Catatan ini berisikan mengenai langkah dalam input beban gempa dengan Respon spektrum di SAP (yang dipelajari waktu kuliah) Dan catatan ini awalnya ditujukan untuk Anna...
SAP 2000
Catatan ini berisikan mengenai langkah dalam input beban gempa dengan Respon spektrum di SAP (yang dipelajari waktu kuliah) Dan catatan ini awalnya ditujukan untuk Anna...
perhitungan excel
Buku pegangan mahasiswa tentang dasar dasar desain struktur gedung.Deskripsi lengkap
work break down gedung kuliah politeknik LPP yogyakartaFull description
strukturalDeskripsi lengkap
Analisis Struktur Portal Sederhana dengan Metode MatriksDeskripsi lengkap
Analisis Struktur Portal Sederhana dengan Metode MatriksFull description
Deskripsi lengkap
Analisis Dinamik Ragam Respon Spektrum Struktur Gedung 2D Suatu bangunan gedung perkuliahan 5 lantai (4 tingkat) dari beton bertulang dengan konfigurasi seperti pada Gambar 1 direncanakan dibangun di kota Semarang.
Gambar 1a. Konfigurasi struktur gedung 3 dimensi Lt.5 53 4m
Gambar 1b. Konfigurasi struktur dimensi dan /espon Spektrum Gempa
#ari hasil e0aluasi e0aluasi aal untuk analisis struktur struktur terhadap beban gempa dengan dengan menggunak menggunakan an S"$ Gempa 12 didapatkan data*data perencanaan sbb. &
•
Lokasi bangunan termasuk kelas situs S (kondisi tanah lunak) dengan nilai " 15. angunan digunakan sebagai gedung untuk fasilitas pendidikan dengan kategori resiko $6 dengan Faktor Keutamaan Gempa ( $e ) 7 125.
•
erdas erdasark arkan an param parameter eter respo respons ns perce percepat patan an pada pada perio perioda da pend pendek ek (
•
) dan dan period periodaa 1 detik detik (
)2 bangunan gedung termasuk dalam Kriteria Desain Seismik (K#S) (K#S) & #. •
Sistem Rangka Rangka Siste istem m pena penaha han n gaya gaya gemp gempa a yang yang diij diijin ink kan adala adalah h Sistem Pemikul Pemikul Momen Momen Khusus Khusus (SRPMK) (SRPMK),, dengan Koefsien Koefsien Modifkasi Modifkasi Respons (R) Respons (R) = 8,0.
Metode Analisi Analisiss Dinamik Dinamik Ragam Ragam eban eban gempa gempa 8ang 8ang beker9a beker9a pada struktu strukturr dihitu dihitung ng dengan dengan Metode shape) dari struktur. struktur. #iagram #iagram /espon /espon Respon Spektrum 2 dengan menin9au 4 ragam getar ( mode shape) Spektrum untuk ila8ah Semarang dengan kondisi tanah lunak2 diperlihatkan pada Gambar 2.
Gempa ila8ah Semarang untuk untuk kondisi tanah lunak lunak Gambar 2. /espon Spektrum Gempa abel abel /espon /espon Spektr Spektrum um Gempa Gempa untuk untuk ila8 ila8ah ah Kota Kota Semaran Semarang g dengan dengan kondis kondisii tanah tanah lunak2 lunak2 bedasarkan standart gempa S"$ 1:+ & 12 12 adalah sebagai berikut & %eriode Getar (detik) 2 2 25 1 125 25 32
Gambar 1b. Konfigurasi struktur dimensi dan /espon Spektrum Gempa
#ari hasil e0aluasi e0aluasi aal untuk analisis struktur struktur terhadap beban gempa dengan dengan menggunak menggunakan an S"$ Gempa 12 didapatkan data*data perencanaan sbb. &
•
Lokasi bangunan termasuk kelas situs S (kondisi tanah lunak) dengan nilai " 15. angunan digunakan sebagai gedung untuk fasilitas pendidikan dengan kategori resiko $6 dengan Faktor Keutamaan Gempa ( $e ) 7 125.
