih E pada Load Case Name kemudian isikan 85 (85 kN) pada gaya yang mengarah ke Force Global X. Ulangi langkah 1 dan 2 untuk 115 kN dan 225 kN.

Gambar 2.74 Beban gempa

4. Pilih menu Assign/Frame Static Loads…/Point and Uniform… atau Tombol , Pilih DL pada Load Case Name yang mengarah ke Gravity. Isikan 30 pada


Uniform Load. Ulangi langkah 1 dan 4 untuk balok biasa LL isikan 7.5, untuk balok prestress DL isikan 50 dan LL isikan 15.

Gambar 2.75 Beban merata DL untuk balok biasa II.5.8 Memeriksa Input Data Periksa lagi semua data, terutama data pembebanan sehingga semua data dipastikan benar. Gunakan fasilitas zoom



COMPLETE




Gambar 2.78 Model deformasi, bidang DNM II.5.10 Desain/Check Struktur 1. Pilih menu Option/Preferences…, klik Tab Concrete, pilih ACI 318-99 pada box

Steel Design code.

Gambar 2.61 Penyesuaian faktor reduksi

2. Pilih menu Design/Concrete Design 3. Pilih menu Design/Start Design/Check of Structure, untuk menampilkan hasil

design, pilih Design/Display Design Info…. Elemen yang tidak memenuhi syarat atau tegangannya terlalu besar tidak ditampilkan luas tulangannya, tetapi diberi notasi O/S.


Gambar 2.79 Hasil disain luas tulangan


II.6 Model Elemen Non-Prismatis 2 Dimensi Struktur dengan elemen non-prismatis dapat dimodelkan dengan SAP2000, dengan bentuk elemen non-prismatis dapat dipilih mengikuti fungsi linier, parabola (pangkat 2) atau kubik (pangkat 3). Contoh soal 2.6 : Model portal pada gambar 2.80, semua balok adalah elemen non-prismatis dengan dimensi yang menempel pada kolom 300x800 mm2, dan dimensi pada tengah bentang 300x300 mm2. Kolom lantai 1 adalah non-prismatis dengan dimensi bagian bawah 400x 300 mm2, dan dimensi bagian atas 400x600 mm2, sedangkan semua kolom lantai 2 dan 3 adalah elemen prismatis dengan dimensi 400x600 mm2. Material dari beton bertulang dengan Ec = 20000 Mpa, kuat tekan beton fc = 25 Mpa, mutu baja longitudinal fy = 400 Mpa, dan mutu baja geser fy = 240 Mpa, beban mati (DL) pada semua balok 30 kN/m’, dan beban hidup (LL) pada semua balok 7.50 kN/m’.

Gambar 2.80 Model Portal dengan balok Non-Prismatis





300

800 800

800 800

300

800 800

300

600 600

5 m 5 m

300 300

4.0

4.0

5.0

IrDarmadiMM

TextBox

NO.URUT 17


3. Pilih menu Draw/Edit Grid… lalu perbaiki grid bawah, untuk grid Z = 0 diganti dengan Z = 0.5 lalu klik Move Grid Line.



Gambar 2.81 Geometri

Struktur





II.6.3 Mendefinisikan Dimensi 1. Pilih menu Define/Frame Sections.. 2. Pada list box pilih Add/Rectangular, isikan balok B300x800, lalu klik OK, Ulangi

langkah nomor 2 untuk B300x300, K400x300 dan K400x600. 3. Pada list box pilih Add/Nonprismatic, beri nama NPKOLOM pada Nonprismatic

Section Definition Name, isikan sesuai dengan gambar 2.83, lalu klik OK. Ulangi langkah nomor 3 untuk NPBALOK isikan sesuai dengan gambar 2.84, lalu klik OK.

Gambar 2.83 Mendefinisikan dimensi penampang non-prismatic NPKOLOM

Gambar 2.84 Mendefinisikan dimensi penampang non-prismatic NPBALOK




II.6.5 Mendefinisikan Kombinasi Beban Rencana 1. Pilih menu Define/Load Combinations… 2. Klik tombol Add New Combo 3. Untuk COMB1, pilih DL, lalu masukkan 1.2 pada Scale faktor, Klik tombol Add.

Pilih LL, lalu masukkan 1.6 pada Scale faktor, klik tombol Add. Aktifkan kotak cek Use for Concrete Design karena menggunakan beban beton, setelah itu klik OK.


II.6.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil 1. Pilih semua elemen balok. 2. Pilih menu Assign/Frame/Sections… atau 3. Pilih NPBALOK pada Name lalu klik OK. 4. Pilih elemen kolom, ulangi langkah 2 dan 3 untuk K400x600 dan NPKOLOM. 5. Pilih joint dukungan paling bawah, pilih menu Assign/Join/Restraints… atau


Gambar 2.87 Menentukan profil portal beton


II.6.7 Menempatkan Beban Yang Bekerja. 1. Pilih frame dengan cara ‘windowing’.

2. Pilih menu Assign/Frame Static Loads…/Point and Uniform… atau Tombol , Pilih DL pada Load Case Name yang mengarah ke Gravity. Isikan 30 pada Uniform Load. Ulangi langkah 1 dan 2 untuk balok biasa LL isikan 7.5.

Gambar 2.88 Beban merata DL dan LL II.6.8 Memeriksa Input Data Periksa lagi semua data, terutama data pembebanan sehingga semua data dipastikan benar. Gunakan fasilitas zoom



COMPLETE



II.7 Model Elemen Shell/Plat Tegangan pada elemen shell terlihat pada gambar 2.92.

