PERMODELAN STRUKTUR

BAB I

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Program SAP2000 adalah program yang dapat membantu seseorang untuk merancang dan mengontrol keamanan suatu struktur bangunan. Program ini dapat mengefisienkan waktu dalam proses perancangan khususnya untuk bangunan bertingkat banyak. Hal ini dikarenakan option-option yang membantu dan proses perhitungan yang otomatis.

Tugas perancangan bangunan ini merupakan aplikasi dari materi kuliah yang telah diberikan pada mata kuliah Perencanaan Dibantu Komputer. Dalam tugas ini terdapat analisa struktur dan rangka bangunan sehingga digunakan program SAP 2000 versi 14.1.2 Tujuan

Tugas Perancangan Bangunan bertingkat dibantu program ini untuk memenuhi tugas mata kuliah Perencanaan Dibantu Komputer dan menganalisa keamanan struktur bangunan.

1.3 Metodologi

Langkah pengerjaan perancangan ini adalah:

1. Membentuk geometrik2. Menentukan bahan/ material3. Menentukan kondisi penampang yang digunakan

4. Menentukan kondisi pembebanan5. Menentukan kondisi nodal1.4 Data Umum Proyek

Tugas ini menggunakan contoh bangunan 2 lantai.BAB II

PERMODELAN/ BENTUK GEOMETRIK STRUKTURModel struktur dari data bangunan merupakam dua pelat lantai dan satu dak/atap. Sehingga struktur ini terdiri atas tiga lantai.Ukuran-ukuran yang digunakan pada permodelan sesuai dengan ukuran pada gambar rencana. Ukuran permodelan diambil dari as ke as kolom dan balok. Sedangkan perletakan dimodelkan sebagai jepit.Membuat model struktur dari gambar rencana dimodelkan dalam bentuk 3D. Struktur bangunan terdiri dari portal tinjauan arah memanjang dan tinjauan arah melintang. Permodelan portal bangunan arah memanjang ada 3 portal dan permodelan untuk melintang ada 3 portal. Portal memanjangPortal memanjang dibagi menjadi 3 buah portal yaitu:Portal A = Portal D ( Portal Tepi )Kolom:

Portal A dan Portal G permodelan kolomnya diambil dari gambar denah kolom. Dimodelkan demikian sesuai dengan perletakkan kolomnya.Dimana dimensi kolom yang digunakan adalah:

Klantai dasar/1 = 40/40Klantai 2 = 40/40Balok:

Untuk permodelan balok diambil dari denah balok dan pelat lantai yaitu:

B = 30/40 untuk pelat lantai B = 30/40 untuk pelat dak

Portal B = Portal ( Portal Tengah )Kolom:

Portal B, Portal C permodelan kolomnya diambil dari gambar denah kolom. Dimodelkan demikian sesuai dengan perletakkan kolomnya.Dimana dimensi kolom yang digunakan adalah:

Klantai dasar/1 = 40/40

Klantai 2 = 40/40Balok:

Untuk permodelan balok diambil dari denah balok dan pelat lantai yaitu:

B = 30/40 untuk pelat lantai

B = 30/40 untuk pelat dak

Gambar Memanjang

Portal MelintangPortal melintang dibagi menjadi 3 buah portal yaitu:

Portal 1 = Portal 4 ( Portal Tepi )Kolom:

Portal 1 dan 4 permodelan kolomnya diambil dari gambar rencana denah kolom yang terdapat pada lampiran. Dimana keterangan dimensi kolom yang digunakan yaitu :

Klantai dasar&1 = 40/40

Klantai 2 = 40/40Balok:

Untuk permodelan balok diambil dari denah balok dan pelat lantai yaitu:

B = 30/40 untuk pelat lantai

B = 30/40 untuk pelat dakPortal 2 = Portal 3 ( Portal Tengah )Kolom:

Portal ini permodelan kolomnya diambil dari gambar rencana denah kolom yang terdapat pada lampiran. Dimana keterangan dimensi kolom yang digunakan yaitu :

Klantai dasar&1 = 40/40

Klantai 2 = 40/40Balok:

Untuk permodelan balok diambil dari denah balok dan pelat lantai yaitu:

B = 30/40 untuk pelat lantai

B = 30/40 untuk pelat dak

Gambar Melintang

BAB III

PEMBEBANANFaktor Beban dan Kombinasi Beban

Kombinasi pembebanan disyaratkan bahwa dalam perencanaan suatu struktur baja harus memeperhatikan jenis-jenis kombinasi pembebanan berikut ini:1. Kuat perlu U untuk menahan beban mati D paling tidak harus sama dengan

