128_Modul SAP 2000 VER 7_Widyaloka

Menggunakan

SAP 2000

Komp. Duta Merlin Blok E 27 Jl. Gajah Mada 3-5

KATA PENGANTAR

Pertama-tama penuls panjatkan Puji dan Syukur kehadirat Allah SWT karena perkenan-Nya jualah, maka penulis buku ini dapat diselesaikan.

Buku yang diberi judul “MENGGUNAKAN SAP 2000” dimaksudkan untuk membantu para siswa Widyaloka, khususnya yang mempelajari SAP 2000 menguasai materi pelajaran yang minimal harus dikuasai disamping pelajaran yang diberikan instruktur.

Bagi para instruktur, buku ini tidak perlu digunakan secara kaku tetapi dapat digunakan secara fleksibel. Penulis mengharapkan pelajaran yang ada didalam buku ini adalah pelajaran minimal yang diberikan kepada siswa, termasuk kemampuan siswa mengerjakan Latihan-latihan Soal yang ada dibagian terakhir.

Sesuai dengan situasi dan kondisinya, terutama untuk kelas-kelas privat para instruktur dapat saja menambahkan pelajaran diluar buku ini untuk merangsang siswa belajar lebih jauh.

Pada kesempatan ini penulis ucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Pimpinan Widyaloka dan semua pihak yang telah membantu selesainya penulisan buku ini. Semog buku ini bermanfaat bagi para pembaca sekalian.

Akhir kata karena “TAK ADA GADING YANG TAK RETAK” maka penlis sangat mengharapkan saran dan kritik dari seluruh rekan-rekan di Widyaloka dan para pembaca sekalian guna perbaikan di masa-masa yang akan datang.

Surabaya, May 2006 Penulis,

Teguh Santoso SPd

~ Widyaloka ~ SAP2000/i

DAFTAR ISI

Hal I. MENGENAL SAP2000 ............................................................................ 1

I.1 Memulai SAP2000 ............................................................................ 1 I.2 Memahami elemen-elemen dalam tampilan SAP2000...................... 1 I.2.1 Toolbar.................................................................................... 2 I.2.2 New Interface ......................................................................... 4 I.3 Sistem Koordinat .............................................................................. 4 I.3.1 Sistem Koordinat Global ....................................................... 4 I.3.2 Sistem Koordinat Lokal ......................................................... 4 I.4 Bentuk Penampang ........................................................................... 5 I.5 Material Property .............................................................................. 5 I.6 Beban pada Struktur .......................................................................... 6 I.6.1 Berat sendiri ........................................................................... 6

I.6.2 Beban terpusat pada elemen .................................................. 6 I.6.3 Beban merata pada elemen .................................................... 6 I.7 Derajat Kebebasan (DOF) ................................................................. 8

II. STRUKTUR DENGAN BEBAN STATIK (METODE FILLET ELEMENT) ........................................................... 9 II.1 Model Sloped/jembatan Model Struktur............................................ 10 II.1.1 Menentukan geometri model struktur .................................... 10 II.1.2 Mendefinisikan Jenis & Kuat bahan/material ....................... 11 II.1.3 Mendefinisikan Dimensi ........................................................ 11 II.1.4 Mendefinisikan Macam Beban .............................................. 12 II.1.5 Mendefinisikan Kombinasi Beban Rencana .......................... 12 II.1.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil ............................. 13 II.1.7 Menempatkan Beban yang Bekerja ........................................ 13 II.1.8 Memeriksa Input Data ........................................................... 14 II.1.9 Analisis Mekanika Teknik ..................................................... 15 II.1.10 Design/Chech Struktur .......................................................... 16 II.1.11 Modifikasi Struktur/ReDesign ............................................... 16 II.2 Model Kuda-kuda Truss 2 Dimensi .................................................. 18 II.2.1 Menentukan geometri model struktur .................................... 18 II.2.2 Mendefinisikan Jenis & Kuat bahan/material ....................... 20 II.2.3 Mendefinisikan Dimensi ........................................................ 20 II.2.4 Mendefinisikan Macam Beban .............................................. 21 II.2.5 Mendefinisikan Kombinasi Beban Rencana .......................... 21 II.2.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil ............................. 21 II.2.7 Menempatkan Beban yang Bekerja ........................................ 22 II.2.8 Memeriksa Input Data ........................................................... 23 II.2.9 Analisis Mekanika Teknik ..................................................... 23 II.2.10 Design/Chech Struktur .......................................................... 24 II.3 Model Gable/Frame 2 Dimensi ......................................................... 25 II.3.1 Menentukan geometri model struktur .................................... 25 II.3.2 Mendefinisikan Jenis & Kuat bahan/material ....................... 26 II.3.3 Mendefinisikan Dimensi ........................................................ 27 II.3.4 Mendefinisikan Macam Beban .............................................. 27 II.3.5 Mendefinisikan Kombinasi Beban Rencana .......................... 27