Gambar 2.92 Tegangan pada elemen shell II.7.1 Tangki Air Contoh soal 2.7.1 : Sebuah tangki air dari beton bertulang seperti gambar 2.93, dengan diamater 2 m, tinggi tangki 4 m, tebal plat 15 cm. Ec = 20000 Mpa, kuat tekan beton fc = 20 Mpa, mutu baja longitudinal fy = 400 Mpa, dan mutu baja geser fy = 240 Mpa. Beban mati (DL) pada 30 kN, dan beban hidup (LL) 1.0 kN. Berat sendiri elemen masuk pada DL. Tangki beton direncanakan menggunakan code ACI 318-99, dengan kombinasi pembebanan sebagai berikut :

• 1.2 DL + 1.6 LL

Gambar 2.93 Model Tangki air beton

II.7.1.1 Menentukan geometri model struktur

1. Pilih satuan kN-m disudut kanan bawah. 2. Pilih menu File/New Model from Template untuk menentukan Model Struktur.

Sumbu 3

Sumbu 2 Sumbu 1

Sisi 1

Sisi 3

Sisi 4

Sisi 2

J3

J4

J2

J1 Sisi 3

J3

Sumbu 2 J2

J1 Sisi 1

Sisi 2Sumbu 1

Sumbu 3

(a) Elemen shell Quadrilateral 4 nodal (b) Elemen shell Quadrilateral 3 nodal

F22

F12

F12

F11 J3

J4

J2J1

FmaxFmin

sudutSumbu 2

Sumbu 1

J4Sumbu 2

J1

J3

M11

J2

M12

M22M12

sudut

MmaxMmin

Sumbu 1

Momen ialah per-unit panjang bidang

Gaya-gaya ialah per-unitpanjang bidang

Gaya geser dan tegangan positifbekerja pada sisi positifke arah pemandang

(c) Gaya-gaya membran (d) Plat lentur dan Momen Puntir

IrDarmadiMM

TextBox

NO.URUT 18


Gambar 2.94 Model struktur

3. Pilih model struktur ‘Cylinder’ akan muncul seperti dibawah ini, dan isikan seperti contoh

Jumlah jarak lingkar = 10 Jumlah tinggi jarak = 4 Tinggi tabung = 4 Jari-jari = 2 Restraints box : check ( √ ) Gridlines box : check ( √ )

Gambar 2.95 Data Geometri

II.7.1.2 Mendefinisikan Jenis & Kuat bahan/material 1. Pilih menu Define/Frame Sections.., pada material pilih CONC kemudian klik




II.7.1.3 Mendefinisikan Dimensi 1. Pilih menu Define/Shell Sections.. 2. Pada list box pilih Modify/show Section, beri nama SSCE1 pada Section Name,

isikan sesuai dengan gambar 2.97, lalu klik OK.

Gambar 2.97 Mendefinisikan dimensi penampang SHELL

II.7.1.4 Mendefinisikan Macam Beban 1. Pilih menu Define/Static load Cases.., dan isikan sesuai dengan gambar 2.98.


II.7.1.5 Mendefinisikan Kombinasi Beban Rencana 1. Pilih menu Define/Load Combinations… 2. Klik tombol Add New Combo 3. Untuk COMB1, pilih DL, lalu masukkan 1.2

pada Scale faktor, Klik tombol Add. Pilih LL, lalu masukkan 1.6 pada Scale faktor, klik tombol Add. Aktifkan kotak cek Use for Concrete Design karena menggunakan beban beton, setelah itu klik OK.



II.7.1.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil 1. Pilih semua elemen shell. 2. Pilih menu Assign/Shell/Sections… Pilih SSEC1 pada Name lalu klik OK.

Gambar 2.100 Menentukan profil tangki

beton

II.7.1.7 Menempatkan Beban Yang Bekerja. 1. Pilih semua joint paling atas ‘windowing’. 2. Pilih menu Assign/Joint Static Loads…/Forces… atau Tombol , Pilih DL pada

Load Case Name yang mengarah ke Force Global Z. Isikan 30 pada Load. Ulangi langkah 1 dan 2 untuk LL isikan 1.

Gambar 2.101 Beban terpusat DL dan LL II.7.1.8 Memeriksa Input Data Periksa lagi semua data, terutama data pembebanan sehingga semua data dipastikan benar. Gunakan fasilitas zoom


II.7.1.9 Analisis Mekanika Teknik 1. Pilih menu Analysis/Set Options, pilih Analisis 2D pada bidang XY Plane. 2. Pilih menu Analyze/Run atau klik 3. Bila SAP2000 tidak memenuhi kesalahan, maka akan muncul pesan ANALYSIS

COMPLETE




Gambar 2.104 Resultant FMAX Diagram


II.7.2 Kubah Contoh soal 2.7.2 : Sebuah kubah dari beton bertulang seperti gambar 2.105, dengan diamater 2 m, tinggi kubah 2 m, jari-jari kubah 2 m tebal plat 15 cm. Ec = 20000 Mpa, kuat tekan beton fc = 20 Mpa, mutu baja longitudinal fy = 400 Mpa, dan mutu baja geser fy = 240 Mpa. dan beban hidup (LL) 1.0 kN, dan beban angin (W) = 0.40 kN/m2. Berat sendiri elemen masuk pada DL. Kubah beton direncanakan menggunakan code ACI 318-99, dengan kombinasi pembebanan sebagai berikut :

• 1.2 DL + 1.6 LL





3. Pilih model struktur ‘Dome’ akan muncul seperti dibawah ini, dan isikan seperti contoh

Jumlah jarak lingkar = 10 Jumlah tinggi jarak = 8 Tinggi tabung = 4 Jari-jari = 2 Sudut = 90 Restraints box : check ( √ ) Gridlines box : check ( √ )

IrDarmadiMM

TextBox

NO URUT 19




Gambar 2.107 Properti Data bahan beton II.7.2.3 Mendefinisikan Dimensi 1. Pilih menu Define/Shell Sections.. 2. Pada list box pilih Modify/show Section, beri nama SSCE1 pada Section Name,





Gambar 2.109 Definisi jenis beban rencana II.7.2.5 Mendefinisikan Kombinasi Beban Rencana 1. Pilih menu Define/Load Combinations… 2. Klik tombol Add New Combo 3. Untuk COMB1, pilih DL, lalu masukkan 1.2

pada Scale faktor, Klik tombol Add. Pilih LL, lalu masukkan 1.6 pada Scale faktor, klik tombol Add. Aktifkan kotak cek Use for Concrete Design karena menggunakan beban beton, setelah itu klik OK.



Gambar 2.111 Menentukan profil kubah

beton


II.7.2.7 Menempatkan Beban Yang Bekerja. 1. Pilih semua joint kecuali joint terbawah ‘windowing’. 2. Pilih menu Assign/Joint Static Loads…/Forces… atau Tombol , Pilih LL pada

Load Case Name yang mengarah ke Force Global Z. Isikan 1 pada Load.

3. Pilih menu Assign/Shell Static Loads…/Uniform… atau Tombol , Pilih W pada Load Case Name yang mengarah ke Local 3. Isikan –4.6 pada Load.