U = 1,4 D...............................................................................................(4)Kuat perlu U untuk menahan beban mati D, beban hidup L, dan juga beban atap A atau beban hujan R, paling tidak harus sama denganU = 1,2 D + 1,6 L + 0,5 (A atau R)......................................(5)2. Bila ketahanan struktur terhadap beban angin W harus diperhitungkan dalam perencanaan, maka pengaruh kombinasi beban D, L, dan W berikut harus ditinjau untuk menentukan nilai U yang terbesar, yaitu:

U = 1,2 D + 1,0 L 1,6 W + 0,5 (A atau R).....................................(6)Kombinasi beban juga harus memperhitungkan kemungkinan beban hidup L yang penuh dan kosong untuk mendapatkan kondisi yang paling berbahaya, yaitu:U = 0,9 D 1,6 W .................................................(7)Perlu dicatat bahwa untuk setiap kombinasi beban D, L, dan W, kuat perlu U tidak boleh kurang dari persamaan 5.

3. Bila ketahanan struktur terhadap beban gempa E harus diperhitungkan dalam perencanaan, maka nilai kuat perlu U harus diambil sebagai:2)

U = 1,2 D + 1,0 L 1,0 E .................................................(8)AtauU = 0,9 D 1,0 E ..........................................(9)

dalam hal ini nilai E ditetapkan berdasarkan ketentuan SNI 03-1726-1989-F, Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk rumah dan gedung, atau penggantinya.4. Bila ketahanan terhadap tekanan tanah H diperhitungkan dalam perencanaan, maka pada persamaan 5, 7 dan 9 ditambahkan 1,6H, kecuali bahwa pada keadaan dimana aksi struktur akibat H mengurangi pengaruh W atau E, maka beban H tidak perlu ditambahkan pada persamaan 7 dan 9.

5. Bila ketahanan terhadap pembebanan akibat berat dan tekanan fluida, F, yang berat jenisnya dapat ditentukan dengan baik, dan ketinggian maksimumnya terkontrol, diperhitungkan dalam perencanaan, maka beban tersebut harus dikalikan dengan faktor beban 1,4, dan ditambahkan pada persamaan 4, yaitu:

U = 1,4 (D + F) .......................................(10)

Untuk kombinasi beban lainnya, beban F tersebut harus dikalikan dengan faktor beban 1,2 dan ditambahkan pada persamaan 5.

6. Bila ketahanan terhadap pengaruh kejut diperhitungkan dalam perencanaan maka pengaruh tersebut harus disertakan pada perhitungan beban hidup L.

7. Bila pengaruh struktural T dari perbedaan penurunan fondasi, rangkak, susut, ekspansi beton, atau perubahan suhu sangat menentukan dalam perencanaan, maka kuat perlu U minimum harus sama dengan:U = 1,2(D +T ) + 1,6L + 0,5(A atau R).......................................(11)

Perkiraan atas perbedaan penurunan fondasi, rangkak, susut, ekspansi beton, atau perubahan suhu harus didasarkan pada pengkajian yang realistis dari pengaruh tersebut selama masa pakai.

8. Untuk perencanaan daerah pengangkuran pasca tarik harus digunakan faktor beban 1,2 terhadap gaya penarikan tendon maksimum.

9. Jika pada bangunan terjadi benturan yang besarnya P, maka pengaruh beban tersebut dikalikan dengan faktor 1,2.Mengenai kombinasi pembebanan, disyaratkan bahwa dalam Perencanaan suatu struktur baja harus memeperhatikan jenis-jenis kombinasi pembebanan berikut ini:

a. 1,4D

b. 1,2D + 1,6L + 0,5 (La atau H)

c. 1,2D +1,6(La atau H) + ((L.L atau 0,8W)

d. 1,2D + 1,3W + (L.L + 0,5 (La atau H)

e. 1,2D 1,0E + (L.L

f. 0,9D (1,3W atau 1,0E)

Dengan:

D adalah beban mati yang diakibatkan oleh berat konstruksi permanen, termasuk dinding, lantai atap, plafon, partisi tetap, tangga, dan peralatan layan tetap.

L adalah beban hidup yang ditimbulkan oleh penggunaan gedung, termasuk kejut, tetapi tidak termasuk beban lingkungan seperti angin, hujan dan lain-lain.

