(633307213) BAB III ETABS

Perancangan Bangunan Beton

BAB III

PEMODELAN DAN ANALISIS STRUKTUR

3.1 Pemodelan sruktur dengan perangkat lunak ETABS

Struktur bangunan beton yang telah dibuat baik gambar maupun

preliminary komponen strukturnya, lalu dimodelkan dengan program ETABS

nonlinear V.9.0.0. Dari program ETABS ini akan menganalisis terhadap gaya

gaya dalam yang bekerja pada struktur bangunan dengan menggunakan kombinasi

beban.

Dalam pemodelan pada program ETABS seluruh komponen struktur

dimodelkan dengan dimensi yang telah dirancang pada bab sebelumnya. Dalam

pemodelan akan diketahui dimensi kolom yang sesuai dengan pembebanan

struktur. Oleh karena itu, koreksi terhadap desain awal pasti akan terjadi setelah

proses pemodelan dengan program ini diketahui.

3.1.1 Dimensi elemen balok dan kolom

Dimensi balok dan kolom yang dimasukan dalam permodelan adalah

sesuai dengan preliminary desain, ukuran balok dimodelkan sesuai dengan

denah struktur rencana. Pada Tabel 3.1 dan 3.2 tertera nama beserta ukuran

balok dan kolom yang akan digunakan pada struktur bangunan ini.

Tabel 3.1 Dimensi awal elemen struktur balok

Nama Balok H(mm) B(mm)B1 400 200B2 350 200B1a 250 200B2a 200 150

Tabel 3.2 Dimensi awal elemen struktur kolom

Benito Constantino (0621038) 1


Nama Kolom b (mm) (sb X) h (mm) (sb Y)K3-1 450 450K3-2 350 350K2-1 350 350K2-2 300 300K1-1 250 250K1-2 200 200

3.1.2 Dimensi elemen pelat lantai

Setelah dimensi balok dan kolom selesai dimodelkan, dilanjutkan

dengan pemodelan untuk desain pelat lantai. Tebal pelat adalah 120 mm

dengan menggunakan tipe membrane dan jenis material yang digunakan

adalah beton.

3.2 Faktor phi dan kombinasi pembebanan

3.2.1 Faktor phi ( reduksi )

Semua komponen struktur harus direncanakan cukup kuat sesuai

dengan ketentuan yang dipersyaratkan dalam peraturan yang ditetapkan

yaitu dengan menggunakan faktor beban dan faktor reduksi kekuatan ().

Kuat rencana suatu komponen struktur yang berhubungan dengan perilaku

lentur, beban normal, geser, dan torsi, harus diambil suatu faktor reduksi

sebagai hasil kali kuat nominal, yang dihitung berdasarkan ketentuan dan

asumsi dari peraturan. Faktor reduksi kekuatan ditentukan pada Tabel 3.3

sebagai berikut :

2


Tabel 3.3 Faktor reduksi untuk komponen struktur

Lentur, tanpa beban aksial 0,80Beban aksial, dan beban aksial dengan

lentur0,80

Aksial tarik dan aksial tarik lentur 0,80Geser dan torsi 0,75

Komponen Struktur lainnya 0,65

3.2.2 Kombinasi pembebanan ( load combination )

Dalam perancangan bangunan beton ini, kombinasi pembebanan

yang digunakan adalah sebagai berikut ;

1,4 DL

1,2 DL + 1,6 LL

1 DL + 1 LL ( kombinasi pembebanan untuk perancangan pondasi )

3.2.3 Beban mati ( Super Dead Load )

Besar beban mati yang dimasukan pada struktur ini sesuai dengan

Peraturan Muatan Indonesia tahun 1987. Besarnya beban mati akibat beban

luar dihitung pada Tabel 3.4 sebagai berikut :

Tabel 3.4 Berat sendiri bahan bangunan dan komponen gedung

BAHAN BANGUNANPasir ( kering udara sampai lembab ) 1600 kg/m3Pasir ( jenuh air ) 1800 kg/m3Kerikil ( kering udara sampai lembab, tidak

diayak ) 1650 kg/m3

Pasir kerikil ( kering udara sampai lembab ) 1850 kg/m3Batu pecah ( tidak diayak ) 1450 kg/m3Batu karang ( berat tumpuk ) 700 kg/m3Batu belah, batu gunung dan batu bulat ( berat