Gambar 2.112 Beban shell W

Gambar 2.113 Beban terpusat DL dan beban shell W II.7.2.8 Memeriksa Input Data Periksa lagi semua data, terutama data pembebanan sehingga semua data dipastikan benar. Gunakan fasilitas zoom


II.7.2.9 Analisis Mekanika Teknik 1. Pilih menu Analysis/Set Options, pilih Analisis 2D pada bidang XY Plane. 2. Pilih menu Analyze/Run atau klik 3. Bila SAP2000 tidak memenuhi kesalahan, maka akan muncul pesan ANALYSIS

COMPLETE




Gambar 2.116 Lendutan dan Resultant FMAX Diagram


II.7.3 Plat Lantai Contoh soal 2.7.3 : Sebuah plat lantai dari beton bertulang seperti gambar 2.117, bentang memanjang dan memendek adalah 8 m. Tebal plat 12 cm. Ec = 20000 Mpa, kuat tekan beton fc = 20 Mpa, mutu baja longitudinal fy = 400 Mpa, dan mutu baja geser fy = 240 Mpa. dan beban mati (DL) 1.0 kN/m2, dan beban hidup (LL) = 5 kN/m2. Berat sendiri elemen masuk pada DL. Plat lantai beton direncanakan menggunakan code ACI 318-99, dengan kombinasi pembebanan sebagai berikut :

• 1.2 DL + 1.6 LL





3. Pilih model struktur ‘Floor’ akan muncul seperti dibawah ini, dan isikan seperti contoh Jumlah plat X dan Y = 1 Jumlah bentang plat X dan Y = 8 Panjang bentang tulangan tengah X dan Y = 4 Restraints box : check ( √ ) Gridlines box : check ( √ )

IrDarmadiMM

TextBox

NO.URUT 20




Gambar 2.121 Definisi jenis beban rencana II.7.3.5 Mendefinisikan Kombinasi Beban Rencana 1. Pilih menu Define/Load Combinations… 2. Klik tombol Add New Combo 3. Untuk COMB1, pilih DL, lalu masukkan 1.2 pada Scale faktor, Klik tombol Add.





Gambar 2.123 Menentukan profil plat beton

II.7.3.7 Menempatkan Beban Yang Bekerja. 1. Pilih semua elemen dengan ‘windowing’.

2. Pilih menu Assign/Shell Static Loads…/Uniform… atau Tombol , Pilih DL pada Load Case Name yang mengarah ke Local 3. Isikan 1 pada Load. Ulangi langkah 1 dan 2 Pilih LL pada Load Case Name yang mengarah ke Local 3. Isikan 5 pada Load

Gambar 2.124 Beban shell DL

Gambar 2.125 Beban shell DL dan beban shell LL


II.7.3.8 Memeriksa Input Data Periksa lagi semua data, terutama data pembebanan sehingga semua data dipastikan benar. Gunakan fasilitas zoom


II.7.3.9 Analisis Mekanika Teknik 1. Pilih menu Analysis/Set Options, pilih Analisis 2D pada bidang XY Plane.

2. Pilih menu Analyze/Run atau klik 3. Bila SAP2000 tidak memenuhi kesalahan, maka akan muncul pesan ANALYSIS

COMPLETE



Gambar 2.128 Lendutan dan Resultant M11 & M22 Diagram


II.7.4 Tangga Contoh soal 2.7.4 : Sebuah plat tangga dari beton bertulang seperti gambar 2.129. Tebal plat 15 cm. Ec = 20000 Mpa, kuat tekan beton fc = 20 Mpa, mutu baja longitudinal fy = 400 Mpa, dan mutu baja geser fy = 240 Mpa. dan beban mati (DL) untuk bordes dan anak tangga 3 kN/m2. Beban hidup (LL) untuk anak tangga = 2 kN/m2 dan untuk bordes 2.5 kN/m2 Berat sendiri elemen masuk pada DL. Plat lantai beton direncanakan menggunakan code ACI 318-99, dengan kombinasi pembebanan sebagai berikut :

• 1.2 DL + 1.6 LL

Gambar 2.129 Model Tangga




Arah X = 2 m, Arah Y = 2 m Arah Z = 2 m

3. Pilih menu Draw/Add Special Joint atau klik untuk membuat titik joint. Anda juga memasukkan input data dari SPREADSHEET dengan cara :

a. Tulis data pada spreadsheet lihat gambar 2.130 b. Blok data tersebut, pilih menu Edit/Copy c. Masuk ke program SAP2000, lalu Edit/Paste…Delta X-Y-Z = 0.

IrDarmadiMM

TextBox

NOMOR URUT 21


Gambar 2.130 Input data pada spreadsheet

4. Pilih menu Draw/Draw Frame elemen atau klik untuk buat frame.

5. Pilih elemen shell dengan , lalu bagilah menjadi beberapa shell, pilih menu Edit/Mesh Shells… isilah Mesh into 2 By 2 untuk shell bordes. Ulangi langkah 5 isilah Mesh into 4 By 2 untuk shell tangga.

6. Pilih joint dukungan paling bawah dan paing atas , pilih menu Assign/Join/Restraints… atau tombol , pilih dukungan jepit.

Gambar 2.131 Geometri Struktur II.7.4.2 Mendefinisikan Jenis & Kuat bahan/material 1. Pilih menu Define/Frame Sections.., pada material pilih CONC kemudian klik





Gambar 2.133 Mendefinisikan dimensi penampang SHELL II.7.4.4 Mendefinisikan Macam Beban 1. Pilih menu Define/Static load Cases.., dan isikan sesuai dengan gambar 2.134.



II.7.4.5 Mendefinisikan Kombinasi Beban Rencana 1. Pilih menu Define/Load Combinations… 2. Klik tombol Add New Combo 3. Untuk COMB1, pilih DL, lalu masukkan 1.2 pada Scale faktor, Klik tombol Add.



II.4.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil 1. Pilih semua elemen shell. 2. Pilih menu Assign/Shell/Sections… Pilih SSEC1 pada Name lalu klik OK.

Gambar 2.136 Menentukan profil plat beton

II.7..7 Menempatkan Beban Yang Bekerja. 1. Pilih semua elemen shell dengan ‘windowing’.

2. Pilih menu Assign/Shell Static Loads…/Uniform… atau Tombol , Pilih DL pada Load Case Name yang mengarah ke Local 3. Isikan -3 pada Load.