~ Widyaloka ~ SAP2000/ii

II.3.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil ............................. 28 II.3.7 Menempatkan Beban yang Bekerja ........................................ 28 II.3.8 Memeriksa Input Data ........................................................... 29 II.3.9 Analisis Mekanika Teknik ..................................................... 30 II.3.10 Design/Chech Struktur .......................................................... 30 II.3.11 Modifikasi Struktur/ReDesign ............................................... 31 II.4 Model Portal Beton 2 Dimensi ......................................................... 32 II.4.1 Menentukan geometri model struktur .................................... 32 II.4.2 Mendefinisikan Jenis & Kuat bahan/material ....................... 33 II.4.3 Mendefinisikan Dimensi ........................................................ 33 II.4.4 Mendefinisikan Macam Beban .............................................. 34 II.4.5 Mendefinisikan Kombinasi Beban Rencana .......................... 35 II.4.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil ............................. 35 II.4.7 Menempatkan Beban yang Bekerja ........................................ 36 II.4.8 Memeriksa Input Data ........................................................... 37 II.4.9 Analisis Mekanika Teknik ..................................................... 37 II.4.10 Design/Chech Struktur .......................................................... 38 II.4.11 Modifikasi Struktur/ReDesign ............................................... 39 II.5 Model Portal Prestress 2 Dimensi ..................................................... 41 II.5.1 Menentukan geometri model struktur .................................... 40 II.5.2 Mendefinisikan Jenis & Kuat bahan/material ....................... 42 II.5.3 Mendefinisikan Dimensi ........................................................ 42 II.5.4 Mendefinisikan Macam Beban .............................................. 43 II.5.5 Mendefinisikan Kombinasi Beban Rencana .......................... 43 II.5.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil ............................. 44 II.5.7 Menempatkan Beban yang Bekerja ........................................ 45 II.5.8 Memeriksa Input Data ........................................................... 46 II.5.9 Analisis Mekanika Teknik ..................................................... 46 II.5.10 Design/Chech Struktur .......................................................... 47 II.6 Model Elemen Non-Prismatis 2 Dimensi ......................................... 49 II.6.1 Menentukan geometri model struktur .................................... 49 II.6.2 Mendefinisikan Jenis & Kuat bahan/material ....................... 50 II.6.3 Mendefinisikan Dimensi ........................................................ 51 II.6.4 Mendefinisikan Macam Beban .............................................. 51 II.6.5 Mendefinisikan Kombinasi Beban Rencana .......................... 52 II.6.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil ............................. 52 II.6.7 Menempatkan Beban yang Bekerja ........................................ 53 II.6.8 Memeriksa Input Data ........................................................... 53 II.6.9 Analisis Mekanika Teknik ..................................................... 53 II.7 Model Elemen Shell/Plat .................................................................. 55 II.7.1 Tangkki Air ............................................................................ 55 II.7.1.1 Menentukan geometri model struktur ..................... 55 II.7.1.2 Mendefinisikan Jenis & Kuat bahan/material ......... 56 II.7.1.3 Mendefinisikan Dimensi ......................................... 57 II.7.1.4 Mendefinisikan Macam Beban ................................ 57 II.7.1.5 Mendefinisikan Kombinasi Beban Rencana ........... 57 II.7.1.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil ............... 58 II.7.1.7 Menempatkan Beban yang Bekerja.......................... 58 II.7.1.8 Memeriksa Input Data ............................................. 58 II.7.1.9 Analisis Mekanika Teknik ....................................... 58