tumpuk )1500 kg/m3

Tanah, tanah liat dan tanah geluh ( kering udara

sampai lembab )1700 kg/m3

Tanah, tanah liat dan tanah geluh ( basah ) 2000 kg/m3Batu alam 2600 kg/m3

LANJUTAN



BAHAN BANGUNANBeton *) **) 2200 kg/m3Beton bertulang **) 2400 kg/m3Pasangan batu bata 1700 kg/m3Pasangan batu belah, batu gunung dan batu bulat 2200 kg/m3Pasangan batu karang 1450 kg/m3Besi tuang 7250 kg/m3Baja 7850 kg/m3Timah hitam (timbel) 11400 kg/m3Jenis-jenis kayu : lihat P.K.K.I - N.I. 5 KONSTRUKSILantai kayu sederhana dengan balok kayu, tanpa

langit-langit dengan bentang maksimum 5 m dan

untuk muatan hidup paling tinggi 200 kg/m2

40 kg/m2

Langit-langit dan dinding (termasuk rusuk-rusuknya,

tetapi tanpa penggantung langit-langit atau pengku-

pengku), terdiri dari :

a. Semen asbes (eternit dan bahan lain sejenis,

dengan tebal maksimum 4 mm)11 kg/m2

b. Kaca, dengan 3-4 mm 10 kg/m2Panggung langit-langit (dari kayu) , dengan bentang

maksimum 5m dan jarak s.ks.s minimum 0,807 kg/m2

Adukan, per cm tebal : a. Dari semen 21 kg/m2b. Dari kapur, tras atau semen merah 17 kg/m2Dinding-dinding pasangan batu bata : kg/m2a. Satu batu 450 kg/m2b. Setengah batu 250 kg/m2Penutup lantai dari ubin semen portland, teraso dan

beton, tanpa adukan, per cm tebal24 kg/m2

LANJUTANAspal, termasuk bahan-bahan mineral penambah, per

cm tebal14 kg/m2

Penutup atap genting dengan reng dan usuk/kaso per

m2 bidang atap50 kg/m2

Penutup atap sirap dengan reng dan usuk/kaso, per

m2 bidang atap40 kg/m2

LanjutanPenutup atap seng gelombang (BWG 24) tanpa

gordeng/ gulung-gulung10 kg/m2

Semen asbes gelombang (tebal 5 mm) 11 kg/m2

4


Sumber: Peraturan Muatan Indonesia (Dept. PU,1987)

Besar beban mati ( Super Dead Load ) untuk struktur meliputi

beban mati terhadap pelat lantai, dinding dan tangga. Berikut ini akan

dijelaskan mengenai beban beban yang dimasukan dalam struktur beton.

a. Beban dinding

Beban dinding merupakan beban non - struktur yang membebani balok

dimana dinding tersebut berdiri. Pada perancangan bangunan ini, tinggi

dinding untuk lantai 1 adalah 3.8 m, lantai 2 adalah 3.8 m. Pada Tabel 3.5

berikut akan dijelaskan mengenai perhitungan beban mati untuk dinding.



Tabel 3.5 Beban mati untuk dinding tiap lantai

Dinding pas. bata 250 kg/m2 Adukan ( 2 x 21 kg/m2 ) 42 kg/m2 Total SDL 292 kg/m2Lantai 1 ( h = 3.5 m ) 292 kg/m2 x 3.5 m = 1022 kgLantai 2 ( h = 3.5 m ) 292 kg/m2 x 3.5 m = 1022 kg

b. Beban LantaiBeban luar yang bekerja pada lantai diantaranya beban finishing lantai,

beban plafon dan beban ME. Beban beban ini sesuai dengan Peraturan

Muatan Indonesia 1987. Berikut ini akan dijelaskan mengenai beban luar

yang bekerja pada pelat lantai pada Tabel 3.6 dan 3.7.

Tabel 3.6 Beban mati untuk pelat lantai 1

Beban BeratAdukan ( t = 1 cm ) 21 kg/m2Keramik ( t = 1 cm ) 24 kg/m2Beban plafon 18 kg/m2Beban ME 20 kg/m2

Total 63 kg/m2

Tabel 3.7 Beban mati untuk pelat lantai dak ( atap )

Beban BeratAdukan ( t = 1 cm ) 21 kg/m2Beban plafon 18 kg/m2Beban ME 20 kg/m2

Total 59 kg/m2

3.2.4 Beban hidup ( Live Load )

Berdasarkan Peraturan Muatan Indonesia 1987, nilai beban hidup

yang bekerja pada bangunan tertera pada Tabel 3.8.

