modul pelatihan sap.pdf

7/22/2019 Modul Pelatihan SAP.pdf

1/17

Perencanaan Struktur Kuda-kudaSusanto Firdaus (085224603822)

[email protected]

Modul Pelatihan SAP 2000 1

PERENCANAAN KUDA-KUDA

A.Pemodelan StrukturAnalisis struktur rangka kuda-kuda dilakukan dengan menggunakan

program bantu SAP v14.2.2. Desain kuda-kuda dimodelkan sebagai berikut :

Gambar 1. Pemodelan struktur kuda-kuda padaSAP

B.Peraturan dan Standar Perencanaan1. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung, SNI 03-

1729-2002

2. Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung, PPPURG1987

3. Tabel Profil Baja

C.Data TeknisBentang kuda-kuda : 12 m

Jarak antar kuda-kuda : 6 m

Profil kuda-kuda : - 2L 50.50.5

- L 40.40.5


2/17


[email protected]


Mutu baja : BJ 37

Alat sambung : bautTegangan leleh minimum (fy) : 240 MPa

Tegangan putus minimum (fu) : 370 MPa

Profil gording : C 125.50.20.3,2

Berat profil gording : 6,13 kg/m

Sudut kemiringan : 17

Penutup atap : metal deck

Berat penutup atap : 12 kg/m

D.Kombinasi Pembebanan1,4 D

1,2 D + 1,6 L

1,2 D + 0,5 L + 0,8 Angin Kanan

1,2 D + 0,5 L0,8 Angin Kanan

1,2 D + 0,5 L + 0,8 Angin Kiri1,2 D + 0,5 L0,8 Angin Kiri

Kombinasi Pembebanan yang diinputkan ke SAP seperti pada gambar berikut :

Gambar. 2 Kombinasi Pembebanan yang digunakan dalam Analisis


3/17


[email protected]


E.Perhitungan Beban1. Beban Mati (Dead Load)

a. Berat Sendiri StrukturBerat sendiri struktur tidak dihitung manual, namun secara otomatis

dihitung oleh SAP.

b. Beban Mati Tambahan (SDL)Beban penutup atap genteng 12 kg/m * 6 m * 1,25 m = 90 kg

Beban gording C 125.50.20.3,2

6,13 kg/m * 6 m = 36,78 kgBeban Utilitas 20 kg/m * 6 m * 1,25 m = 150 kg

Beban Mati Tambahan (SDL)total = 276,78 kg

Beban mati tambahan (SDL)yang bekerja pada struktur kuda-kuda

dimodelkan sebagai beban titik yang terpusat pada tiap joint. Input beban

dilakukan dengan cara Assign Join t LoadsForceSDL , dengan arah

FZ (-). Maksud tanda negatif menunjukkan arah gaya dari atas kebawah.

Input beban mati tambahan pada kuda-kuda ditunjukkan pada

gambar berikut :

Gambar. 3 Input Beban Mati Tambahan (SDL)pada struktur kuda-kuda


4/17


[email protected]


Beban Mati Tambahan (SDL) yang bekerja pada struktur kuda-kuda

ditunjukkan pada gambar berikut :

Gambar. 4 Beban Mati Tambahan (SDL)yang bekerja pada struktur kuda-kuda

2. Beban HidupBerat Pekerja disetiap joint = 100 kg

Berat air hujan = 400,8400,8(17) = 26,4 kg

Beban Hidup Total = 126,4 kg

Beban Hidup (Live Load) yang bekerja pada struktur kuda-kuda

dimodelkan sebagai beban titik yang terpusat pada tiap joint. Input beban

dilakukan dengan cara Assign Join t L oadsForceLi ve, dengan arah

FZ (-). Maksud tanda negatif menunjukkan arah gaya dari atas kebawah.