~ Widyaloka ~ SAP2000/iii

II.7.2 Kubah ..................................................................................... 60 II.7.2.1 Menentukan geometri model struktur ..................... 60 II.7.2.2 Mendefinisikan Jenis & Kuat bahan/material ......... 61 II.7.2.3 Mendefinisikan Dimensi ......................................... 61 II.7.2.4 Mendefinisikan Macam Beban ................................ 62 II.7.2.5 Mendefinisikan Kombinasi Beban Rencana ........... 62 II.7.2.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil ............... 62 II.7.2.7 Menempatkan Beban yang Bekerja.......................... 63 II.7.2.8 Memeriksa Input Data ............................................. 63 II.7.2.9 Analisis Mekanika Teknik ....................................... 63 II.7.3 Plat Lantai .............................................................................. 65 II.7.3.1 Menentukan geometri model struktur ..................... 65 II.7.3.2 Mendefinisikan Jenis & Kuat bahan/material ......... 66 II.7.3.3 Mendefinisikan Dimensi ......................................... 66 II.7.3.4 Mendefinisikan Macam Beban ................................ 67 II.7.3.5 Mendefinisikan Kombinasi Beban Rencana ........... 67 II.7.3.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil ............... 68 II.7.3.7 Menempatkan Beban yang Bekerja.......................... 68 II.7.3.8 Memeriksa Input Data ............................................. 69 II.7.3.9 Analisis Mekanika Teknik ....................................... 69 II.7.4 Tangga ................................................................................... 70 II.7.4.1 Menentukan geometri model struktur ..................... 70 II.7.4.2 Mendefinisikan Jenis & Kuat bahan/material ......... 71 II.7.4.3 Mendefinisikan Dimensi ......................................... 72 II.7.4.4 Mendefinisikan Macam Beban ................................ 72 II.7.4.5 Mendefinisikan Kombinasi Beban Rencana ........... 73 II.7.4.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil ............... 73 II.7.4.7 Menempatkan Beban yang Bekerja.......................... 73 II.7.4.8 Memeriksa Input Data ............................................. 74 II.7.4.9 Analisis Mekanika Teknik ....................................... 74

III. STRUKTUR DENGAN BEBAN DINAMIK ......................................... 76 III.1 Analisis Ragam Spectrum (SPEC) .................................................... 76 III.2 Analisis Respon Riwayat Waktu (Timeh) ........................................ 77 III.3 Massa ................................................................................................ 77 III.4 Metode Portal Baja 2 Dimensi .......................................................... 78 III.4.1 Menentukan geometri model struktur .................................. 78 III.4.2 Mendefinisikan Jenis & Kuat bahan/material ...................... 79 III.4.3 Mendefinisikan Dimensi ...................................................... 80 III.4.4 Mendefinisikan Macam Beban ............................................ 80 III.4.5 Menempatkan dimensi Penampang Profil ........................... 81 III.4.6 Menempatkan Beban yang Bekerja ...................................... 81 III.4.6.1 Menentukan beban elemen DL dan LL ................ 81 III.4.6.2 Menentukan beban gempa statik .......................... 82 III.4.6.3 Menentukan beban gempa RAGAM SPECTRUM

RESPON ............................................................... 82 III.4.6.4 Menentukan beban gempa dinamik TIME HISTORY 83 III.4.7 Memeriksa Input Data ......................................................... 84 III.4.8 Analisis Mekanika Teknik ................................................... 84 III.4.9 Design/Chech Struktur ......................................................... 85


III.5 Model Frame Beton 3 Dimensi ......................................................... 86 III.5.1 Menentukan geometri model struktur .................................. 87 III.5.2 Mendefinisikan Jenis & Kuat bahan/material ...................... 87 III.5.3 Mendefinisikan Dimensi ...................................................... 88 III.5.4 Mendefinisikan Macam Beban ............................................ 88 III.5.5 Menempatkan dimensi Penampang Profil ........................... 88 III.5.6 Menempatkan Beban yang Bekerja ...................................... 89 III.5.6.1 Menentukan beban elemen DL dan LL ................ 89 III.5.6.2 Menentukan beban gempa statik .......................... 89 III.5.6.3 Menentukan beban gempa RAGAM SPECTRUM

RESPON ............................................................... 90 III.5.6.4 Menentukan beban gempa dinamik TIME HISTORY 90 III.5.7 Memeriksa Input Data ......................................................... 91 III.5.8 Analisis Mekanika Teknik ................................................... 91

SOAL-SOAL LATIHAN

~ Widyaloka ~ SAP2000/1

I. MENGENAL SAP2000 Sap2000 merupakan program versi terakhir yang paling lengkap dari seri-seri program analisis struktur SAP, baik SAP80 maupun SAP90. Keunggulan program SAP2000 antara lain ditunjukkan dengan adanya fasilitas untuk disain elemen, baik untuk material baja maupun beton . Disamping itu juga adanya fasilitas Baja dengan mengoptimalkan penampang, sehingga pengguna tidak perlu menentukan profil untuk masing-masing elemen, tetapi cukup memberikan data profil secukupnya, dan program akan memilih sendiri profil yang paling optimal atau ekonomis. I.1 Memulai SAP2000 Jika Anda untuk pertama kali menjalankan Autoacad, maka kotak dialog Startup akan ditampilkan. Untuk memulai SAP2000, lakukan langkah-langkah sebagai berikut : 1. Dari MS Windows pilih menu Start/Programs/SAP2000 Nonlinier. Dalam

komputer akan muncul tampilan seperti gambar 1.1 dibawah ini.