Tabel 3.8 Beban hidup yang bekerja

a Lantai dan tangga rumah tinggal 200 kg/m2

b

Lantai dan tangga rumah tinggal sederhana dan gudang-

gudang tidak penting, yang bukan untuk toko atau ruang

kerja

150 kg/m2

6


cLantai sekolah, ruang kuliah, kantor, toko, restoran, hotel,

asrama250 kg/m2

LANJUTANd Lantai ruang olah raga 400 kg/m2e Tangga, bordes tangga, gang, dari yang disebut dalam c 300 kg/m2f Lantai ruang dansa 500 kg/m2

g

Lantai dan balkon - dalam dari ruang-ruang untuk

pertemuan tidak termasuk dari a s/d f seperi gereja, ruang

konser, ruang pertunjukan, ruang rapat, bioskop, dsb, juga

panggung penonton dengan teMPat duduk tetap

400 kg/m2

hPanggung penonton tempat berdiri atau dengan tempat

duduk tidak tetap500 kg/m2

iTangga, bordes tangga, lantai dan gang dari ruang-ruang

yang disebut dalam d, f, g, dan h 500 kg/m2

jLantai ruang pelengkap dari ruang-ruang yang disebut

dalam c, d, f, dan g250 kg/m2

k

Untuk lantai-lantai ruang kerja, gudang, garasi,

perpustakaan, ruang arsip, toko, buku, toko besi, ruang

alat-alat dan mesin, dll; muatan hidup harus ditentukan

tersendiri, sesuai dengan muatan hidup maksimum yang

dapat diharapkan akan tetapi tidak boleh kurang dari

250 kg/m2

l

Balkon-balkon yang menjorok bebas ke luar harus

diperhitungkan terhadap muatan hidup dari lantai dalam

yang berbatasan dengan minimum.

300 kg/m2

Sumber: Peraturan Muatan Indonesia (Dept. PU,1987).

Tabel 3.9 Beban hidup yang digunakan untuk bangunan rumah dan toko (ruko )

Beban Hidup BeratLantai dan tangga ruko 200 Kg/m2Lantai ruangan tidak penting 150 Kg/m2

3.3 Langkah langkah analisis

Langkah - langkah untuk pemodelan dengan menggunakan program ETABS

V.9 adalah sebagai berikut :

1. Input grid data

Aktifkan program ETABS Nonlinear, pilih File, New Model.



Pilih Modify /Show System..., sehingga muncul tampilan seperti Gambar 3.1

di bawah ini, dan input grid pada kolom ordinat sesuai dengan ukuran yang

tertera pada denah struktur. Setelah itu klik OK, dan hasilnya seperti terlihat

pada Gambar 3.2.

Gambar 3.1 Define grid data

Gambar 3.2 Define Grid Data 3-D View

2. Mendefinisikan material serta properties dari elemen struktur.

Pilih Define, Material Properties, CONC, Modify / Show Material..,

kemudian muncul tampilan seperti Gambar 3.3 di bawah ini. Inputkan

data data material yang telah ditentukan ( Gambar 3.4 ), pilih OK, OK.

8


Material yang digunakan adalah beton

Gambar 3.3 Define material

Mengisi data properties dari material, yaitu :

fc = 25 MPa

fy = 400 MPa

fys = 240 MPa

W = 2400 kg/m3

Gambar 3.4 Material property data

3. Mendefinisikan balok, kolom dan pelat

Pilih Define, Frame Sections..., Add Rectangular pada bagian Click to.

Setelah itu muncul tampilan seperti Gambar 3.5 sampai 3.7 di bawah ini,

inputkan ukuran ukuran yang telah ditentukan, ubah material sesuai

dengan yang digunakan, pilih OK.



Balok

Gambar 3.5 Rectangular section for beam

10


Kolom

Gambar 3.6 Rectangular section for columnPelat

Gambar 3.7 Wall/Slab Section



Mendefinisikan beban yang akan digunakan

Pilih Define, Static Load Cases, maka muncul tampilan seperti di bawah ini,

inputkan Static Load Cases yang diinginkan, OK.

Gambar 3.8 Define static load case names

4. Menentukan kombinasi pembebanan yang akan digunakanPilih Define, Load Combination..., Add New Combo, maka muncul tampilan

seperti di bawah ini. Input kombinasi pembebanan yang telah ditentukan,

OK.

Gambar 3.9 Load combination data

Kombinasi pembebanan yang diinputkan ( Tabel 3.10 ) adalah :

12


Tabel 3.10 Kombinasi pembebanan

Kombinasi Kombinasi Pembebanan

Combo 1 1,4 DL

Combo 2 1,2 DL + 1,6 LL

Combo 3 1DL + 1 LL

5. Pemasangan Balok, kolom dan pelat pada grid

Balok

Pilih Create Lines in Region or at Clicks (Plan, Elev, 3D)...,untuk

pemasangan satu tingkat pilih One Story, sedangkan untuk pemasangan

seluruh tingkat pilih All Story, click pada grid yang akan dipasang balok.

Kolom

Pilih Create Columns in Region or Clicks (Plan)..., untuk pemasangan satu

tingkat pilih One Story, sedangkan untuk pemasangan seluruh tingkat pilih

All Story, click pada grid yang akan dipasang kolom.

