BAB IIIMODEL PORTAL BETON 2 DIMENSI Pada bagian ini akan dibahas sebuah portal beton seperti gambar, unit dalam Kn-m.. Elemen kolom luar digunakan penampang kolom persegi 0,40x0,40 elemen balok lantai digunakan penampang balok T 0,40 x 1,2 x 0,12 x 0,20 dan atap digunakan penampang balok T 0,40 x 1,20 x 0,12 x 0,20 unit dalam m. Berat sendiri elemen masuk pada DEAD LOAD (DL). Beban-beban yang bekerja pada portal ialah berat sendiri dan beban mati (DL), beban hidup (LL) dan beban gempa statik (EL), seperti dijelaskan pada gambar. Portal direncanakan dengan code ACI 318-99 dengan mutu beton fc = 30 Mpa, mutu baja tulangan fy = 210 Mpa,dengan kombinasi pembebanan disesuaikan dengan RSNI Beton sebagai berikut : 1.4 DL 1.2 DL + 1.6 LL 1.2 DL + 1 LL + 1 E 1.2 DL + 1 LL - 1 E 0.9 DL + 1 E 0.9 DL - 1 E

Untuk analsis dan desain model ini dapat dilakukan langkah-langkah sebagai berikut: A. Menentukan Geometri Struktur 1. Tentukan unit yang sesuai ialah N-mm 2. Pilih menu File/new Model..., maka akan tampilkan dialog box Coordinate System Defintion 3. Pada dialog box ini . 1. Klik pada tab Catesian, kemudian isikan number of Grid Spaces X=4, Y= 1, dan Z= 4 Isikan pada Grid Spacing jarak grid yang penting, untuk X= 3,866 m dan Z =3,5 m , untuk Y biarkan apa adanya, karena model akan menggunkan bidang X-Z.

Layar monitor akan menampilkan windows dalam tampak 3-D dan 2-D yang diatur secara vertikal. Pilih menu Options?Windows/One maka akan ditampilakan satu window saja.

4. Dengan toolbar

gambarkan elemen frame luar seperti gambar :

5. Jika ada grid line yang ingin di ubah maka pilih menu Draw/Edit Grid ,maka akan muncul dialog box seperti gambar 1.5, ubah bagian yang akan di edit, kemudian Move Grid Line dan klik ok

6. Pilih joint dukungan sebelah kiri, kemudian melalui menu assign, Item Menu Joint-Restains, atau dengan klik toolbar pilih dukungan jepit.

B. Menentukan Material dan Section Pada contoh ini digunakan penampang yang ditentukan sendiri karena SAP 2000 tidak menyediakan. Langkah-langkah yang dilakukan ialah sebagai berikut: 1. Pilih menu Define/Material.., maka akan muncul dialog box Define Material Klik material CONC, kemudian klik Modify/Show Material maka akan muncul dialog box Material Property Data seperti gambar

Isikan modulus elatis beton = 200.000.000 kN. Tegangan leleh tulangan longitudinal = 370000 kN, tegangan beton silinder = 25000 kN, tegangan leleh tulangan geser = 370000 kN, dan tegangan geser beton = 25000 kN

Klik Ok.

2. Pilih menu Define/Frame Sections..., maka akan tampilkan dialog box Frame Sections . Pada dialog box ini : Klik pada drop-down box Add Rectangular, maka akan ditampilkan dialog box Rectangular Section. Isikan nama Profil pada Section Name dengan KOLOM untuk kolom tepi, kemudian pilih CONC pada kotak material. Isikan tinggi (t3) = 0,4 m, lebar (t2) = 0,4 m

Klik pada Reinforcement, dan akan munsul dialog box seperti gambar Isikan selimut beton (Cover to Rebar center ) = 0,05 m, jumlah tulangan arah-3 = 4 dan tulangan arah-2 = 4. Biarkan pilihan pada Design area of Steel, kemudian klik Ok, maka akan muncul penampang kolom.

3. Ulangi langkah nomor 2 tersebut di atas intuk menentukan elemen balok sebagai berikut :

Klik pada drop-down box Add Tee, maka akan ditampilkan dialog box Tee Section. Isikan nama Profil pada Section Name dengan ATAP untuk balok atap, kemudian pilih CONC pada kotak material. Isikan tinggi (t3) = 0,4 m lebar sayap (t2) = 1,2 m tebal sayap (tf) = 0,1 m tebal badan (tw) = 0,2 m

Klik pada Reinforcement, dan akan muncul dialog box seperti gambar Disini element Class diganti Beam, isikan selimut beton atas (top) = 0,05 m dan bawah (bottom) = 0,05 m

Ulangi langkah nomor 3 untuk menentukan potongan balok lantai dengan nama potongan LANTAI dengan tinggi (t3) = 0,45 m lebar sayap (t2) = 1,2 m tebal sayap (tf) = 0,12 m tebal badan (tw) = 0,2 m Sekarang telah ada tiga section, yaitu kolom KOLOM, balok ATAP , dan

LANTAI yang nantinya dapat digunakan untuk menentukan property model strukturnya.