Gambar 1.1 Tampilan

menu untuk menjalankan SAP2000

I.2 Memahami elemen-elemen dalam tampilan SAP2000 Elemen-elemen yang ada dalam tampilan SAP2000 dapat dilihat dalam gambar 1.2 dibawah ini.

Gambar 1.2 Elemen-elemen yang ada dalam

tampilan


I.2.1 Toolbar Penjelasan Icon Toolbar secara singkat terlihat pada tabel dibawah ini. Icon Nama Icon Fungsi

New Model Memulai membuat model struktur baru

Open *.SDB File Membuka file SAP2000 yang sudah disimpan

Save Mode Menyimpan data model terakhir

Undo Membatalkan perintah/perubahan yang terakhir dikerjakan

Redo Membatalkan perintah Undo terakhir

Refresh Window Menampilkan window dengan data baru

Lock/Unlock Model Membuka lock setelah analisis untuk merubah data model

Run Analysis Untuk melakukan analisis model

Zoom Memperbesar obyek yan dipilih dengan mouse

Restore Full View Mengembalikan model pada tampak keseluruhan

Restore Previous View Mengembalikan model pada tampak sebelumnya

Zoom In Memperbesar tampak model

Zoom Out Memperkecil tampak model

Pan Menggeser model pada window

Show 3-D View Menampilkan model dalam 3D ( 3 Dimensi )

Show 2-D View of X-Y/r-Θ Plane

Menampilkan model dalam 2D sejajar bidang X-Y/r-Θ

Show 2-D View of X-Z/r-Z Plane

Menampilkan model dalam 2D sejajar bidang X-Y/r-Z

Show 2-D View of Y-Z/Θ - Z Plane

Menampilkan model dalam 2D sejajar bidang X-Y/Θ-Z

Perspective Toggle Menampilkan model dalam prespektif 3D

Shrink Elements Menampilkan elemen tidak penuh

Set Element Mengatur tampilan property elemen yang diinginkan

Up One Gridline Memindahkan satu garis grid ke atas pada tampak 2D

Down One Gridline Memindahkan satu garis grid ke bawah pada tampak 2D


Icon Nama Icon Fungsi

Pointer Tool Untuk memilih satu elemen atau dengan windowing

Select All Memilih semua elemen

Restore Previous Selection

Memilih ulang elemen yang terakhir kali dipilih

Clear Selection Membatalkan elemen yang dipilih

Set Intersecting Line Select Mode

Memilih elemen dengan garis intersecting

Reshape Element Untuk memindah elemen dengan memilihnya, kemudian ujungnya atau joint-nya dipindahkan

Add Special Joints Menambahkan joint khusus, yang tidak otomatis ditentukan pada saat menggambar elemen

Draw Frame Element Menggambar elemen frame dari joint ke joint

Draw Shell Element Menggambar elemen shell dari sudut ke sudut

Quick Draw Frame Menggambar elemen frame diantara garis grid

Quick Draw Shell Element

Menggambar elemen shell diantara garis grid

Draw Quadrilateral Shell Element

Mengambar elemen shell quadrilateral

Assign Joint Restraints Untuk menentukan restraint translasi dan rotasi

Assign Frame Sections Untuk menentukan potongan dan material property frame

Assign Shell Sections Untuk menentukan potongan dan material property shell

Assign Joint Load Untuk menentukan beban joint

Assign Frame Span Loading

Untuk menentukan beban merata dan terpusat elemen frame

Assign Shell Uniform loading

Untuk menentukan beban merata elemen shell

Show Underformed Shape Menampilkan bentuk tak terdeformasi struktur

Display Static Deformed Shape

Menampilkan struktur terdeformasi akibat beban statik

Display Mode Shape Menampilkan mode struktur akibat beban dinamik

Joint Reaction Forces Menampilkan gaya-gaya reaksi pada dukungan

Members Forces Diagram for Frame

Menampilkan diagram gaya-gaya pada frame


Icon Nama Icon Fungsi

Elemen Forces/Stress Countour for Shell

Menampilkan gaya-gaya atau kontour tegangan pada shell

Set Output Table Mode Menampilkan text output joint atau elemen pada layar

I.2.2 New Interface 1. SAP2000 versi baru telah terpadu dalam operasi windows secara penuh. 2. Model yang dibuat, dianalisis, didisain dan keluaran hasilnya ditampilkan pada

window (jendela yang sama). 3. Model dapat ditampilkan dalam beberapa window, maksimum 4 window. 4. Element frame yang ditampilkan dalam garis tunggal adalah sumbu pusat beratnya

(centrelines). 5. Model dapat juga ditampilkan dalam pandangan perspektif dengan menekan tombol

. 6. Konteks help yang diinginkan dapat ditampilkan dalam bentuk ‘form’ dengan

menekan tombol kanan mouse. 7. Informasi detail tentang batang dan joint pada model dimungkinkan juga dengan

menekan tombol mouse kanan pada batang atau joint yang diinginkan, misalnya tentang moment, displacements joint atau connectivity dan lain sebagainya.

