wiryantohaki_2011.pdf

8/17/2019 wiryantohaki_2011.pdf

1/57

Seminar dan Pameran HAKI (26-27 Juli 2011)

Flores Ballroom, Hotel Borobudur, Jakarta Pusat

Era Baru Perancan an Struktur Ba aBerbasis Komputer Memakai Direct

Analysis Method (AISC 2010)


2/57

Trend Perkembangan Struktur Baja

di IndonesiaStruktur baja banyak keunggulannya , tapi di Indonesia

Code baja : SNI 03 - 1729 – 2002 relatif tertinggal,a an co e esa n a a co - orme e um a a .

Wa ar ada wacana enerbitan code eraturan baru ,yang konon berubah dan akan berkiblat ke Amerika,

- .

Universitas Pelita harapan


3/57


di merikaSteel code terbaru Amerika telah terbit, AISC 2010

Metode baru Direct Analysis Method (DAM)untuk analisis stabilitas menggantikan metode KL/r

atau Effective Len th Method ELM .DAM metode yang berbasis komputer , tidak

mema a a or pa a e angs ngan a ang.

memakai faktor K, tidak berubah . Cukup diisi K=1 .



4/57


di dunia pada umumnyaKonsep semacam Direct Analysis Method ternyata

- Canada, Australia, Hongkong.

Amerika tertinggal , adopsi LRFD menggantikan

ASD baru tahun 1991, adahal limit-state-desi nyang mirip LRFD telah ada di negara-negara lain.

Jadi perubahan metode di Amerika dari ELM(efective length method ) DAM (direct analysis

method akibat trend dunia an telah berubah .Universitas Pelita harapan


5/57


6/57


7/57


8/57

Jika memakai DAM maka pengaruh pembebanan

memasukkan pengaruh geometry imperfection

struktur itu sendiri .



9/57

Jika memakai DAM maka pengaruh pembebanan

memasukkan pengaruh geometry imperfection

struktur itu sendiri.Pernahkan anda memakai parameter-

parame er a as a am per ungansecara lan sun erencanaan ba a ?



10/57

Parameter penentu stabilitas struktur

baja pada cara lamaJika mempelajari parameter perancangan batang

material (F y) dan stabilitas ( buckling ), maka dengan

ditentukan oleh parameter E, F y, KL/r dan Ag.



11/57

Parameter penentu stabilitas struktur

baja pada cara lamaJika mempelajari parameter perancangan batang





12/57

Parameter penentu stabilitas strukturbaja pada cara lama

Jika mempelajari parameter perancangan batang





13/57


Jika mempelajari parameter perancangan batang





14/57


Ternyata E, F y, KL/r, A g bukanlah faktor utama .

(Galambos 1998, Salmon et.al 2009, Ziemian 2010) .

bucklin / tekuk



15/57


Ternyata E, F y, KL/r, A g strategi penyederhanaan

Sederhana tapi berkorelasi memuaskan dengan dataemp r s as u e sper men a .

Ini erlu karena waktu en usunann a belum bisamengandalkan komputer , masih manual (kalkulator)



16/57

Parameter penentu stabilitas strukturbaja pada cara baru

Saat ini era komputer

,sudah tidak relevan lagi .Perlu tinjauan langsung ke sumber masalah agar

dihasilkan metode baru an sesuai kema uanteknologi yang ada.



17/57

Parameter yang berpengaruh padaperilaku stabilitas elemen (AISC 2005)

Non-linieritas geometri;

Kondisi batas elemen.

Itu mempengaruhi deformasi struktur saat dibebani ,an er ampa pa a gaya-gaya n erna .



18/57

Parameter yang berpengaruh padaperilaku stabilitas elemen (AISC 2005)

Non-linieritas geometri;

Kondisi batas elemen.

Itu mempengaruhi deformasi struktur saat dibebani ,an er ampa pa a gaya-gaya n erna .

