Output Autodesk RSAP 2013 Vs Manual

20
VERIFIKASI SOFTWARE Verifikasi ini bertujuan untuk mengecek output analisis dari program Autodesk RSAP 2013, dengan memodelkan sebuah struktur portal statis tak tentu sebagai sample, kemudian hasil analisis yang diperoleh tersebut dibandingkan dengan hasil analisis manual statika dasar menggunakan metode kekakuan langsung (Direct Stiffness Methode), sehingga bisa terlihat berapa besar persentasi kesalahan dari output program Autodesk RSAP 2013 ini. Berikut data analisis dan pemodelan yang dilakukan : Data Material dan Penampang E 23500000 KN/m2 K1 B 40 Cm H 40 Cm K2 B 35 Cm H 35 Cm K3 B 30 Cm H 30 Cm BL B 20 Cm H 30 Cm

description

Perbandingan hasil analisis dari program autodesk robot struktur analysis profesional 2013 dengan metode kekakuan langsung

Transcript of Output Autodesk RSAP 2013 Vs Manual

Page 1: Output Autodesk RSAP 2013 Vs Manual

VERIFIKASI SOFTWARE

Verifikasi ini bertujuan untuk mengecek output analisis dari program

Autodesk RSAP 2013, dengan memodelkan sebuah struktur portal statis tak tentu

sebagai sample, kemudian hasil analisis yang diperoleh tersebut dibandingkan

dengan hasil analisis manual statika dasar menggunakan metode kekakuan

langsung (Direct Stiffness Methode), sehingga bisa terlihat berapa besar persentasi

kesalahan dari output program Autodesk RSAP 2013 ini.

Berikut data analisis dan pemodelan yang dilakukan :

Data Material dan Penampang

E 23500000 KN/m2

K1

B 40 Cm

H 40 Cm

K2

B 35 Cm

H 35 Cm

K3

B 30 Cm

H 30 Cm

BL

B 20 Cm

H 30 Cm

Page 2: Output Autodesk RSAP 2013 Vs Manual

- Model Portal dan Pembebanan

Definisi DOF pada tiap nodal

Joint H V R

A 1 2 3

B 4 5 6

C 7 8 9

D 10 11 12

E 13 14 15

F 16 17 18

G 19 20 21

H 22 23 24

I 25 26 27

J 28 29 30

Page 3: Output Autodesk RSAP 2013 Vs Manual

- Matrix Kekakuan tiap-tiap batang

[K] =

3 2 3 2

2 2 3 2

3 2 3 2

2 2 3 2

AE AE0 0 0 0

L L

12EI 6EI 12EI 6EI0 0

L L L L

6EI 4EI 6EI 2EI0 0

L L L L

AE AE0 0 0 0

L L

12EI 6EI 12EI 6EI0 0

L L L L

6EI 2EI 6EI 4EI0 0

L L L L

- Matrix Faktor Transformasi koordinat

[T] =

cos sin 0 0 0 0

sin cos 0 0 0 0

0 0 1 0 0 0

0 0 0 cos sin 0

0 0 0 sin cos 0

0 0 0 0 0 1

Sudut Transformasi

θ Sin Cos

0 0 1

90 1 0,00

75,96 0,9701 0,2425

116,57 0,8944 -0,4472

71,57 0,9487 0,3162

Page 4: Output Autodesk RSAP 2013 Vs Manual

Untuk batang-batang horizontal θ = 0o Untuk batang-batang vertikal θ = 90

o

[T] =

1 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 0

0 0 1 0 0 0

0 0 0 1 0 0

0 0 0 0 1 0

0 0 0 0 0 1

[T] =

0 1 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0

0 0 1 0 0 0

0 0 0 0 1 0

0 0 0 1 0 0

0 0 0 0 0 1

Untuk batang dengan θ = 75,69o

[T] =

0,243 0,97 0 0 0 0

0,97 0,243 0 0 0 0

0 0 1 0 0 0

0 0 0 0,243 0,97 0

0 0 0 0,97 0,243 0

0 0 0 0 0 1

Untuk batang dengan θ = 116,57o

[T] =

0,447 0,894 0 0 0 0

0,894 0,447 0 0 0 0

0 0 1 0 0 0

0 0 0 0,447 0,894 0

0 0 0 0,894 0,447 0

0 0 0 0 0 1

Page 5: Output Autodesk RSAP 2013 Vs Manual

Untuk batang dengan θ = 71,57o

[T] =

0,316 0,949 0 0 0 0

0,949 0,316 0 0 0 0

0 0 1 0 0 0

0 0 0 0,316 0,949 0

0 0 0 0,949 0,316 0

0 0 0 0 0 1

- Sehingga Matrix kekakuan lokal tiap batang

[Km] = [T]T

[K] [T]