La adalah beban hidup di atap yang ditimbulkan selama peralatan oleh pekerja, peralatan, dan material atau selama penggunaan biasa oleh orang dan benda bergerak

H adalah beban hujan, tidak termasuk yang diakibatkan genangan air.

W adalah beban angin

E adalah beban gempa yang ditentukan dari peraturan gempa (L = 0,5 bila L < 5 Kpa dan (L = 1 bila L 5 Kpa. Faktor beban untuk L harus sama dengan 1,0 untuk garasi parkir, daerah yang digunakan untuk pertemuan umum dan semua daerah yang memikul beban hidup lebih besar dari 5 Kpa.

Dalam perhitungan laporan ini, kami menggunakan kombinasi beban:1. 1,4D2. 1,2D + 1,6LA. Pembebanan PortalPerhitungan pembebanan portal menggunakan metode konvensional karena metode ini dianggap lebih mudah daripada metode lainnya. Beban yang bekerja pada portal yaitu beban dari pelat lantai, beban dari dinding, dan beban dari balok induk.

1. Beban Dari Pelat LantaiPemindahan beban dari pelat lantai ke balok pemikul berdasarkan penyederhanaan teori bidang retak. Beban yang terdapat pada pemindahan beban pelat berupa beban segitiga dan beban trapesium. Beban segitiga pada sisi terpendek (Lx) dan beban trapesium pada sisi terpanjang (Ly).

Intensitas Beban Segitiga= * qplat * Lx (kg/m)

Intensitas Beban Trapesium= * qplat * Ly (kg/m)

1. Beban dari dinding

Beban merata, q = b * b * (h-tp)

2. Beban sendiri dinding

Beban merata, q = qd * htDATA DESAIN

Mutu bahan beton:

fc' 25 Mpa k-300

Ec 23500 Mpa

Baja:baja U-24 untuk besi tulangan > -12, fy 390 Mpa

baja U-40 untuk besi tulangan > D-13, fy 390 Mpa

lokasi bangunan = Banjarbaru

jenis tanah

= Keraskategori gedung = Bangunantinggi LT.1

= 4,.5 m'

tinggi LT.2

= 4 m'

DESAIN BEBANLL (BEBAN HIDUP)

lt. dasar = 250 kg/m2lt. satu= 250 kg/m2LL (BEBAN HIDUP)

lt.dak = 100 kg/m2beban air hujan = 40 kg/m2q. LL = 140 kg/m2DL (BEBAN MATI TAMBAHAN) lt. DASAR

BS. PELAT LANTAI 15 cm = 360 kg/m2BS. Keramik + spesi = 45 kg/m3Beban ME untuk ruko= 40 kg/m4qdl = 373 kg/m6DL (BEBAN MATI TAMBAHAN) lt. DAK

BS. PELAT LANTAI 15 cm = 360 kg/m2BS. spesi = 21 kg/m3Beban ME untuk ruko = 40 kg/m4waterprofing (1 cm) = 22 kg/m2qdl = 323 kg/mDESAIN BALOK

hbhb

Arah x-xL14000333.333166.7400300

L24000333.333166.7400300

L34000333.333166.7400300

L44000333.333166.7400300

L54000333.333166.7400300

Arah y-yL14000333.333166.7400300

L24000333.333166.7400300

L34000333.333166.7400300

L44000333.333166.7400300

ringbalk digunakan ukuran 300 x 400preliminary design kolom mengacu pada peraturan (SNI-1992 pasal 21 .4.1.1) yakni untuk kolom di ambil asumsi dimensi balok " dimensi penampang terpendek , di ukur pada satu garis lurus yang melalui titik berat penampang , tidak boleh kurang dari 300 mm.

atau perbandingan dimensi kolom yang terkecil terhadap arah tegak lurusnya tidak boleh kurang dari 0,4 atau diasumsikan penampang diambil seukuran tinggi balok

KOLOM rencana awal 1digunakan

K40x40 400 400 k40x40

K40x40300 400 k40x40

K40x40 400 400k40x40

K40x40 400 400 k40x40

K40x40 400 400 k40x40

Pada perencanaan desain kolom pada kasus ruko 2.lt di gunakan asumsi desain sesuai gambar arsitektur guna untuk penyesuaian ruangan, yang dimana tidak lepas dari tahapan perhitungan struktur peraturan SNI untuk desain kolom yang dilampirkan pada preliminary di atas. Sedangkan untuk kapasitas penampang dan penyesuaian beban yang bekerja pada panampang kolom akan dianalisis pada SAP 2000 apakah dengan asumsi penampang yang ada akan tetap memenuhi persyaratan untuk desain struktur tersebut.DESAIN KOLOM PADA SAP 2000