I.3 Sistem Koordinat

Setiap model struktur menggunakan koordinat yang berbeda untuk menentukan joint dan arah beban, displacement, gaya dalam dan tegangan. Pengetahuan tentang sistem koordinat ini sangat penting bagi pengguna, karena untuk menentukan model dan mengterprestasikan hasil-hasil keluaran dari program, pengguna harus memahami sistem koordinat ini. Semua sistem koordinat ditunjukkan dengan sumbu tiga dimensi, menggunakan aturan tangan kanan dan menggunakan sistem cartesius (segi-empat). I.3.1 Sistem Koordinat Global Sistem koordinat Global X-Y-Z digunakan untuk memberikan lokasi dua titik, sepasang sudut, atau dengan memberikan arah koordinat. SAP2000 selalu mengasumsikan sumbu Z arahnya vertikal, dengan Z+ arah ke atas. I.3.2 Sistem Koordinat Lokal Sistem koordinat Lokal 1-2-3 digunakan untuk menentukan potongan property, beban dan gaya-gaya keluaran. Untuk menentukan sistem koordinat lokal elemen yang umum dapat menggunakan orientasi default dan sudut koordinat elemen frame, yang dapat dijelaskan sebagai berikut: 1. Sumbu lokal 1 arah selalu memanjang arah sumbu elemen, arah positif ialah dari

ujung i ke ujung j. 2. Orientasi default sumbu lokal 2 dan 3 ditentukan oleh hubungan diantara sumbu 1

dan sumbu global Z sebagai berikut :


a. Jika sumbu lokal 1 arahnya horisontal, maka bidang 1-2 dibuat sejajar dengan sumbu Z.

b. Jika sumbu lokal 1 arahnya ke atas (Z+) maka arah sumbu lokal 2 sejajar dengan sumbu X+.

c. Sumbu lokal 3 arahnya selalu horisontal sumbu bidang X-Y. I.4 Bentuk Penampang Bentuk penampang yang geometrik property-nya secara otomatis dihitung oleh program ditunjukkan pada gambar 1.3. Ukuran yang diperlukan pada setiap penampang ditunjukkan pada gambar.

Gambar 1.3 Bentuk penampang Geometrik property potongan juga dapat diperoleh dari file database. Tiga database yang diberikan oleh program SAP2000 ialah 1. AISC.PRO, ialah profil yang sesuai dengan standard America Institute of Steel

Construction. 2. CISC.PRO, ialah profil yang sesuai dengan standard Canadian Institute of Steel

Construction. 3. SECTIONS.PRO yang merupakan copy-an dari AISC.PRO. I.5 Material Property Property material yang akan digunakan untuk penampang meliputi 1. Modulus Elastisitas e1, untuk kekakuan aksial dan lentur. Berdasarkan SKSNI 3.1.5 Ec = 4700√fc’ atau non pratekan Ec = 20000 Mpa. Untuk baja E = 210 000 kN/m2 (21 Mpa).

2. Modulus geser g12 untuk kekakuan torsi dan kekakuan geser melintang, yang dihitung dari e1 dan angka Poison u12.

t2

t3

2

3

2

3 t3tw

2

3

tf

(a) SH=R (b) SH=P (c) SH=B

t2t

11

t2

tf t3tw

t2b

2 3

23

t2tf

tw

t2

tw23

tf

tft3

(d) SH=I (e) SH=T (f) SH=C

tf

tw23 t3

t2

t2tf 2

3 tw

dls

t3

(g) SH=L (h) SH=2L


3. Kerapatan massa per-unit volume m untuk menghitung massa elemen, ambil rumus m = w/9,81 dimana w berat sendiri per unit.