Input beban mati tambahan pada kuda-kuda ditunjukkan pada gambar

berikut :


5/17


[email protected]


Gambar. 5 Input Beban Hidup (Live Load)pada struktur kuda-kuda

Beban Hidup (Live Load) yang bekerja pada struktur kuda-kuda


Gambar. 6 Beban Hidup (Live Load)pada struktur kuda-kuda

3. Beban AnginBerdasarkan PPPRUG 1987, koefisien angin untuk gedung tertutup adalah

sebagai berikut :


6/17


[email protected]


Tekanan angin diluar daerah pantai (qw) = 25 kg/m

Sudut kemiringan kuda-kuda = 17

Koefisien angin tekan = 0,02- 0,4 = 0,02(17)0,4 = 0,06

Koefisien angin hisap = -0,4

a. Angin Tekan (QT) = Lantar gording * L antar kuda-kuda * koeftekan * qw= 1,25 * 6 * 0,06 * 25

= 11,25 kg

Beban angin vertikal (VT) = QT * cos

= 11,25 * cos 17

= 10,76 kg

Beban angin horisontal (HT) = QT * sin

= 11,25 * sin 17

= 3,29 kg

b. Angin Hisap (QH) = Lantar gording * L antar kuda-kuda * koeftekan * qw= 1,25 * 6 * 0,4 * 25

= 75 kg

Beban angin vertikal (VT) = QT * cos

= 75 * cos 17

= 71,72 kg

Beban angin horisontal (HT) = QT * sin

= 75 * sin 17

= 21,93 kg


7/17


[email protected]


Input beban angin (dari arah kanan) pada struktur kuda-kuda dilakukandengan cara Assign Join t L oadsForce, dengan arah beban sumbu X dan Z

seperti pada gambar berikut.

a. Angin Tekan b. Angin HisapGambar. 7 Input Beban Angin dari arah kanan

Beban angin (Wind Load) dari arah kanan pada struktur kuda-kuda


Gambar. 8 Beban Angin (Wind Load)dari arah kanan pada struktur kuda-kuda

Input beban angin (dari arah kiri) pada struktur kuda-kuda dilakukan dengan

cara Assign Join t LoadsForce, dengan arah beban sumbu X dan Z seperti

pada gambar berikut.


8/17


[email protected]


a. Angin Tekan b. Angin HisapGambar. 9 Input Beban Angin dari arah kiri

Beban angin (Wind Load) dari arah kiri pada struktur kuda-kuda


Gambar. 10 Beban Angin (Wind Load)dari arah kiri pada struktur kuda-kuda

Setelah semua beban dimasukkan, struktur kuda-kuda harus di Release

karena tiap joint kuda-kuda adalah sambungan, maka diasumsikan ada sendi pada

tiap joint dengan cara AssignFrameReleaseMoment 33.


9/17


[email protected]


Gambar. 11AssignFrameRelease, untuk Mengasumsikan Sendi pada Tiap Joint

Struktur kuda-kuda yng telah di release ditunjukkan pada gambar berikut :

Gambar. 12Frame yang telah direleasepada struktur kuda-kuda


10/17


[email protected]


F.Analisis StrukturAcuan perencanaan yang akan digunakan pada analisis dengan SAP adalah

AISC-LRFD 99. Untuk menentukan acuan perencanaan pada SAP dilakukan

dengan cara Design Steel Frame Design View/ Revise Preferences.

Kemuadian pilih AISC-LRFD 99.

Gambar. 13 Steel Frame Design Berdasarkan AISC-LRFD 99.

Memilih kombinasi pembebanan yang bekerja pada struktur dengan cara

Define Steel F rame Design Select Design Combos, seperti ditunjukkan pada

gambar berikut ;


11/17


[email protected]


Gambar. 14Design Load Combination Selection

Karena struktur dianalisis secara 2 dimensi, maka pilih analysis options

dengan sumbu XZ plane.

Gambar. 15 Set Analysis Option XZ Plane.


12/17


[email protected]


Untuk mengetahui dan melihat kemampuan struktur dalam menerima bebandapat dilakukan dengan cara Design Steel F rame Design Star t / check of

structures.

Gambar. 16 rasio kapasitas struktur kuda-kuda.