K40x40 400 x 400mm (KOLOM LT. Dasar)

K40x40 400 x 400mm (KOLOM LT. 1)

K40x40 400 x 400mm (KOLOM LT. 1)K40x40 400 x 400mm (KOLOM LT. Dak)

K40x40 400 x 400mm (KOLOM LT. 1 dan LT. Dasar)

pembebanan balok tepi

STORYH (TIAP LANTAI)H(BALOK TEPI)BEBAN DINDING (KG/M2)BEBAN MERATA

LT. 14.50.4250800

LT. 230.3250675

LT. DAK0.80.2250150

Beban tangga beton:qdl = 650 kg/m2qll = 300 kg/m2B.Beban Pada Tangga Lantai 1 dan Lantai 2Beban pada tangga meliputi beban mati yang berupa antrede, optrede, dan finishing berupa pasangan keramik. Data teknis tangga dalam perencanaan adalah sebagai berikut:

Gambar Komponen TanggaUntuk desain tangga lantai 1 dimodelkan terpisah dengan menggunakan plat (shell), asumsi yang digunakan pada permodelan tangga hanya pada plat anak tangga karena dimaksudkan untuk mencari gaya dalam yang akan didistribusikan ke balok lantai 2 sebagai beban titik.

C. Beban pada Tangga Lantai 2BAB IV

ANALISIS STRUKTUR FRAME 3D DENGAN SAP 2000 V. 14

Secara garis besar tahapan analisis dan design pada SAP 2000 V. 14 terpisah dalam dua tahap yaitu:

1. Tahap Analisis: berisi permodelan struktur, pendefinisian properties material, dimensi penampang, jenis pembebanan dan kombinasi sampai pada menganalisis gaya-gaya dalam struktur.2. Tahap Design: untuk menentukan parameter design (design beton bertulang, design baja, design aluminium, dan lain-lain) dan peraturan yang menjadi acuan design.

Tahap AnalisisA. Memulai Main Window Untuk SAP 2000 v.14

Untuk memulai input data untuk analisis struktur, berikut adalah langkah-langkahnya:

1. Buka program SAP 2000 v.14

2. Dari main menu, klik File > New Model

B. Memilih Model Struktur, Mengisi Project Information

1. Setelah memilih New Model, akan muncul pop up menu untuk memilih model struktur yang diinginkan.

Pilih input unit kgf,m,c. Isikan informasi projects dengan mengklik Modify/Show Info pada sudut kanan atas setelah itu klik OK.

Pilih 3D Frame, klik OK.

Isi data pada Grid System seperti yang terlihat pada gambar. Klik okC. Penentuan Sifat Sifat Material Dan Penampang (Material Properties and Section)

Klik define ( materials ( pilih add new material

Pada kotak dialog Material Property data, isikan:1. Mendefinisikan Material Data Beton

Nama material : 25Mpa

Material Type : Concrete

Berat jenis beton = 2400 kg/m3 = 2,354E-05 N/mm3

Modulus elastisitas, E = 23500 Mpa

Mutu Beton k300 atau 25 Mpa

Poisson rasio, U = 0,3

2. Mendefinisikan Material Data TulanganNama material : fy390Material Type : RebarBerat Jenis tul.longitudinal = 7,697E-05 N/mm3

Modulus elastisitas, E = 200000 Mpa

Mutu Baja = 390 Mpa

Poisson rasio, U = 0,3

3. Mendefinisikan Frame Section Untuk membuat BALOK 30x40 Klik define ( section properties ( frame sections

Kemudian add new properties ( pada frame section property type pilih concrete ( rectangular

Isikan data lebar dan tinggi balok yang digunakan.

Kemudian untuk membuat KOLOM 40x40 masukan data seperti membuat balok tadi. Dengan memperhatikan concrete reinforcement kemudian isi data seperti gambar dibawah.

D. Menentukan Perletakan

Klik semua perletakan kemudian klik assign ( joint ( restraints kemudian pilih jenis perletakan dengan jepit.