Jadi harus dievaluasi sekaligus saat analisa struktur ,


a apa a as engan ana sa e as s asa .


19/57

-

tru tur angs ng e ormas erpengaru n

order analysis keseimbangan setelah berdeformasi.S econd-order-effect, yaitu P- δ dan P- Δ cara lama

1 2 .


N li i i i


20/57

Non-linieritas geometria non- n er geometr s gn an cacat geometr

(initial geometric imperfection ), yaitu – ketidak-lurusan batang ( member out-of-straightness ), – - - - ,

kesalahan fabrikasi / toleransi pelaksanaan

.

Non linieritas geometri


21/57

Non-linieritas geometria non- n er geometr s gn an cacat geometr

(initial geometric imperfection ), yaitu – ketidak-lurusan batang ( member out-of-straightness ), – - - - ,

kesalahan fabrikasi / toleransi pelaksanaan

.


22/57

Elemen struktur baja umumnya berbentuk profil yangdihasilkan dari proses hot-rolled maupun pengelasan .

Keduanya meninggalkan tegangan sisa pada penampangakibat roses endin inan dan adan a restraint.Kondisi itu mengurangi kekuatan elemen akibat stabilitas.



23/57

Source : Guide to Stability Design Criteria forMetal Structures 6 th Ed. (Ziemian 2010)


24/57

Kekuatan batas elemen struktur ditentukan oleh satu atau lebihkondisi batasnya, seperti terjadinya

kelelehan material,e u o a ,

tekuk global berupa tekuk lentur, tekuk torsi maupun tekuktorsi-lentur yang tergantung kondisi penampang.



25/57

Kekuatan batas elemen struktur ditentukan oleh satu atau lebihkondisi batasnya, seperti terjadinya

kelelehan material,e u o a ,

tekuk global berupa tekuk lentur, tekuk torsi maupun tekuktorsi-lentur yang tergantung kondisi penampang.

Ini telah diantisipasi juga pada

metode yang lama, bagian ini tidak


ada perubahan

P t li i t kt t k


26/57

Persyaratan analisis struktur untukDirect Analysis Method

Direct Analysis Method (DAM) adalah metode

Effective Length Method (ELM).uras nya tentu an omputer yang memenu

syarat berikut : – Memperhitungkan deformasi komponen-komponen

struktur dan sambun an an mem en aruhi deformasi

struktur keseluruhan. – Da at men hitun a a- a a batan den an 2nd order

analysis yang memasukkan pengaruh P- Δ dan P- δ


Pengaruh cacat bawaan


27/57

Pengaruh cacat bawaan(initial imperfection )

Cacat bawaan, misal ketidak-lurusan batang akibat

menimbulkan efek destabilizing .

diatasi melalui [1] pemodelan langsung padageometri struktur, atau [2] pembebanan notionalatau beban lateral ekivalen dari sebagian


Penyelesaian dengan cara


28/57

Penyelesaian dengan carapemodelan langsung

Langsung pada titik nodal yang digeserkan ,

perencanaan atau pelaksanaan yang diijinkan.o a penggeseran no a ua se em an agar

memberi efek destabilizing terbesar .Pola dapat mengikuti pola lendutan dari

terjadi.


Penyelesaian dengan cara


29/57

Penyelesaian dengan carapemodelan langsung

6

7

19

20

6

7

19

20

6

7

19

20

5 189

5 189

5 189

3

4

16

17812

11

3

4

16

17812

11

3

4

16

17812

11

2 15 2 15 2 15

1 14 1 14 1 14

a). Ideal b). Imperfection tipe-1 c). Imperfection tipe-2


Beban notional


30/57

level, prosentasi beban vertikal di level tersebutDiberikan pada sistem struktur penahan beban

ravitasi melalui ran ka atau kolom vertikal / dindinsimulasi cacat bawaan ( initial imperfection ).