4. Berat sendiri per-unit volume w untuk menghitung beban berat sendiri beton w = 24000 kg/m3 dan berat sendiri baja w = 7850 kg/m3 (78.5 kN/m3)

I.6 Beban Pada Struktur Beban yang bekerja pada struktur ada beberapa macam diantaranya ialah berat sendiri struktur, beban yang bekerja pada elemen, beban yang bekerja pada gempa dan beban dinamik. I.6.1 Berat Sendiri Besarnya beban berat sendiri sama dengan berat volume w dikalikan dengan luas penampang d. Berat sendiri arahnya selalu ke bawah, searah dengan sumbu –Z. Berat sendiri ini dikalikan dengan faktor skala yang ditentukan untuk seluruh struktur. I.6.2 Beban Terpusat pada Elemen Beban terpusat pada elemen digunakan untuk menentukan gaya terpusat dan momen yang bebas dikerjakan pada sepanjang elemen. Lokasi beban dapat ditentukan dengan salah satu cara dibawah ini.

Gambar 1.4 Menentukan beban terpusat elemen I.6.3 Beban Merata pada Elemen Beban merata pada elemen digunakan untuk menentukan gaya dan momen yang bekerja pada sepanjang elemen frame. Intensitas beban dapat berupa beban merata atau trapesium.

uz

2

3

1

2

3

1rz

(a) Gaya arah sumbu global Z (b) Momen arah sumbu global Z

(d) Momen arah sumbu lokal 2 (c) Gaya arah sumbu lokal 2

2

3 3

1u2

2

r21

Semua gaya bekerja ditengah bentang

Z

X Y


Gambar 1.5 Menentukan beban merata pada elemen

Gambar 1.6 Menentukan beban trapesium pada elemen

(d) Momen arah sumbu lokal 2 (c) Gaya arah sumbu lokal 2

X

3Z

3

Semua gaya bekerja ditengah bentang(b) Momen arah sumbu global Z (a) Gaya arah sumbu global Z

2

2

1

3

2

r2

3

1uz

2

1

rz1

u2

sumbu global

Sumbu 2

(a) Beban merata setengah bentang

rdb = 0.5

Sumbu 1

10 20

u2a = -5 rda = 0.0

u2b = -5

20

(b) Beban trapesium

u3b = 5u3a = 0db = 4da = 0

Sumbu 3

Sumbu 1 4

16

db = 16

u3b = 5u3a = 5

da = 4

db = 20 u3b = 0 u3a = 5 da = 16

u2b = 10u2a = 10db = 16da = 10

1016

4

(c) Beban merata bersusun

db = 4Sumbu 2 u2b = 5u2a = 5

da = 4

Sumbu 110

5


I.7 Derajat Kebebasan (DOF) Defleksi dari struktur ditentukan oleh displacement joint, setiap joint pada model struktur mempunyai enam komponen displacement, yaitu 1. Joint mengalami translasi ke arah tiga sumbu lokal, yang diberi notasi U1, U2 dan

U3. 2. Joint mengalami rotasi terhadap tiga sumbu lokal yang diberi notasi R1, R2 dan R3. Ke-enam komponen displacement tersebut diketahui sebagai derajat kebebasan, dan digambarkan seperti pada gambar 1.7.

Gambar 1.7 Enam derajat kebebasan joint pada sistem koordinat lokal Dalam teori Mekanika Teknik yang kita pelajari dibangku kuliah selama ini, ada 3 macam dukungan yang sering dibahas yaitu : 1. Jepit : Mampu menahan gaya vertikal, horisontal dan moment. 2. Sendi : Mampu menahan gaya vertikal dan horisontal. 3. Roll : Hanya mampu menahan gaya vertikal.

Gambar 1.8 Contoh restraint pada dukungan

U3

U1 U2 R1

R2

R3

5 7

8 6

3 1 4

2 jepit

sendi rol spring

jepitrol sendi 1 2 3

4 5 6

(a) Struktur Frame 3D

Z

X Yglobal

Joint Restraint1 U1, U2, U32 U33 U1, U2, U3, R1, R2, R34 tidak ada

Semua

23

1

Joint

U1, U2, R3

U3, R1, R2

U1, U2

U2

Restraint Z

global X

(b) Struktur Frame 2D Bidang X-Z


II. STRUKTUR DENGAN BEBAN STATIK (METODE FILLET ELEMENT)

Secara garis besar, perancangan model struktur frame dengan SAP2000 ini akan melalui 7 tahapan, yaitu : 1. Menentukan geometri model struktur. 2. Mendefinisikan data-data

a. Jenis dan kekuatan bahan Sudah tersedia 3 jenis material/bahan yaitu Concrete (beton), Steel (baja), dan Other (yang lain). • Modulus Elastisitas e1, untuk kekakuan aksial dan lentur. Berdasarkan