Kekakuan lokal batang AD

9400 0 18800 -9400 0 18800

0 940000 0 0 -940000 0

18800 0 50133 -18800 0 25067

-9400 0 -18800 9400 0 -18800

0 -940000 0 0 940000 0

18800 0 25067 -18800 0 50133

Kekakuan lokal batang BE

9400 0 18800 -9400 0 18800

0 940000 0 0 -940000 0

18800 0 50133,33333 -18800 0 25066,66667

-9400 0 -18800 9400 0 -18800

Page 6: Output Autodesk RSAP 2013 Vs Manual

0 -940000 0 0 940000 0

18800 0 25066,66667 -18800 0 50133,33333

Kekakuan lokal batang CF

9400 0 18800 -9400 0 18800

0 940000 0 0 -940000 0

18800 0 50133,33333 -18800 0 25066,66667

-9400 0 -18800 9400 0 -18800

0 -940000 0 0 940000 0

18800 0 25066,66667 -18800 0 50133,33333

Kekakuan lokal batang DE

235000 0 0 -235000 0 0

0 587,5 18800 0 -587,5 18800

0 18800 7050 0 -18800 3525

-235000 0 0 235000 0 0

0 -587,5 -18800 0 587,5 -18800

0 18800 3525 0 -18800 7050

Page 7: Output Autodesk RSAP 2013 Vs Manual

Kekakuan lokal batang EF

352500 0 0 -352500 0 0

0 1982,8125 3965,625 0 -1982,8125 3965,625

0 3965,625 10575 0 -3965,625 5287,5

-352500 0 0 352500 0 0

0 -1982,8125 -3965,625 0 1982,8125 -3965,625

0 3965,625 5287,5 0 -3965,625 10575

Kekakuan lokal batang DG

45805,7 -163098,4 10062,3 -45805,7 163098,4 10062,3

-163098,4 657424,8 2515,6 163098,4 -657424,8 2515,6

10062,3 2515,6 28509,8 -10062,3 -2515,6 14254,9

-45805,7 163098,4 -10062,3 45805,7 -163098,4 -10062,3

163098,4 -657424,8 -2515,6 -163098,4 657424,8 -2515,6

10062,3 2515,6 14254,9 -10062,3 -2515,6 28509,8

Page 8: Output Autodesk RSAP 2013 Vs Manual

Kekakuan Batang GH

201428,6 0,0 0,0 -201428,6 0,0 0,0

0,0 370,0 1294,9 0,0 -370,0 1294,9

0,0 1294,9 6042,9 0,0 -1294,9 3021,4

-201428,6 0,0 0,0 201428,6 0,0 0,0

0,0 -370,0 -1294,9 0,0 370,0 -1294,9

0,0 1294,9 3021,4 0,0 -1294,9 6042,9

Kekakuan Batang FH

131895,8 255906,1 7885,4 -131895,8 -255906,1 7885,4

255906,1 515755,0 -3942,7 -255906,1 -515755,0 -3942,7

7885,4 -3942,7 26284,7 -7885,4 3942,7 13142,4

-131895,8 -255906,1 -7885,4 131895,8 255906,1 -7885,4

-255906,1 -515755,0 3942,7 255906,1 515755,0 3942,7

7885,4 -3942,7 13142,4 -7885,4 3942,7 26284,7

Kekakuan Batang GI

7050,0 0,0 10575,0 -7050,0 0,0 10575,0

0,0 705000,0 0,0 0,0 -705000,0 0,0

10575,0 0,0 21150,0 -10575,0 0,0 10575,0

-7050,0 0,0 -10575,0 7050,0 0,0 -10575,0

Page 9: Output Autodesk RSAP 2013 Vs Manual

0,0 -705000,0 0,0 0,0 705000,0 0,0

10575,0 0,0 10575,0 -10575,0 0,0 21150,0

Kekakuan Batang IJ

176250,0 0,0 0,0 -176250,0 0,0 0,0

0,0 247,9 991,4 0,0 -247,9 991,4

0,0 991,4 5287,5 0,0 -991,4 2643,8

-176250,0 0,0 0,0 176250,0 0,0 0,0

0,0 -247,9 -991,4 0,0 247,9 -991,4

0,0 991,4 2643,8 0,0 -991,4 5287,5

Kekakuan Batang HJ

72299,6 -198840,7 9029,1 -72299,6 198840,7 9029,1

-198840,7 602541,5 3009,7 198840,7 -602541,5 3009,7

9029,1 3009,7 20064,7 -9029,1 -3009,7 10032,3

-72299,6 198840,7 -9029,1 72299,6 -198840,7 -9029,1

198840,7 -602541,5 -3009,7 -198840,7 602541,5 -3009,7

9029,1 3009,7 10032,3 -9029,1 -3009,7 20064,7

Page 10: Output Autodesk RSAP 2013 Vs Manual

Matriks Kekakuan Global (K)