3. Ulangi langkah 1 untuk anak tangga dan 2 Pilih LL pada Load Case Name yang mengarah ke Local 3. Isikan -2 pada Load


4. Ulangi langkah 1 untuk anak bordes dan 2 Pilih LL pada Load Case Name yang mengarah ke Local 3. Isikan –2.5 pada Load

Gambar 2.137 Beban shell DL dan beban shell LL

II.7.4.8 Memeriksa Input Data Periksa lagi semua data, terutama data pembebanan sehingga semua data dipastikan benar. Gunakan fasilitas zoom


II.7.43.9 Analisis Mekanika Teknik 1. Pilih menu Analysis/Set Options, pilih Analisis 2D pada bidang XY Plane.


COMPLETE




Gambar 2.140 Lendutan dan Resultant M11 & M22 Diagram


III. STRUKTUR DENGAN BEBAN DINAMIK

Ada beberapa cara SAP2000 menganalisis respon struktur akibat gempa, antara lain : 1. Analisis Statik Ekwivalen, adalah pendekatan yang meniru pengaruh statik dari

gempa. 2. Analisis Eigenvector, menggunakan getaran bebas tak teredam. 3. Analisis Ritz-vector, menggunakan getaran bebas alami. 4. Analisis Respon spectrum (spec), menggunakan respon pada beberapa tempat

sekitar bangunan. 5. Analisis respon riwayat waktu (Time), menggunakan respon pada gempa terbesar di

dunia. Menurut peraturan gempa di Indonesia, ada dua cara analisis dinamik, yaitu : III.1 Analisis Ragam Spectrum Respon (SPEC) Cara ini merupakan cara yang paling sederhana yaitu dengan melihat pembagian wilayah gempa untuk Indonesia, ada 6 pembagian wilayah.

Gambar 3.1 Grafik gerak tanah untuk analisis dinamik Untuk di Indonesia sudut A = 0o, dimana : A = sudut Eksitasi S = faktor skala percepatan ( 9 m/dt2 ) D = damping ratio struktur / peredaran tanah ( 10% = 0.1 )

Gambar 3.2 Koefisien gempah wilayah 3 dan wilayh 4

S1 // Sb Y S2 // Sb X Sz // Sb Z

X

Y

Z sudut (A)

S1

Sz

S2

bangunan

0.2

0.1

1.0 2.0 3.0

0.05 0.07

0.0350.025

1.0

wilayah 3

1.0 1.0 2.0 3.0

wilayah 4

0.1

0.03

0.050.0250.015

0.2

Struktur di atas tanah kerasStruktur di atas tanah lunak


b d

pusat massa (pm)

Data response spectrum yang disediakan oleh SAP2000 diantaranya ialah UBC94S1, UBC94S2, UBC94S3. Apabila diinginkan menggunakan data response spectrum yang lain, peserta dapat menuliskan sendiri datanya sesuai dengan yang dibutuhkan atau mengimport dari file. III.2 Analisis Respon Riwayat Waktu (TIMEH) Analisis respon riwayat hidup dengan melihat hasil pencatatan diberbagai tempat, 4 tempat yaitu EI Centro, Taft, Almedo Park dan Aomori. Untuk data Waktu riwayat hidup, SAP2000 telah menyediakan data gempa Electro tahun 1940. III.3 Massa Pada analisis dinamik, massa dari struktur digunakan untuk menghitung gaya-gaya inersia. Untuk perhitungan massa bangunan menggunakan metode Triburtery Area. Ada 2 konsep perhitungan massa yaitu : 1. Konsep satu massa, beban massa bangunan dihitung per lantai. 2. Konsep setengah massa, beban massa bangunan dihitung per joint. Untuk beban

massa bangunan lantai dasar tidak perlu diadakan perhitungan.

Data-data yang dipergunakan gaya dinamis, antara lain : 1. Massa struktur, digunakan rumus beban bangunan dibagi dengan beban gravitasi

(9.81 m/dt2). 2. Massa puntir, hanya digunakan analisis 3D. 3. Pusat massa. Untuk menghitung momen inersia massa dapat digunakan rumus-rumus yang diberikan pada tabel 3.1.

Tabel 3.1 Rumus untuk menghitung momen inersia massa Bentuk pada bidang Momen Inersia Massa terhadap sumbu vertikal

(normal bidang gambar) melalui pusat massa Rumus

Diapragma segi-empat, dengan massa merata per-unit luas

Massa total diapragma = M (atau W/g) 12( 22 dbMMMI pm

+=

Diapragma segi-tiga, dengan massa merata per-unit luas

Massa total diapragma = M (atau W/g) Gunakan rumus umum

Diapragma lingkaran, dengan massa merata per-unit luas

Massa total diapragma = m (atau W/g) 8

2MdMMI pm =

Diapragma umum, dengan massa merata per-unit luas

Massa total diapragma = M (atau W/g) Luas diapragma = A

Momen Inersia luasan terhapad sumbu X = Ix Momen Inersia luasan terhapad sumbu Y = Iy

AIyIxMMMI pm

)( +=

pusatmassa

Y

X

pusatmassa

d

Y

X

pusatmassa


Diapragma garis, dengan massa merata per-unit panjang

Massa total diapragma = M (atau W/g)

12

2MdMMI pm =

Sumbu transformasi massa : Jika massa verupa titik, dengan MMIo = 0

2MDMMIoMMI pm +=

III.4 Model Portal Baja 2 Dimensi Contoh soal 3.4 : Portal dengan beban tiap lantai dan beban lateral statik seperti gambar 3.3 unit kN-m. Elemen kolom menggunakan profil W14x99 dan elemen balok menggunakan profil W24x146. Berat sendiri masuk pada load case DL, tegangan minimum fy = 240 Mpa. Massa tiap lantai besarnya 70 kN detik-detik/m, besar gaya gravitasi dianggap 9.81 m/detik2. Portal direncanakan dengan beban dinamik, datanya diambil dari response spectrum UBC94S2 dan time history gempa Elcentro.

Gambar 3.3 Model Portal baja 2 Dimensi III.4.1 Menentukan geometri model struktur


pusatmassa

d

pusat massa D 0

12.5 kN

25 kN

37.5 kN

50 kN

62.5 kN

75 kN

80 kN


DL = 20 kN/mLL = 10 kN/m

LLDL

LLDL

DL = 50 kN

LLLLDL DL

LL = 25 kN

3 m 3 m 3 m 3 m3 m3 m

4.0 m

4.0 m

4.0 m

4.0 m

4.0 m

4.0 m

4.5 m

9 m 9 m

IrDarmadiMM

TextBox

NOMOR URUT 22



3. Pilih model struktur ‘Slope Truss’ akan muncul seperti dibawah ini, dan isikan seperti contoh

Jumlah lantai = 7 Jumlah bentang = 2 Ketinggian lantai = 4 Panjang bentang = 9 Restraints box : check ( √ ) Gridlines box : check ( √ )


4. Pilih menu Draw/Edit Grid… lalu perbaiki grid bawah, untuk grid Z = 0 diganti dengan Z = 0.5 lalu klik Move Grid Line.