C. Menentukan Property Elemen Pada bagian ini akan digunakan satu section struktur yang telah ditentukan untuk kolom, dan dua section untuk balok seperti ketentuan yang ada. Langkah yang dilakukan ialah: 1. Pilih elemen dari trass dengan meng-klik satu persatu pada elemennnya dengan tool bar pointer . Elemen yang telah dipilih ditampilkan dengan garis putus-putus.

2. Pilih menu assign/Frame/Sections.., maka akan tampil dialog box Define Frame section. Pada dialog box ini: Klik pada KOLOM di area Name Klik ok button

3. Pilih elemen balok lantai, kemudian ulnagi langkah nomor 2 untuk menentukan balok lantai dengan memilih LANTAI. pada area Name. 4. Pilih elemen balok atap, kemudian ulnagi langkah nomor 2 untuk menentukan balok lantai dengan memilih. ATAP pada area Name. Setelah prose pemilihan potongan profil selesai pada layar akan ditampilkan label elemen seperti gambar.

D. Menentukan Load Case

Untuk analisis model struktur di atas, diperlukan tiga macam Load case, yaitu beban mati ( DL ), beban hidup ( LL ), beban gempa stastik ( EL ), Langkah-langkah untuk menentukan Load case ialah sebagai berikut : 1. Pilih Menu Define/Static Load Case.., maka akan ditampilkan

dialog box Define static Load Case Names. Disini ditampilkan default laod ialah LOAD1, dengan tipe beban MATI dan pengali berat sendiri (self-weight multiplier) sama dengan 1. dan ubah namanya menjadi Mati di Load1, kemudian klik pada Change Load,. Liat gambar :

2.

Dari dialog box Define Static Load Case Names : Ubah MATI menjadi HIDUP Pilih tipe LIVE dari list box Ubah pengali berat sendiri (selfweight multiplier) menjadi nol. Klik pada Add New Load button, maka akan ditampilakan dua

macam Load Case pada list box Loads, ialah DL dan LL 3. Ulangi langkah nomor 2 untuk menentukan beban GEMPA Ubah menjadi GEMPA untuk beban GEMPA. Pilih tipe QUAKE dari list box Ubah pengali berat sendiri (selfweight multiplier) menjadi nol. Klik pada Add New Load button, maka akan ditampilakan tiga macam Load Case pada list box Loads

E. Menentukan Kombinasi Beban Rencana 1. 2. 3. Gunakan menu Define/Load Cominations.. Klik tombol Add New Combo Untuk COMBI 1, Pilih MATI Load Case lalu masukkan 1.4 pada

skala factor. Klik tombol Add. Sktifkan kotak cek Use for Concrete Design karena menggunakan bahan beton, setelah itu klik OK.

4.

Untuk COMB2 , atur nilai MATI Load Case : 1,2 dan HIDUP Load

Case : 1,6 pada scala factor.Aktifkan kotakcek Use for Concrete Design karena menggunakan bahan beton, setelah selesai klik OK.

5.

Untuk COMB 3, atur MATI Load Case: 1.2, HIDUP Load Case: 1,

GEMPA Load Case : 1 pada scale factor. Aktifkan kotak cek Use for Concrete Design karena menggunakan bahan beton setelah selesai klik OK.

6.

Untuk COMB 4, atur MATI Load Case: 1.2, HIDUP Load Case : 1

GEMPA Load Case : -1 pada scale factor. Aktifkan kotak cek Use for Concrete Design karena menggunakan bahan beton setelah selesai klik OK.

7.

Untuk COMB 5, atur MATI Load Case: 0,9 , GEMPA Load Case : 1 Design karena

pada scale factor. Aktifkan kotak cek Use for Concrete menggunakan bahan beton setelah selesai klik OK.

8.

Untuk COMB 6, atur MATI Load Case: 0,9 ,GEMPA Load Case : -1 Design karena

pada scale factor. Aktifkan kotak cek Use for Concrete menggunakan bahan beton setelah selesai klik OK.

F. Menentukan Beban Frame dan Joint Beban mati (DL), beban hidup (LL) dikerjakan pada struktur . Besarnya beban sesuai dengan ketentuan. Beban mati 1. Pilih semua frame atap untuk beban mati titik , pilih menu Assign/Frame/Cable/Tendon Loads/Point..Maka akan tampil dialog box Point and Uniform Span Loads. Dari dialog box ini kemudian :

Pilih Load Case Name DEAD, isikan beban mati (DL) pada point Loads = 3,866 kN Pada Point Loads pilih Relative Distance from End-I, isikan data seperti gambar. Klik Add Existing Loads. Kemudian OK

2.

Pilih

semua

frame

atap

untuk

beban

mati

segitiga,

pilih

menu

Assign/Frame/Cable/Tendon Loads/Distributed..Maka akan tampil dialog box Trapezointal Span Loads. Dari dialog box ini kemudian : 4,51 kN Load Case Name DEAD, isikan beban mati (DL) pada point Loads =

Pada Frame Distributed Loads pilih Relative Distance from End-I, isikan data seperti gambar. Klik Add Existing Loads. Kemudian OK

3.