Page 11: Output Autodesk RSAP 2013 Vs Manual

Matriks Kekakuan Struktur (Ks)

Matriks Kekakuan Struktur (Kr)

Page 12: Output Autodesk RSAP 2013 Vs Manual

Invers Matriks Kekakuan Struktur (Ks-1

)

Page 13: Output Autodesk RSAP 2013 Vs Manual

Definisi Beban ekivalen

- Batang

FEM

joint V M

A 0 0

B 0 0

C 0 0

Dg 0 0

De 30 30

Ed 30 30

Ef 20 13,33333

Fe 20 13,33333

Eb 0 0

Fg 0 0

Fh 0 0

Gd 0 0

Gh 26,25 30,625

Gi 0 0

Hf 0 0

Hj 0 0

Hg 26,25 30,625

Ig 0 0

Matrix Beban Nodal

(Q)

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Matrix Beban Ekuivalen

(q)

0

0

30

30

0

50

-16,6667

0

20

-13,3333

0

26,25

30,625

0

26,25

-30,625

0

22

29,33333

0

22

-29,3333

Page 14: Output Autodesk RSAP 2013 Vs Manual

Ij 22 29,33333

Ji 22 29,33333

Jh 0 0

Matrix Beban Global Output Deformasi Manual

[P] = [Q] – [q] [D] = [Ks]-1

[P]

[P] = [D] =

0

0

-30

-30

0

-50

16,66667

0

-20

13,33333

0

-26,25

-30,625

0

-26,25

30,625

0

-22

-29,3333

0

-22

29,33333

0,0339 deg

0,0865 cm

-0,0092 cm

-0,0029 deg

0,0775 cm

-0,0049 cm

0,0440 deg

0,0712 cm

-0,0069 cm

0,0426 deg

0,2553 cm

0,0252 cm

-0,0187 deg

0,2614 cm

-0,1112 cm

0,0485 deg

0,1431 cm

0,0222 cm

-0,1610 deg

0,1494 cm

-0,1513 cm

0,0619 deg

Page 15: Output Autodesk RSAP 2013 Vs Manual

- Output Deformasi Autodesk RSAP 2013

Perbandingan Output Deformasi

DOF Analisis Manual

Analisis Autodesk

RSAP 2013

Δ

3 0,0339 Deg 0,0190 deg 1,485%

10 0,0865 Cm 0,0833 cm 0,316%

11 0,0092 Cm 0,0084 cm 0,078%

12 0,0029 Deg 0,0030 deg 0,014%

13 0,0775 Cm 0,0744 cm 0,309%

14 0,0049 Cm 0,0056 cm 0,073%

15 0,0440 Deg 0,0240 deg 2,000%

16 0,0712 Cm 0,0682 cm 0,303%

17 0,0069 Cm 0,0069 cm 0,004%

18 0,0426 Deg 0,0240 deg 1,859%

19 0,2553 Cm 0,2491 Cm 0,619%

Page 16: Output Autodesk RSAP 2013 Vs Manual

20 0,0252 Cm 0,0252 Cm 0,003%

21 0,0187 Deg 0,0110 Deg 0,772%

22 0,2614 Cm 0,2552 Cm 0,619%

23 0,1112 Cm 0,1097 Cm 0,149%

24 0,0485 Deg 0,0280 Deg 2,050%

25 0,1431 Cm 0,1365 Cm 0,662%

26 0,0222 Cm 0,0222 Cm 0,001%

27 0,1610 Deg 0,0920 Deg 6,903%

28 0,1494 Cm 0,1428 Cm 0,662%

29 0,1513 Cm 0,1500 Cm 0,133%

30 0,0619 Deg 0,0350 Deg 2,688%

Besar Reaksi Perletakan Manual

[R] = [Kr] [D]