Sedangkan untuk mengetahui nilai rasio kapasitas (perbandingan tegangan

yang terjadi dengan tegangan yang direncanakan) dapat diketahui dengan cara

Design Steel F rame Design Display Design I nfo PM Ratio Colour and

Values.

Gambar. 17 nili rasio kapasitas struktur kuda-kuda.


13/17


[email protected]


Untuk menampilkan gaya yang bekerja (gaya tekan dan gaya tarik) padastruktur dapat dilakukan dengan cara Display Show TableAnalysis Resul t

Elemenet OutputFrame OutputElement Forces.

Gambar. 16 Tabel Output analisis struktur kuda-kuda.

G. Kontrol HitunganDari outout SAPdiperoleh :

Gaya tarik maksimum = 81671,78N

Gaya tekan maksimum = 85402,23N

Profil baja yang dianalisis adalah 2L 50.50.5 dengan spesifikasi sebagai

berikut :

Gambar 17. Section Properties


14/17


[email protected]


Mutu Baja yang digunakan adalah BJ 37

Tegangan leleh minimum (fy) = 240 MPa

Tegangan putus minimum (fu) = 370 MPa

Modulus Elastisitas (Es) = 200000 MPa

Luas Penampang (A) = 960 mm2

Tinggi penampang = 50 mm

Tebal =5 mm

Lebarpenampang = 105 mm

Tebalpelat simpul = 5 mm

1. Analisis Batang Tarika. Cek kekuatan Batang Tarik (strength)

Tegangan tarik yang terjadi,

= 85,07N/mm

Tegangan tarik rencana,

r = * fy

r = 0,9 * 240 = 216N/mm

Rasio tegangan,

stress ratio =

= 0,394 < 1 OK,,,

Syarat, < r

85,07 N/mm< 216 N/mm OK


15/17


[email protected]


b.

Cek kekakuan Batang Tarik (stiffeness)Momen Inersia penampang,I= 110000 mm4

Jari-jari girasi,

i =

=

= 15,14 mm

Panjang batang, Lk = 1200 mm

Nilai kelangsingan, =

=

= 79,26

syarat kelangsingan batang tarik,

< 300

79,26 < 300 OK

2. Analisis Batang Tekana. Cek kekuatan Batang Tekan (strength)

Panjang batang, L = 1254,83 mm

Faktor panjang efektif, k = 1 (ujung batang dimodelkan sendi)

Panjang tekuk batang, Lk = k * L = 1 * 1254,83 = 1254,83 mm

Jari-jari girasi,

i = =

= 15,14 mm

Kelangsingan batang tekan,

c=

= = 0,910,25 < c < 1,2 =

-

=

-

= 1,44


16/17


[email protected]


Tegangan tekan yang terjadi,

=

=

= 88,96N/mm2

Tegangan tekan rencana,

r =

= 0,85 *

= 141,67N/mm2

Rasio tegangan, stress ratio =

< 1=

= 0,63 < 1 OK

Syarat, < r

88,96 < 141,67 OK

c. Cek Kekakuan Batang Tekan (Stiffenes)Panjang Batang, Lk = 1254,83 mm

Jari-jari girasi,

i =

=

= 15,14 mm

kelangsingan batang,

=

=

= 79

syarat kelangsingan batang tarik,

< 200

82,88 < 200 OK


17/17


[email protected]


3.

Cek Lendutan Maksimum yang terjadiLendutan yang terjadi akibat beban mati dan beban hidup dapat diketahui

langsung dari SAP dengan cara. Display Show Deformed Shapes seperti

ditunjukkan pada gambar berikut.

Gambar 18. Lendutan maksimum yang terjadi pada struktur

Kontrol lendutan :

Lendutan yang terjadi < Lendutan yang diijinkan

15,30 mm < 1/300 * L = 1/300 * 12000 mm= 40 mm

15,30 mm < 40 mm OK

H. KesimpulanDari hasil analisis yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa

struktur kuda-kuda aman dan mampu menerima kombinasi beban-beban yang

direncanakan, meliputi : beban mati, beban hidup, dan beban angin.

modul pelatihan sap.pdf

Documents