31/57


32/57

Beban notional ditambahkan bersama-sama beban, ,

memenuhi kriteria Section 2.2b(4) (AISC 2010).Besarnya beban notional adalah

.

i adalah beban notional di level i


i adalah beban gravitasi di level i dari hasil bebankombinasi cara LRFD


33/57

Terjadinya leleh setempat ( partial yielding ) akibat

pelemahan saat mendekati kondisi batas kekuatan.rnya meng as an e e es a z ng seper

yang terjadi akibat adanya geometry imperfection .Direct Analysis Method mengatasi dengan faktor

*= *= . .

Nilainya dari kalibrasi, membandingkan denganana sa s r us p as s as maupun as u esempiris (Galambos 1998).



34/57

Faktor reduksi kekakuan hanya berlaku untuk

dan tidak untuk perhitungan drift (pergeseran),, .

Untuk praktis, dimana τb = 1, reduksi EI* dan EA*diberikan dengan memodifikasi nilai E .,

dipastikan bahwa reduksi E hanya diterapkan pada- .

kuat nominal penampang tidak boleh dikurangi, saat


meng ung e u ors a era a o .


35/57

Source : AISC 2010



36/57

Dalam Direct Analysis Method untuk perencanaan

Sama seperti cara Efective Length Method yaituap er ∼ un u penampang, a au ap er ∼

untuk sambungan (AISC 2005, 2010),Kecuali nilai faktor K pada kelangsingan batang= .


Esensi Direct Analysis Method


37/57

Esensi Direct Analysis Method(AISC 2010)

Hanya bagian analisa struktur untuk menghitung-

perubahan, sebagaimana terlihat di bawah:

P ≤ P Tidak berubah,kecuali ditetapkan Analisis mengikutipersyaratan DAM,

bahwa K=1

analisa strukturcara elastis biasa


Ketersediaan Program Komputer


38/57

g puntuk Second Order Analysis

DAM perlu program analisa struktur orde-2 yang.

di pasaran mampu, tetapi adalah tanggung jawabns nyur memas an sen r .

AISC 2005, 2010 un a benchmark u i bandinuntuk valuasi apakah program mampu menghitung- - .

Dalam uji perlu beberapa beban aksial berbedasesua e an e u .Pen aruh meshin erlu untuk men etahui


ketelitian terhadap perhitungan P- δ.

benchmark uji (AISC 2010)


39/57

j


40/57

Hasil uji benchmark program SAP2000


41/57

Case-1 SAP v7.4

SAP v7.4

SAP v7.4

SAP v14.0

SAP v14.0

Tabel 1. Uji Benchmark CASE-1 terhadap Pengaruh P-

- - - - - - - - - -

P M-mid P M-mid P M-mid P M-mid P M-mid P M-mid

0 235 0 235.2 0 235.20 0 235.20 0 235.20 0 235.20

150 270 150 235.2 150 261.43 150 269.63 150 261.41 150 269.56300 316 300 235.2 300 294.25 300 315.39 300 294.23 300 315.31

450 380 450 235.2 450 336.48 450 379.12 450 336.42 450 378.71

400

350 i p - i n

) Case1 (AISC 2010)

SAP v7 (Pd-off-1#)

- -

250

300

M - m

i d (

SAP v7 (Pd-on-2#)

SAP v14 (Pd-on-1#)

2000 150 300 450

- -

Gaya Aksial P (kips)

Gambar 4. CASE-1: gaya aksial terhadap momen tengah bentang

Hasil uji benchmark program SAP2000


42/57

Tabel 2. Uji Benchmark CASE-2 terhadap Pengaruh P- dan P-

Case-2 SAP v7.4 SAP v7.4 SAP v7.4 SAP v14.0 SAP v14.0(AISC 2010) (P -off-1#) (P -on-1#) (P -on-2#) (P -on-1#) (P -on-2#)

P M-base P M-base P M-base P M-base P M-base P M-base0 336 0 336 0 336.00 0 336.00 0 336.00 0 336.00

. . . .