III.4.2 Mendefinisikan Jenis & Kuat bahan/material Pada contoh ini digunakan material siku ganda (2L) yang diambil dari SAP2000 ialah SECTION.PRO yang tersimpan dalam directory SAP2000. 1. Pilih menu Define/Frame Sections.., pada material pilih STEEL kemudian klik

Modify Show Material

Gambar 3.5 Pilihan untuk jenis bahan


2. Isian seperti contoh dibawah Fy = 240 Mpa/ 240 000 kN/m2

Gambar 3.5 Properti Data bahan baja III.4.3 Mendefinisikan Dimensi 1. Pilih menu Define/Frame Sections..

• Mengimpor dari data yang disediakan oleh SAP2000 di file SECTION.PRO 2. Pada list box Double Angle Klik ganda pada W14X99 untuk kolom, lalu klik OK


3. Ulangi langkah nomor 1 dan 2 untuk balok W24x146

III.4.4 Mendefinisikan Macam Beban 1. Pilih menu Define/Static load Cases.., dan isikan sesuai dengan gambar 2.7

Beban DL , Type DEAD, Pengali berat sendiri 1 Beban LL , Type LIVE, Pengali berat sendiri 0 Beban E , Type QUAKE, Pengali berat sendiri 0



III.4.5 Menempatkan dimensi Penampang Profil

1. Pilih semua elemen balok dengan tombol. 1. Pilih menu Assign/Frame/Sections… atau 2. Pilih W24x146 pada Name lalu klik OK. 3. Pilih semua elemen kolom, ulangi langkah 2 dan 3 untuk W14x99 5. Pilih joint dukungan paling bawah, pilih menu Assign/Join/Restraints… atau


Gambar 3.8 Penampang elemen yang di Assign

III.4.6 Menempatkan Beban Yang Bekerja III.4.6.1 Menentukan beban elemen DL dan LL 1. Pilih semua elemen balok, lalu pilih menu Assign/Frame Static Loads…/Point

and Uniform… atau Tombol , Pilih DL pada Load Case Name yang mengarah ke Gravity. Isikan 20 pada Uniform Load. Ulangi langkah 1 dan 4 untuk balok biasa LL isikan 10.


III.4.6.2 Menentukan beban gempa STATIK 1. Pilih joint pada tingkat 1 paling kiri. 2. Pilih menu Assign/Joint Static Loads…/Forces… atau tombol 3. Pilih E pada Load Case Name kemudian isikan 12.5 (12.5 kN) pada gaya yang

mengarah ke Force Global X. 4. Ulangi langkah 1 s.d 3 untuk E 25 kN, 37.5 kN, 50 kN, 62.5 kN, 75 kN, 80 kN. III.4.6.3 Menentukan beban gempa dinamik RAGAM SPECTRUM RESPONS III.4.6.3.1 Menempatkan Diapragma dan Massa Translasi Lantai

Pada perhitungan ini menggunakan konsep satu massa sehingga massa bangunan dihitung per lantai, langkah-langkahnya sebagai berikut :

1. Pilih semua joint pada tingkat 1. 2. Pilih menu Assign/Joint/Constarints…, pilih Add Diaphragm, beri nama

DIAPH1 untuk tingkat 1, pada Constraints Axis pilih Z Azis, hal inin menunjukkan bahwa arah diapragma tegak lurus dengan sumbu Z, klik OK.

3. Ulangi langkah 1 dan 2, untuk tingkat 2 s.d tingkat 7.

Gambar 3.9 Menentukan diapragma tingkat 1

4. Pilih semua joint paling kiri dari tingkat 1 s.d 7, pilih menu

Assign/Joint/Masses…, isikan massa lantai pada arah lokal 1 dengan 70, yang pada model ini ilah arah X.


Gambar 3.10 Menentukan massa lantai III.4.6.3.2 Menentukan Response Spectrum

1. Pilih menu Define/Response Spectrum Case, klik pada ADD NEW SPECTRA, isikan pada Spectrume Case Name dengan UBC94S2, isikan Damping dengan 0.05 (rasio redaman 5%), pilih UBC94S2 untuk arau U1 dan Scale Factor 9.81 m/detik2. seperti gambar 3.11.

Gambar 3.11 Respon spectrum UBC94S2

III.4.6.4 Menentukan beban gempa dinamik TIME HISTORY Pada model ini akan dibebani dengan Time History yang diambil dari gempa Elcentro 1940 arah N-S. File ELCENTRO terdapat directory EXAMPLE pada SAP2000. 1. Pilih menu Define/Time History Functions. Klik Add Function From File, klik

open file dan pilih file ELCENTRO dari directory EXAMPLE. 2. Ubah nama fungsi dengan ELCENTRO, isikan 3 pada Number of Point per Line

(Format Elcentro terdiri 3 kolom), pilih Time and Function Value.

Gambar 3.12 Menentukan gempa Elcentro


3. Pilih menu Define/Time History Case. Klik Add New History, isikan pada History Case Name dengan nama ELCENTRO, isilah sesuai dengan gambar 3.13.

Gambar 3.13 Time History Case Data III.4.7 Memeriksa Input Data Periksa lagi semua data, terutama data pembebanan sehingga semua data dipastikan benar. Gunakan fasilitas zoom


III.4.8 Analisis Mekanika Teknik 1. Pilih menu Analysis/Set Options, pilih Analisis 2D pada bidang XZ. Pilih Set

Dynamic Parameter, isikan 7 (karena tujuh lantai) pada Number of Modes. Gambar 3.15 Analysis Options dan Parameter analisis dinamik



COMPLETE 4. Kita dapat melihat hasil dari analisis dengan meng-klik salah satu icon berikut.