SKSNI 3.1.5 Ec = 4700√fc’ atau non pratekan Ec = 20000 Mpa. Untuk baja E = 210 000 kN/m2 (21 Mpa)

• Tegangan leleh baja atau tulangan longitudinal U40 fy = 400 000 kN/m2 (400 Mpa) U32 fy = 320 000 kN/m2 (320 Mpa)

• Tegangan tekan beton K225 fc = 17890 kN/m2 (17.89 Mpa) K250 fc = 20110 kN/m2 (20.11 Mpa) K300 fc = 24160 kN/m2 (24.16 Mpa) K350 fc = 29180 kN/m2 (29.18 Mpa)

• Tegangan leleh tulangan geser U22 fy = 220 000 kN/m2 (220 Mpa) U24 fy = 240 000 kN/m2 (240 Mpa)

• Kuat geser beton fcs = 15 000 kN/m2 (15 Mpa) fcs = 20 000 kN/m2 (20 Mpa)

b. Dimensi penampang elemen struktur (lihat gambar 1.3 bentuk penampang) c. Macam beban (Load Case) d. Kombinasi pembebanan

Untuk peraturan baja AISC-LRFD • 1.4 DL • 1.2 DL + 1.6 LL • 1.2 DL + 0.5 LL ± 0.8 W Untuk peraturan Beton SKSNI 1991 • 1.2 DL + 1.6 LL • 1.05 DL + 0.6 LL ± 1.05 E Untuk peraturan beton prestress SKSNI 1991 • 1.2 DL + 1.6 LL + 1.2 P • 1.05 DL + 0.6 LL + 1.05 P + 1.05 E Dimana : DL = beban mati E = beban gempa LL = beban hidup P = beban prestress W = beban angin

3. Menempatkan (assign) data yang telah didefinisikan ke model struktur • Data penampang • Data beban


4. Menentukan input data 5. Analisis Mekanika Teknik 6. Disain struktur

Sebelum memberikan perintah design, edit dulu reduksi kekuatan bahan sesuai SKSNI SKSNI ACI Lentur φ = 0.80 φ = 0.90 Geser φ = 0.60 φ = 0.85 Lentur + aksial (sengkang) φ = 0.65 φ = 0.70 Lentur + aksial (spiral) φ = 0.70 φ = 0.75

7. Modifikasi struktur/ReDesign II.1 Model sloped/jembatan Truss 2 dimensi Contoh soal 2.1 : Sebuah truss 2 dimensi terdiri dari 5 bentang seperti gambar 2.1 unit kN-m. Properti elemen atas dan diagonal terdiri dari profil baja, 2xL5x5x3/4-3/8, elemen bawah 2xL4x4x1/2-3/8 dalam satuan inchi. Berat sendiri masuk pada load case DL, tegangan minimum fy = 240 Mpa.

Gambar 2.1 Model Sloped Truss 2 Dimensi II.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.

Gambar 2.2 Model struktur

5 x 4 m = 20 m

DL = 50 kN LL = 200 kN

DLLL LL

DLLL DL

4 m

(a) Model truss 2D

5' 3/8'

5' 3/4'

5'

(b) Potongan batang atas dan diagonal (c) Potongan batang bawah

4'1/2'

3/8'4' 4'


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

Jumlah bentang = 5 Ketinggian truss = 4 Panjang baris struss = 4 Restraints box : check ( √ ) Gridlines box : check ( √ )

Gambar 2.3 Data Geometri

II.1.2 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 2.4 Pilihan untuk jenis bahan

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

Gambar 2.5 Properti Data

bahan baja

II.1.3 Mendefinisikan Dimensi 1. Pilih menu Define/Frame Sections..

Ada 2 pilihan yang disediakan : • Mengimpor dari data yang disediakan oleh SAP2000 di file SECTION.PRO


• Menambahkan data profil yang baru Mengimpor adalah langkah yang paling mudah. Klik pada Import Double Angle pada drop down Import.