150 601 150 336 150 599.82 150 600.69 150 599.815 150 599.79

200 856 200 336 200 849.77 200 854.35 200 849.766 200 854.35

800

900

600

700

( k i p - i n

) SAP v7 (Pd-off-1#)

SAP v7 (Pd-on-1#)

300400 M -

b a s v -on-

SAP v14 (Pd-on-1#)SAP v14 (Pd-on-2#)

2000 50 100 150 200

Gambar 5. CASE-2: gaya aksial terhadap momen dasar

SAP2000 sebagai Program Komputer


43/57

Analisa Struktur Orde-2

SAP2000 (versi lama dan baru) dengan meshing

- ,memberikan analisa struktur orde-2 secara teliti .Jika SAP2000 v7.4 yang dianggap out-of-dated ,

di-release jauh hari sebelum DAM (AISC 2005),.

Indikator bahwa modal utama (tool) untuk DAM diIndonesia telah tersedia (tidak menjadi masalah).



44/57

Direct analysis method dapat.

Sebagai contoh akan ditinjau kasus. .

[2] kolom kantilever biasa .


[1] PORTAL EXAMPLE 15.3.1


45/57

(Salmon 2009)

0.2 k/ft dead load 0.8 k/ft snow load

'

0.1 k/ft wind load

W24x84B C

5 '

2 5 '

Quh

lateral bracing

4 x 8 4

W

A D

75'

0.44 k/ft

horz wind load

Gambar 6. Contoh I: Portal Baja dari Salmon (2009)


46/57

Pakai SAP2000 v 7.40 yang kuno bukti bahwa DAM tidak perlu- .


47/57

.Disamakan dengan referensi (Salmon 2009) berat sendiri profil

-, .

682 kip-ft(672)

557 kip-ft556

B C

519 kip-ft(511)

253 kip-ft(250)

18 kips(17.8) 27.1 kips(26.9) A D

58.3 kips(58.5)

61.7 kips(61.6)

Gambar 8. Bending Momen Diagram dan gaya reaksi tumpuan


48/57

<


49/57

<


50/57

o om ng e an a s a sa a.Cara ELM (pakai faktor K)

'

B hitung kapasitas tanpa momen(memang tidak didefinisikan).

5 2 5 '

2 4 x 8 4 Cara DAM pakai analisa

struktur orde-2 keberadaanlateral bracing momen sangat penting initial

imperfection .

fixed

Gambar 9. Contoh II: Kolom bebas

[2] KOLOM KANTILEVER BIASA


51/57

(lanjutan)

Pu = 844.7 Kips

B Ni = 1.69 Kips B

5 '

4 x 8 4

2 5 '

4 x 8 4

2 W 2 W 2

108.5 Kip-ft

fixed A

fixed A(42.3)

a) Model struktur dan beban b) BMD hasil analysis struktur orde-2

Gambar 10. Analisis stabilitas dengan SAP2000 v 7.4


52/57

<


53/57

<

Pembahasan dan kesimpulan( k l i d k )


54/57

(teknologi pendukung)

Perancangan struktur baja LRFD terbaru (AISC,

program komputer dengan analisa struktur orde-2.Teknologi sudah ada di program komersil lama

tahun lalu).a mes nya program yang e up- o- a e pas

telah mendukungnya).


Pembahasan dan kesimpulan(k d h )


55/57

(kesederhanaan cara)

Perancangan struktur baja cara DAM .

Pakai program komputer analisa struktur orde-2 : – Tidak perlu hitung faktor K .

– - pembesaran momen B1 dan B2 (AISC 2005).

signifikan jika strukturnya portal bergoyang dansemacamnya sa a.


Pembahasan dan kesimpulan( l t k SNI b j b )


56/57

(usulan untuk SNI baja yang baru)

Agar tidak tertinggal di era globalisasi

dan pasar bebas , khususnya dalam,

mengadopsi cara DAM , baik sebagai

metode utama (AISC 2010) atau hanya .



57/57

wiryantohaki_2011.pdf

Documents