Untuk mencetak hasil output dalam secara lengkap gunakan menu: • Pilih menu File/Print Output Table… III.4.9 Desain/Check Struktur

1. Pilih menu Option/Preferences…, klik Tab Steel, pilih AISC-ASD89 pada box Steel Design code

2. Pilih menu Design/Steel Design 3. Pilih menu Design/Start Design/Check of Structure


III.5 Model Frame Beton 3 Dimensi Contoh soal 3.5 : Portal beton 3 dimensi dengan elemen kolom dan balok seperti gambar 3.16 unit kN-m. Semua bahan dari beton bertulang dengan Modulus elastis E = 20 000 000 kN/m2, kuat tekan beton fc = 20 Mpa, fy = 400 Mpa, dan fys = 240 Mpa. Semua ukuran kolom 300 x 600 m dengan sumbu lokal 3 sejajar sumbu X. Ukuran balok seperti gambar 3.16. Berat sendiri masuk pada load case DL. Beban balok memanjang berupa beban segitiga, dan beban balok memendek berupa beban trapesium. Pada lantai 2 beban gempa statik arah X dan Y 17.64 kN, dan pada lantai 3 beban gempa statik arah X dan Y 35.28 kN. Koordinat pusat lantai 2 dan 3 untuk X = 0, Y = 0, dan Z mengikuti tinggi lantainya. Massa tiap lantai besarnya 25.69 kN detik-detik/m dan inersia massa besarnya 279.84 kN detik-detik/m, besar gaya gravitasi dianggap 9.81 m/detik2. Portal direncanakan dengan beban dinamik, datanya diambil dari response spectrum yang diambil dari Pedoman Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Rumah dan Gedung Wilayah 3. Data tersebut ditunjukkan seperti pada tabel 3.2.

Waktu (detik) Koefisien 0 0.07 1 0.07 2 0.035 3 0.035

Tabel 3.2 Data koefisien gempa dasar wilayah 3 pada tanah lunak

Gambar 3.16 Model Portal beton 3 Dimensi

4.0 m

7 m

4.5 m

global

YZ

X4 m

T20X40

T30X60

T30X60

T30X60

T30X60

T20X40

T20X40

T20X40T20X40

T20X40

K30

X60

K30

X60

K30

X60 K

30X

60

300BALOK T30X60

120

2020

600 400120

BALOK T20X40200

1000

LL = 7.5 kNDL = 8.75 kN

1.75

2.25

LL = 7.5 kNDL = 8.75 kN

IrDarmadiMM

TextBox

NOMOR URUT 23


III.5.1 Menentukan geometri model struktur



3. Pilih model struktur ‘Space Frame’ akan muncul seperti dibawah ini, dan isikan seperti contoh

Jumlah lantai = 2 Jumlah bentang X = 2 Jumlah bentang Y = 1 Ketinggian lantai = 4 Panjang bentang X = 3.5 Panjang bentang Y = 4 Restraints box : check ( √ ) Gridlines box : check ( √ )


4. Hilangkan elemen kolom tengah. Pilih elemen kolom tengah , lalu tekan tombol DEL.


Modify Show Material,

E = 20 000 000 (20000 Mpa) Fy = 400 000 kN/m2 (400 Mpa) Fc = 20 000 kN/m2 (20 Mpa) Fys = 240 000 kN/m2 (240Mpa) Fcs= 15 000 kN/m2 (15 Mpa)



III.5.3 Mendefinisikan Dimensi 1. Pilih menu Define/Frame Sections.. 2. Klik ganda Add Tee, untuk menambahkan K30x60, T20x40, dan T30x60

Gambar 3.20 Mendefinisikan dimensi penampang balok T

III.5.4 Mendefinisikan Macam Beban 1. Pilih menu Define/Static load Cases.., dan isikan sesuai dengan gambar 2.1

Beban DL , Type DEAD, Pengali berat sendiri 1 Beban LL , Type LIVE, Pengali berat sendiri 0 Beban E , Type QUAKE, Pengali berat sendiri 0


III.5.5 Menempatkan dimensi Penampang Profil

1. Pilih elemen balok memanjang dengan tombol. , gunakan tombol untuk naik turunkan grid.

2. Pilih menu Assign/Frame/Sections… atau 3. Pilih T30x60 pada Name lalu klik OK. 4. Ulangi langkah 1 s.d 3 untuk T20x40 dan K30x60. 5. Pilih joint dukungan paling bawah, pilih menu Assign/Join/Restraints… atau


Gambar 3.22 Penampang elemen yang di

Assign


III.5.6 Menempatkan Beban Yang Bekerja III.5.6.1 Menentukan beban elemen DL dan LL

1. Pilih semua elemen batang memendek lantai 2 dan 3 tombol. . 2. Pilih menu Assign/Frame Static Loads…/Trapezoidal… , Pilih DL pada Load

Case Name yang mengarah ke Gravity. Dengan jarak trapesium 0, 1.75, 2.25, 4 dengan beban 8.75 kN/m2 Ulangi langkah 1 dan 3 untuk bentuk beban trapesium lain.

Gambar 3.33 Beban trapesium dan segtiga beban DL

III.5.6.2 Menentukan beban gempa STATIK 1. Buat joint titik pusat massa untuk beban statik ditengah bangunan lantai 2 dengan

tombol , lalu perbaiki posisi grid X=0 Y=0 dengan klik kanan mouse. Ulangi untuk lantai 3.

2. Pilih joint pusat massa pada tingkat 2, gunakan tombol 3. Pilih menu Assign/Joint Static Loads…/Forces… atau tombol 4. Pilih E pada Load Case Name kemudian isikan 17.64 (17.64 kN) pada gaya yang

mengarah ke Force Global X dan Force Global Y. 5. Ulangi langkah 2 s.d 4 untuk lantai 3 Ex = Ey = 35.28 kN.

Gambar 3.34 Menentukan beban gempa statik lantai tingkat 2


III.5.6.3 Menentukan beban gempa dinamik RAGAM SPECTRUM RESPONS III.5.6.3.1 Menempatkan Diapragma dan Massa Translasi Lantai

Pada perhitungan ini menggunakan konsep satu massa sehingga massa bangunan dihitung per lantai, langkah-langkahnya sebagai berikut :

1. Pilih semua joint pada tingkat 2. 2. Pilih menu Assign/Joint/Constarints…, pilih Add Diaphragm, beri nama

DIAPH1 untuk tingkat 2, pada Constraints Axis pilih Z Azis, hal inin menunjukkan bahwa arah diapragma tegak lurus dengan sumbu Z, klik OK.