E. Menerapkan Jenis Frame pada Frame Struktur

Aplikasikan material BALOK 30x40 pada balok lantai 1 dan 2, klik seluruh balok KOLOM 40x40 pada kolom

F. Mendefinisikan Beban dan Kombinasi Pembebanan (Load Combination)1. Define Load Pattern

Klik Define ( Load Patterns untuk mendefinisikan jenis-jenis beban kemudian isi data sesuai gambar dibawah dan klik OK.

2. Menentukan Kombinasi Pembebanan

Klik Define ( load combination ( add new combo kemudian isi combinasi seperti dibawah ini

1,2 DEAD + 1,6 LIVEKemudian klik OK

G. Memasukkan Data Data Pembebanan Pada Frame Struktur

Untuk mengaplikasikan beban klik batang sesuai pembebanannya kemudian pilih Assign ( frame Loads ( distributed

1. BebanBeban mati terdiri dari:

beban merata dari dinding dan berat sendiri balok induk sebesar 1335.5 kg/m > klik OK

Beban trapesium dari plat lantai sebesar 932.5 kg/m > klik OK

2. Beban Hidup

Beban Hidup pada Lantai sebesar 625 kg/m > klik OK

Lakukan langkah yang sama pada lantai berikutnya dan portal berikutnya.H. Asumsi Dan Analisa

Dalam penyelesaian portal 3D ini, analisis dibatasi space frame Dari menu utama klik Analyze > Set Analysis Option

Klik pada model Plane Frame > klik OK

Dari menu utama klik Analyze > Run Analysis atau tekan tombol F5 pada keyboard

Klik Run Now pada Select Load Cases To Run

Setelah perintah Run Now pada new window Select Load Cases To Run maka program akan melakukan analisis dan hasilnya akan ditampilkan dalam bentuk deformasi struktur seperti terlihat pada gambar di bawah ini.

I. Menampilkan Gaya Gaya Dalam Struktur

untuk menanpilkan hasil analisisnya klik display ( show forces ( frame/cable klik axial force untuk diagram normal, shear 2-2 untuk lintang, dan moment 3-3 untuk momen. GAMBAR DIAGRAM MOMEN LINTANG DAN NORMAL

Normal

Lintang

MomenTahap Design1. Menentukan peraturan sebagai dasar acuan desain struktur beton bertulang dan parameter-parameter desain beton bertulang yang lain.

Dari main menu klik Design > Concrete Frame Design > View/Revise Preferences

Pada new window Concrete Frame Design Preferences pilih deign code ACI 318-05/IBC 2003, sesuaikan parameter dengan SNI dan klik OK

2. Menentukan kombinasi pembebanan yang akan digunakan untuk design beton bertulang

Dari main menu klik Design > Concrete Frame Design > Select Design Combo

Pilih kombinasi 1 > klik add

Pilih kombinasi 2 > klik add

Klik OK

3. Untuk melihat detail desain beton bertulang dapat mengklik kana tepat pada frame yang diinginkan setelah itu klik summary

4. Melihat hasil dalam bentuk tabulasi dan detail desain beton bertulang dengan klik display dan show table, pilih data yang mau dilihat.

BAB VKESIMPULAN

1. Contoh proyek yang digunakan adalah Proyek Ruko Tiga Lantai dengan data proyek sudah terlampir.

2. Pembebanan dilakukan pada portal melintang, memanjang dan plat lantai. Pembebanan dilakukan dengan program Microsoft Excel.

3. Analisis struktur dilakukan dengan menggunakan SAP 2000 Versi14 dengan langkah-langkah pengerjaan telah dijelaskan pada bab sebelumnya sehingga didapatkan bahwa struktur ruko yang didesain ulang AMAN.

4. Desain dengan menggunakan SAP 2000 mendapatkan hasil tulangan lentur balok di tumpuannya 3 buah dan lapangan 3 buah, sedangkan perhitungan manual mendapatkan hasil tulangan lentur balok di tumpuannya 4 buah dan lapangan 4 buah.TUGAS MATA KULIAH

PERENCANAAN DIBANTU KOMPUTER

HSKB 430

Dosen:

Husnul Khatimi, MT.

Oleh:

M. Nahyyij HusaibiH1A110017

Afriannur H1A110054

Pebri Putra HidayatH1A110087

M. Isra Mawardi H1A110104

Fani Aulia RahmanH1A112026

KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI S-1 TEKNIK SIPIL

BANJARBARU

2015

Ly

Lx

45

45

45

45

45

q = * qplat * Lx

q = * qplat * Lx