=

-2,30 kN

86,29729 kN

0,988376 kN

45,76356 kN

-3,53821 kNm

1,312049 kN

64,43914 kN

-2,71431 kNm

Besar Reaksi Perletakan Autodesk RSAP 2013

Page 17: Output Autodesk RSAP 2013 Vs Manual

Sehingga diperoleh

Ha = -2,30 KN Hb = 0,988 KN Hc = 1,312 kN

Va = 86,29 KN Vb = 45,76 KN Vc = 64,44 kN

Mb = -3,538 KN Mc = -2,714 kN

Kontrol Analisis Manual

Reaksi Perletakan Vertikal Total Total Beban Vertikal Ketelitian

86,29729374

196,500 196,500 2,56.10-13

45,76356346

64,4391428

Reaksi Perletakan Horizontal Total Total Beban Horizontal Ketelitian

-2,30

0,0000 0,0000 4,00.10-14

0,988376431

1,312049349

- Matrix Gaya-Gaya Dalam Pada Tiap Batang

[Fm] = [Km] [Dm] + [q]

Gaya dalam pada batang AD

[DAD ] = [qAD] =

0

0

0,000339

0,00086

-0,00009

-0,00003

0

0

0

0

0

0

Page 18: Output Autodesk RSAP 2013 Vs Manual

[KAD] =

[FAD] =

Ha = -2,300 KN HD = 2,300 KN

Va = 86,297 KN VD = -86,297 KN

Ma = 0,000 KN MD = -9,202 KNm

9400 0 18800 -9400 0 18800

0 940000 0 0 -940000 0

18800 0 50133 -18800 0 25067

-9400 0 -18800 9400 0 -18800

0 -940000 0 0 940000 0

18800 0 25067 -18800 0 50133

-2,300

86,297

0,000

2,300

-86,297

-9,202

Page 19: Output Autodesk RSAP 2013 Vs Manual

Untuk gaya-gaya dalam batang yang lainnya bisa terlihat pada tabel dibawah :

Batang Nodal

Analisis Manual

Analisis Autodesk RSAP

2013

Selisih

Shear

(kN)

Aksial

(kN)

Momen

(kNm)

Shear

(kN)

Aksial

(kN)

Momen

(kNm)

Δshear Δaksial Δmomen

AD

A 2,300 86,297 0,000 2,394 79,217 0,000 0,093 7,081 0,000

D 2,300 86,297 9,202 2,394 79,217 9,574 0,093 7,081 0,373

BE

B 0,988 45,764 3,538 0,944 52,710 3,403 0,044 6,947 0,135

E 0,988 45,764 7,492 0,944 52,710 7,179 0,044 6,947 0,312

CF

C 1,312 64,439 2,714 1,450 64,573 2,339 0,137 0,134 0,376

F 1,312 64,439 7,963 1,450 64,573 8,137 0,137 0,134 0,174

DG

D 10,899 52,807 21,337 10,939 52,801 21,538 0,041 0,007 0,200

G 10,899 52,807 23,599 10,939 52,801 23,567 0,041 0,007 0,032

FH

F 0,515 53,311 1,539 0,488 53,342 1,505 0,027 0,032 0,034

H 0,515 53,311 0,763 0,488 53,342 0,679 0,027 0,032 0,084

GI

G 11,101 21,447 9,127 11,092 21,444 9,118 0,008 0,004 0,009

I 11,101 21,447 24,175 11,092 21,444 24,159 0,008 0,004 0,016

HJ

H 17,663 17,885 27,256 17,656 17,891 27,222 0,007 0,006 0,034

J 17,663 17,885 28,598 17,656 17,891 28,612 0,007 0,006 0,013

DE

D 21,080 37,710 30,539 21,025 30,646 31,112 0,055 7,064 0,573

E 21,080 22,290 27,809 21,025 29,354 27,237 0,055 7,064 0,573

EF E 22,069 23,473 20,318 21,969 23,356 20,057 0,100 0,117 0,260

Page 20: Output Autodesk RSAP 2013 Vs Manual

F 22,069 16,527 6,424 21,969 16,644 6,632 0,100 0,117 0,208

GH

G 12,280 27,140 32,725 12,327 27,127 32,684 0,046 0,013 0,041

H 12,280 25,360 26,493 12,327 25,373 26,543 0,046 0,013 0,050

IJ

I 21,447 11,101 24,175 21,444 11,092 24,159 0,004 0,008 0,016

J 22,553 11,101 28,598 22,557 11,092 28,612 0,004 0,008 0,013

Besar selisih yang diperoleh dari output analisis manual dan output program

Autodesk RSAP 2013 tidak terlalu besar sehingga hasil output dari program

tersebut valid dan bisa di gunakan.