3. Ulangi langkah 1 dan 2, untuk tingkat 3.

Gambar 3.35 Menentukan diapragma tingkat 1

4. Pilih joint pusat massa lantai 2, pilih menu Assign/Joint/Masses…, isikan

massa lantai pada arah lokal 1 dan lokal 2 dengan 25.69, yang pada model ini ilah arah X.

Gambar 3.36 Menentukan massa lantai

III.5.6.3.2 Menentukan Response Spectrum

1. Pilih menu Define/Response Spectrum Functions…, klik pada ADD NEW FUNCTION, isikan pada Function Name dengan PPKGURG, isikan seperti gambar 3.37, untuk wilayah 3.

2. Pilih menu Define/Response Spectrum Case…, klik pada ADD NEW SPECTRA, isikan pada Spectrume Case Name dengan PPKGURG, isikan seperti gambar 3.38, untuk wilayah 3.


Gambar 3.37 Fungsi Respon spectrum PPKGURG

Gambar 3.38 Respon spectrum PPKGURG III.5.7 Memeriksa Input Data Periksa lagi semua data, terutama data pembebanan sehingga semua data dipastikan benar. Gunakan fasilitas zoom


III.5.8 Analisis Mekanika Teknik 1. Pilih menu Analysis/Set Options, pilih Analisis 2D pada space frame. Pilih Set

Dynamic Parameter, isikan 7 (karena tujuh lantai) pada Number of Modes.



COMPLETE 4. Kita dapat melihat hasil dari analisis dengan meng-klik salah satu icon berikut.

Untuk mencetak hasil output dalam secara lengkap gunakan menu: • Pilih menu File/Print Output Table…


SOAL-SOAL LATIHAN

SOAL 1 :

Sebuah truss sperti pada gambar 1. Berat sendiri masuk pada load case DL, tegangan minimum fy = 240 Mpa.

Gambar 1 Model Sloped Truss 2 Dimensi SOAL 2 : Pada bagian ini dibahas model kuda-kuda truss dari profil baja 2L seperti gambar 2 Berat sendiri truss tidak masuk pada DL. Kuda-kuda direncanakan menggunakan code AISC-LRFD dengan mutu baja dengan tegangan leleh fy = 240 Mpa, dan kombinasi pembebanan sebagai berikut :


Gambar 2 Model kuda-kuda baja Truss 2D

4' 3/8'

4'

(c) Potongan batang bawah

4.5 m

1/2'5'

3/4'

(b) Potongan batang atas dan diagonal

3 x 3.5 m

(a) Model truss 2D

3/8'5'5' 4'

DLLL LL = 200 kN

DL = 30 kN

3 m

W5 : V = 0.350 kN

W2 : V = 1.500 kN

W4 : V = 0.750 kN

P2 : DL = 12.50 kN

50

60

(c) Batang diagonal dan vertikal

(b) Batang atas dan bawah

4 x 1.5 = 6 m

8 60

6 60

8 50 50

5

H = 1.875 kNW3 : V = 0.400 kN

H = 1.250 kNW1 : V = 0.750 kN

4 x 1.5 = 6 m

(a) Kuda-kuda truss baja

LL = 1.50 kNP1 : DL = 7.00 kN

H = 0.625 kN

H = 1.250 kN

H = 2.500 kN

LL = 1.00 kN

P2

W2P1

W1W2

P2

W4

W5

P1

W4

P2W3

W2 W4

P2 P2

P2

P2


SOAL 3 :

Sebuah Gable Frame 2 dimensi bahan dari baja seperti gambar 3. Berat sendiri profil masuk pada DL. Kuda-kuda direncanakan menggunakan code AISC-LRFD dengan mutu baja dengan tegangan leleh fy = 240 Mpa, dan kombinasi pembebanan sebagai berikut :


Gambar 3 Model Gable Frame 2D

SOAL 4 :

Sebuah Portal Beton 2 dimensi seperti gambar 4, unit dalam kN-m, modulus elastis beton Ec = 2.104 Mpa. Elemen kolom digunakan penampang 250x500, elemen balok lantai dan atap digunakan penampang T seperti gambar 4. Berat sendiri elemen masuk pada DL. Portal direncanakan menggunakan code ACI 318-99 dengan mutu beton fc = 20 Mpa, mutu baja longitudinal fy = 400 Mpa, dan mutu baja geser fy = 240 Mpa, dengan kombinasi pembebanan sebagai berikut :

• 1.2 DL + 1.6 LL • 1.2 DL + 0.6 LL + 1.05 E • 1.2 DL + 0.6 LL - 1.05 E

Gambar 4 Model Portal

Beton 2D

WAT = 1.0 kN/m'

WDL = 7 kN/m'

WAI = 0.5 kN/m'

WLL = 1 kN/m'

17511

11

7350

Profil KOLOM Profil BALOK

8

200

13

13

400

8 m 8 m

5.5 m

2.5 m PDL = 8 kN P PLL = 2 kN

4.0 m 400500

6.0 m

BALOK ATAP

5.5 m

BALOK LANTAI250 200

DL = 20 kN

120

10 kN 500

120

25 kN

3.0 m

400+4.0

+7.0

DL = 15 kN

LL = 10 kN/m

LL = 5 kN/m

DL = 15 kN LL = 5 kN/m LL = 20 kN

DL = 50 kN

~ Widyaloka ~ SAP2000/i

SOAL 5 :

Portal dengan beban tiap lantai dan beban lateral statik seperti gambar 3.3 unit kN-m. Elemen kolom menggunakan profil W14x99 dan elemen balok menggunakan profil W24x146. Berat sendiri masuk pada load case DL, tegangan minimum fy = 240 Mpa. Massa tiap lantai besarnya 75 kN detik-detik/m, besar gaya gravitasi dianggap 9.81 m/detik2. Portal direncanakan dengan beban dinamik, datanya diambil dari response spectrum UBC94S2 dan time history gempa Elcentro.

Gambar 5 Model Portal baja 2 Dimensi SOAL 6 :

Model portal pada gambar 6, semua balok adalah elemen non-prismatis dengan. Berat sendiri masuk pada load case DL, tegangan minimum fy = 240 Mpa, beban mati (DL) pada semua balok 25 kN/m’, dan beban hidup (LL) pada semua balok 7 kN/m’.