Pilih semua frame lantai 1 dan lantai 2 untuk beban mati titik and Uniform Span Loads. Dari dialog box ini kemudian :

, pilih menu

Assign/Frame/Cable/Tendon Loads/Point..Maka akan tampil dialog box Point Load Case Name MATI, isikan beban mati (DL) pada point Loads = 4,51 kN Pada Point Loads pilih Relative Distance from End-I, isikan data seperti gambar. Klik Add Existing Loads. Kemudian OK

4.

Pilih

frame

lantai

1

dan

2

untuk

beban

trapesium,

pilih

menu

Assign/Frame/Cable/Tendon Loads/Distributed.. Dari dialog box ini kemudian : Load Case Name DL, isikan beban mati (DL) pada point Loads = 5,412 kN/m Pada Frame Distributed Loads pilih Relative Distance from End-I, isikan data seperti gambar. Klik Add Existing Loads. Kemudian OK

Beban Hidup Ulangi langkah nomor 1,2,3 dan 4 pada beban mati diatas untuk menentukan beban hidup. Tapi pada setiap Load Case name ganti dengan HIDUP, seperti gambar dibawah ini :

Setelah semua nilai beban hidup dimasukkan, maka akan terlihat gambar seperti di bawah ini :

Beban Gempa : Untuk memasukkan beban gempa atap pilih Joint atas paling kiri, dengan toolbar 190154,35. Klik Add Existing Loads. Kemudian OK Ganti

Load Case Name dengan GEMPA, isikan beban gempa (E) pada Force Global X dengan

Ulangi langkah diatas untuk menentukan beban gempa pada lantai 1 dan lantai 2, klik pada setiap joint paling kiri lantai tersebut. Setelah semua beban gempa dimasukkan maka akan tampil seperti gambar di bawah ini :

G. Constraints Setelah semua beban dimasukkan, klick semua joint, kemudian pilih assigin/ joint / constraint/ add Diaphragm, pada Constraints axis pilih Z, kemudian klik Ok.

H. Analisis Model Untuk analisis model dapat dilakukan sebagai berikut: 1. Pilih menu Analyze/Set Options.., maka akan ditampilkan dialog box Analysis Options. Dari dialog box ini : Pilih pada Fast DOFs Plane Frame. Klik OK.

2.

Pilih menu Analyze/Run, maka akan ditampilakn dialog box Save Model File As. Dari dialog box ini : Simpanlah model dengan nama file sesuai keinginan kita, anda tidak perlu menuliskan ekstension file .SDB, karena program akan menambahkan sendiri. Klik pada Save button.

3. Kemudian akan muncul window dengan menampulkan beberapa variasi analisis. Apabila analisis telah lengka[, dan tidak ada pesan kesalahan. Maka akan muncul Analysis Complete. Klik Ok. Setelah dilakukan analisis maka akan dapat ditampilakan bentuk deformasi struktur dan gaya-gaya yang terjadi, sesuai dengan kombinasi beban yang diinginkan.

I. Kontrol Tegangan dan Desain Struktur. Untuk kontrol tegangan dan desain struktur dapat dilakukan sebagai berikut : 1. Pilih Menu Design/Concrete Design agar dalam keadaan aktif , yang ditunjukkan dengan tanda pada item menu Design/Concrete Design.

2.

Dari menu Options, pilih Item Menu Preferences,Concrete Frame Design kemudian klik pada tab Steel, lalu pilih steel Design Code ACI 318-99.

3.

Pilih Start Design/Check of Structure. Setelah bebrapa saat maka akan ditampilkan gambar rasio interaksi P-M dengan warna-warna dan nilai rasionya.

4.

Untuk melihat Hasil Loads pada masing-masing frame .Klik Display/Show Load Assign, Kemudian Klik pada pilihan Frame, ubah Load yang ingin ditampilakan. Kemudian klik Ok.

5.

Untuk Melihat Gaya-gaya yang terjadi pada masing-masing elemen Axial Geser / Shear Momen Torsi Klik Dispaly/Show Forces/Stresses/ Frame. Kemudian isi member force yang ingin ditampilkan. OK.

Ulangi langkah yang sama untuk melihat gaya lainnya yang terjadi. 6. Apabila ingin mengetahui besarnay rasio an detailnya, kita dapat memilih salah satu elemen dan meng-klik dengan mouse kanan, maka akan ditampilakan window informasi tegangan beton

7.

Dari infomasi seperti yang ditampilkan pada gambar jika di klik pada Details, maka akan ditampilkan kontrol tegangan sesuai code ACI318-99

Gambar Informasi kontrol tegangan beton

8.

Untuk mengetahui hasil output,anda klik File/Print Output Tables. Centang Rections,Spirngs Force. Kemudian Print to File.Klik File Name,ganti nama dengan Portal out.. klik OK.

9.

Untuk mengetahui hasil input, klik File/Print Input Tables, kemudian klik print to file, klik File Name, ganti nama sesuai keinginan anda, lalu klik Ok.

10.

Untuk melihat diagram interaksi kolom beton bertulang sesuai penampang pada kolom, klik kanan pada bagian kolom, lalu pilih Interaction.