Pelat

Pilih Draw Areas (Plan, Elev, 3D), untuk pemasangan satu tingkat pilih One

Story, sedangkan untuk pemasangan seluruh tingkat pilih All Story, click

pada grid yang akan dipasang pelat.

6. Pemasangan perletakkan

Click bagian bagian yang akan diberi perletakkan, pilih Assign,

Joint/Point, Restraints (Supports)..., kemudian muncul tampilan seperti di

bawah ini ( Gambar 3.10 ), pilih jenis perletakkan sesuai dengan kebutuhan,

OK. Dalam perancangan bangunan beton ini perletakkan yang digunakan

adalah jepit.



Gambar 3.10 Joint restraints

Setelah dipasang balok, kolom, perletakkan dan pelat maka tampilannya

akan seperti Gambar 3.11 berikut ini :

Gambar 3.11 3-D view

14


7. Perhitungan

Pilih RUN untuk perhitungan, pilih Design, Concrete Frame Design, Select

Design Combo..., kemudian muncul tampilan seperti di bawah ini.

Pindahkan kombinasi yang berada pada List of Combos ke Design Combos,

dan tukarkan pula yang berada di Design Combos ke List of Combos, OK.

Gambar 3.12 Design load combination selection



8. Menampilkan gaya dalam dari masing masing elemen

Pilih Design, Concrete Frame Design, Start Design/Check of Structure,

ubah satuan dalam kg-mm. Pilih Display, Show Member Forces/Stress

Diagram, Frame/Pier/Spandrel forces..., maka muncul tampilan seperti di

bawah ini. Pilih jenis kombinasi pembebanan, dan diagram yang akan

ditampilkan, seperti Moment 3 3 atau yang lainnya, OK.

Gambar 3.13 Member force diagram for frame

16


9. Cek lendutan

Klik kanan pada balok yang akan dicek lendutannya. Ubah satuan sesuai

dengan yang diinginkan. Angka yang terdapat pada deflection adalah

lendutan yang dihasilkan.

3.4 Hasil analisis struktura. Moment 3 3

Tampilan hasil analisis Moment 3 3, tampak 3 dimensi

( Gambar 3.14 )

Gambar 3.14 Moment 3-3 ( 3D view )



Tampilan hasil analisis Moment 3 3, potongan F ( Gambar 3.15 )

Gambar 3.15 Moment 3 3 ( Potongan F )

18


b. Shear 2 2

Tampilan hasil analisis Shear 2 2, tampak 3 dimensi ( Gambar 3.16 )

Gambar 3.16 Shear 2 -2 (3D View)

Tampilan hasil analisis Shear 2 2, potongan F.

Gambar 3.17 Shear 2 2 ( Potongan F )



c. Axial Force

Tampilan hasil analisis Axial Force , tampak 3 dimensi ( Gambar

3.18 )

Gambar 3.18 Axial Force (3D View)

Tampilan hasil analisis Axial Force, potongan F.

Gambar 3.19 Axial Force ( Potongan F )

20


1 Lendutan ijin

Berdasarkan denah pelat, balok dan kolom lantai satu, maka

dilakukan pengecekan lendutan dalam perancangan beton ini mengacu

kepada Tata Cara Perencanaan Struktur Beton untuk Bangunan Gedung

(RSNI, 2002) yang terdapat pada Tabel 3.11 berikut :

Tabel 3.11 Lendutan ijin maksimum

Jenis Komponen Struktur Lendutan yang diperhitungkanBatas

LendutanAtap datar yang tidak

menahan atau tidak

disatukan dengan

komponen nonstructural

yang mungkin akan rusak

oleh lendutan yang besar

Lendutan seketika akibat beban

hidup (L)

Lantai yang tidak menahan

atau tidak disatukan denagn

komponen yang mungkin

akan rusak oleh lendutan

yang besar

Lendutan seketika akibat beban

hidup (L)

Konstruksi atap atau lantai

yang menahan atau

disatukan dengan

komponen nonstructural

yang mungkin akan rusak

oleh lendutan yang besar

Bagian dari lendutan total yang

terjadi setelah pemasangan

komponen structural, (jumlah

dari lendutan jangka panjang,

akibat semua beban tetap yang

bekerja, dan lendutan seketika,

akibat penambahan beban

hidup)c

Konstruksi atap atau lantai

yang menahan atau

disatukan dengan

komponen yang mungkin

tidak akan rusak oleh

lendutan yang besarBerdasarkan Tabel 3.11 diatas, maka dalam perancangan bangunan beton

ini menggunakan rumus , sedangkan untuk kantilever digunakan rumus



Tabel 3.12 Lendutan ijin maksimum portal segmen 6

22

1 Lendutan ijin

(633307213) BAB III ETABS

Documents

Transcript of (633307213) BAB III ETABS