Gambar 6 Portal dengan Balok non Prismatis

4.0 m

62.5 kN

4.0 m

25 kN

9 m9 m

12.5 kN 4.5 m

37.5 kN

50 kN 4.0 m

4.0 m

LL = 10 kN/m

3 m

75 kN

80 kN 3 m3 m3 m

4.0 m

4.0 m

DL = 20 kN/m3 m 3 m

LL = 25 kNDL = 50 kN

DL LL

LL = 25 kNDL = 50 kN

DL DL LL LL

1.5m 1.5m

5 m 5 m

5.0 m

4.0 m

WF300.300.11.17

WF300.300.11.17WF900.300.18.34

WF900.300.18.34

WF300.300.11.17

WF300.300.11.17

2 m 6 m 2 m

~ Widyaloka ~ SAP2000/ii

SOAL 7 : Portal beton 3 dimensi dengan elemen kolom dan balok seperti gambar 7 unit kN-m. Semua bahan dari beton bertulang dengan Modulus elastis E = 20 000 000 kN/m2, kuat tekan beton fc = 20 Mpa, fy = 400 Mpa, dan fys = 240 Mpa. Semua ukuran kolom 300 x 600 m dengan sumbu lokal 3 sejajar sumbu X. Ukuran balok seperti gambar 7. Berat sendiri masuk pada load case DL. Beban balok memanjang berupa beban segitiga, dan beban balok memendek berupa beban trapesium. Pada lantai 2 beban gempa statik arah X dan Y 17.64 kN, dan pada lantai 3 beban gempa statik arah X dan Y 35.28 kN. Koordinat pusat lantai 2 dan 3 untuk X = 0, Y = 0, dan Z mengikuti tinggi lantainya. Massa tiap lantai besarnya 25.69 kN detik-detik/m dan inersia massa besarnya 279.84 kN detik-detik/m, besar gaya gravitasi dianggap 9.81 m/detik2. Portal direncanakan dengan beban dinamik, datanya diambil dari response spectrum yang diambil dari Pedoman Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Rumah dan Gedung Wilayah 3. Data tersebut ditunjukkan seperti pada tabel 1.

Waktu (detik) Koefisien 0 0.07 1 0.07 2 0.035 3 0.035

Tabel 1 Data koefisien gempa dasar wilayah 3 pada tanah lunak

Gambar 7 Model Portal beton 3 Dimensi

2.25

1.75T20X40

4.0 m

4 m7 m

2020

BALOK T30X60

120400600

BALOK T20X40300 200

1000

120

K30X60

T20X40

K30X60

K30X60

T20X40T20X404.5 m

X

K30X60

T30X60

global

Z Y

T30X60

T20X40T20X40T30X60

DL = 8.75 kNLL = 7.5 kN

T30X60

DL = 8.75 kNLL = 7.5 kN

K30X60

K30X60

T30X60

T30X60

T20X40

SILABUS SAP 2000 Pertemuan : 12 x pertemuan Waktu : 120 jam @ 100 menit Pertemuan

ke Materi Waktu

1 I. MENGENAL SAP2000 I.1 Memulai SAP2000 I.2 Memahami elemen-elemen dalam tampilan SAP2000 I.2.1 Toolbar I.2.2 New Interface I.3 Sistem Koordinat I.3.1 Sistem Koordinat Global I.3.2 Sistem Koordinat Lokal I.4 Bentuk Penampang I.5 Material Property I.6 Beban pada Struktur I.6.1 Berat sendiri I.6.2 Beban terpusat pada elemen I.6.3 Beban merata pada elemen I.7 Derajat Kebebasan (DOF)

II. STRUKTUR DENGAN BEBAN STATIK (METODE FILLET ELEMENT)

II.1 Model Sloped/jembatan Model Struktur

100 menit

2 II.2 Model Kuda-kuda Truss 2 Dimensi 100 menit 3 II.3 Model Gable/Frame 2 Dimensi 100 menit 4 II.4 Model Portal Beton 2 Dimensi 100 menit 5 6

II.5 Model Portal Prestress 2 Dimensi II.6 Model Elemen Non-Prismatis 2 Dimensi

100 menit 100 menit

7 II.7 Model Elemen Shell/Plat II.7.1 Tangkki Air II.7.2 Kubah II.7.3 Plat Lantai II.7.4 Tangga

100 menit

8 III. STRUKTUR DENGAN BEBAN DINAMIK III.1 Analisis Ragam Spectrum (SPEC) III.2 Analisis Respon Riwayat Waktu (Timeh) III.3 Massa III.4 Metode Portal Baja 2 Dimensi

100 menit

9 III.5 Model Frame Beton 3 Dimensi 100 menit

10 UJIAN 100 menit

SILABUS SAP 2000 Pertemuan : 9 x pertemuan Waktu : 10 pertemuan @ 75 menit Pertemuan

ke Materi Waktu

1 I. MENGENAL SAP2000 I.1 Memulai SAP2000 I.2 Memahami elemen-elemen dalam tampilan SAP2000 I.2.1 Toolbar I.2.2 New Interface I.3 Sistem Koordinat I.3.1 Sistem Koordinat Global I.3.2 Sistem Koordinat Lokal I.4 Bentuk Penampang I.5 Material Property I.6 Beban pada Struktur I.6.1 Berat sendiri I.6.2 Beban terpusat pada elemen I.6.3 Beban merata pada elemen I.7 Derajat Kebebasan (DOF)

II. STRUKTUR DENGAN BEBAN STATIK (METODE FILLET ELEMENT)

II.1 Model Sloped/jembatan Model Struktur

75 menit

2 II.2 Model Kuda-kuda Truss 2 Dimensi 75 menit 3 II.3 Model Gable/Frame 2 Dimensi 75 menit 4 II.4 Model Portal Beton 2 Dimensi 75 menit 5 II.5 Model Portal Prestress 2 Dimensi

II.6 Model Elemen Non-Prismatis 2 Dimensi 75 menit

6 II.7 Model Elemen Shell/Plat II.7.1 Tangkki Air II.7.2 Kubah II.7.3 Plat Lantai II.7.4 Tangga

75 menit

7 III. STRUKTUR DENGAN BEBAN DINAMIK III.1 Analisis Ragam Spectrum (SPEC) III.2 Analisis Respon Riwayat Waktu (Timeh) III.3 Massa III.4 Metode Portal Baja 2 Dimensi

75 menit

8 III.5 Model Frame Beton 3 Dimensi 75 menit

9 Studi Kasus 75 menit 10 UJIAN 75 menit

ii.2 model kuda-kuda truss 2 dimensi · pdf fileaisc-lrfd dengan mutu baja dengan tegangan...

Documents