2. Pada list box Double Angle Klik ganda pada 2L5x5x3/4-3/8, lalu klik OK

Gambar 2.6 Mendefinisikan dimensi penampang

3. Ulangi langkah nomor 1 dan 2 untuk 2L4x4x1/2-3/8

II.1.4 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

Gambar 2.7 Definisi jenis beban rencana

II.1.5 Mendefinisikan Kombinasi Beban Rencana 1. Pilih menu Define/Load Combinations… 2. Klik tombol Add New Combo 3. Untuk DSTL1, 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 DSTL2 1.2 DL dan 1.6 LL. Gambar 2.8 Kombinasi beban


II.1.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil Ada 3 cara untuk pemilihan elemen/joint, hasil pemilihan ditandai dengan garis putus-putus:

• Klik pada elemen

• Dengan windowing dengan tombol

• Memilih elemen dengan garis intersection Ada 2 cara untuk pembatalan pemilihan

• Klik pada satu atau beberapa elemen • Batal semua pemilihan dengan tombol

1. Pilih elemen atas dan diagonal. 2. Pilih menu Assign/Frame/Sections… atau 3. Pilih 2L5x5x3/4-3/8 pada Name lalu klik OK. 4. Pilih elemen bawah, ulangi langkah 2 dan 3 untuk 2L4x4x1/2-3/8

Gambar 2.9 Penampang elemen yang di Assign II.1.7 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 –50 (50 kN) pada gaya yang

mengarah ke Force Global Z (vertikal ke bawah). 4. Ulangi langkah 1 s.d 3 untuk LL –200 (200 kN) Catatan : Add to existing loads = Tambahkan ke beban yang sudah pernah ada Replace existing loads = Timpa data beban sebelumnya Delete existing loads = Hapus data beban yang ada


Gambar 2.10 Isian beban mati

II.1.8 Memeriksa Input Data Periksa lagi semua data, terutama data pembebanan sehingga semua data dipastikan benar. Gunakan fasilitas zoom

Gambar 2.11 Fasilitas ZOOM

Untuk mencetak hasil input secara lengkap, gunakan menu : • Pilih menu File/Print Input Table… • Non aktifkan dengan menghilangkan tanda R jika tidak ingin menampilkan bagian

tertentu. • Klik Select Loads jika ingin memilih hanya pembebanan tertentu saja. • Aktifkan (√ ) Print to File jika ingin mencetak ke dalam file berextension txt.

Gambar 2.12 Mencetak data input


Untuk menampilkan file txt ini ada beberapa cara : • Dari SAP2000 : File>Display Input/Output text Files • Dari Windows : Start>Program>Accessories>Notepad/WordPad • Dibuka dari WORD dengan memilih file yang ber-extention txt. • Buka dari WINDOWS EXPLORER II.1.9 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 2.13 Proses Analisis

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

Gambar 2.14 Model deformasi, bidang DNM


Untuk mencetak hasil output dalam secara lengkap gunakan menu: • Pilih menu File/Print Output Table… II.1.10 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 2.15 Rasio tegangan baja II.1.11 Modifikasi Struktur/ ReDesign Untuk merancang struktur, harus dipenuhi minimum 3 syarat utama yaitu : 1. Tegangan yang timbul tidak boleh melebihi tegangan ijin ( rasio < 1 ). 2. Tegangan yang timbul tidak boleh terlalu kecil karena hal itu berarti penampang

profil terlalu besar yang menyebabkan pemborosan tidak perlu. 3. Dimensi profil yang direncanakan harus yang tersedia atau cukup mudah didapat

dipasaran.

Ada dua cara modifikasi : 1. Dengan menggunakan fasilitas ReDesign yang tersedia. Hasil bidang DMN tidak

mengalami perubahan. 2. Dengan mendefinisikan profil baru dan menganalisis ulang, sehingga hasil bidang

DMN akan mengalami perubahan. Material Baja yang sering digunakan dan ada dipasaran berdasarkan pengalaman : • Baja Type L :

- L30x30x3 - L50x50x5 - L80x80x8 - L40x40x4 - L60x60x6 - L100x100x10 - L45x45x5 - L70x70x7

• Baja WF : - I150x75x5x7 - I250x125x6x9 - I400x200x8x13 - I175x90x5x8 - I250x125x5x8 - I200x100x5,5x8 - I300x150x6,5x9

• Baja Channel : - C150x50x20x1.8 - C125x50x20x 2.15 - C150x50x20x2 - C125x50x20x3


- C125x50x20x1.7 - C150x50x20x2.3 Cara 1 : 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. Cara 2 : Mendefinisikan penampang profil baru.

1. Klik tombol lock/Unlock Model 2. Pilih elemen yang akan dirubah. 3. Pilih menu Assign/Frame/Section… 4. Pilih menu Analyze/Run 5. Pilih menu Design/Steel Design 6. Pilih menu Design/Start Design/Check of Structure


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


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



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



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


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.


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.2.9 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





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


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


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.


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





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



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


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


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


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


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



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 ( √ )


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 ( √ )




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 ( √ )




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.


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



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




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


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


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.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.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

128_Modul SAP 2000 VER 7_Widyaloka

Documents

Transcript of 128_Modul SAP 2000 VER 7_Widyaloka