•
erdas erdasark arkan an param parameter eter respo respons ns perce percepat patan an pada pada perio perioda da pend pendek ek (
•
) dan dan period periodaa 1 detik detik (
)2 bangunan gedung termasuk dalam Kriteria Desain Seismik (K#S) (K#S) & #. •
Sistem Rangka Rangka Siste istem m pena penaha han n gaya gaya gemp gempa a yang yang diij diijin ink kan adala adalah h Sistem Pemikul Pemikul Momen Momen Khusus Khusus (SRPMK) (SRPMK),, dengan Koefsien Koefsien Modifkasi Modifkasi Respons (R) Respons (R) = 8,0.
Metode Analisi Analisiss Dinamik Dinamik Ragam Ragam eban eban gempa gempa 8ang 8ang beker9a beker9a pada struktu strukturr dihitu dihitung ng dengan dengan Metode shape) dari struktur. struktur. #iagram #iagram /espon /espon Respon Spektrum 2 dengan menin9au 4 ragam getar ( mode shape) Spektrum untuk ila8ah Semarang dengan kondisi tanah lunak2 diperlihatkan pada Gambar 2.
Gempa ila8ah Semarang untuk untuk kondisi tanah lunak lunak Gambar 2. /espon Spektrum Gempa abel abel /espon /espon Spektr Spektrum um Gempa Gempa untuk untuk ila8 ila8ah ah Kota Kota Semaran Semarang g dengan dengan kondis kondisii tanah tanah lunak2 lunak2 bedasarkan standart gempa S"$ 1:+ & 12 12 adalah sebagai berikut & %eriode Getar (detik) 2 2 25 1 125 25 32
Kombinasi pembebanan 8ang ditin9au beker9a pada struktur gedung2 adalah &
Kombinasi %embebanan etap etap Kombinasi %embebanan Sementara
& ! 7 12.# ; 12+.L & ! 7 12 # ; 25.L ; 12.($e
dimana dimana # & eban eban =ati2 L & eban eban >idup2 >idup2 6 & eban Gempa2 Gempa2 $e (?aktor (?aktor Keutamaan) Keutamaan) 7 125@ / (Koefisien =odifikasi /espon) 7 A. !ntuk harga $e 7 125 dan / 7 A2 maka &
Kombinasi %embebanan Sementara
& ! 7 12.# ; 25.L ; 21A:.6
Data-data Untuk Peritungan ! Kon"igurasi Struktur
Kolom tepi tingkat 1 s
Pembebanan Struktur
#eban mati $Dead %oad& 2 terdiri dari penutup lantai dan penggantung 7 1 kg
eban mati pada balok akibat berat pelat2 berat penutup lantai dan plafon2 berat dinding & D# 7 (5 21 4) ; (51) ; (41) (41) 7 144 ; 5 ; 4 4 7 34 kg
#eban idup $%i'e %oad& pada struktur struktur diperhitungkan sebesar D 7 5 kg
eban hidup merata pada balok akibat beban hunian & DL 7 (5 5) 7 15 kg
Peritungan #erat (ingkat $)& dan Massa (ingkat $M& erat balok 7 (25 23) 1 4 7 43 kg eban terpusat akibat beban mati dan beban hidup pada titik berat lantai gedung & # 7 (34 1) ; 43 7 34 kg L 7 (15 1) 7 15 kg eban terpusat pada titik berat lantai gedung E 7 34 ; (25 15) 7 3+15 kg %ercepatan gra0itasi & g 7 FA cm
Lab. Komputasi eknik eknik Sipil !"#$% & S'% * 'nalisis #inamik Struktur #
3
Data Masukan $*nput& Untuk SAP 2+++ 1. Memili Sistem Satuan %ada kotak sistem satuan 8ang tersedia2 pilih sistem satuan 8ang digunakan di dalam analisis struktur (pd contoh perhitungan ini2 digunakan sistem satuan & Kgf*Hm*H).
. Men,usun Kon"igurasi Stuktur #ari menu File2 pilih New Model. %ada kotak New Model Initialization2 pilih sistem satuan 8ang digunakan 8aitu Kgf2 cm2 H.
Gambar a. =odel struktur pada S'%
%ilih gambar 2D Frame dan ketikkan data konfigurasi struktur sbb. & # ?rame 8pe "umber of Stories "umber of a8s
Gambar b. #ata masukan untuk konfigurasi struktur portal dimensi
=asukan data ini2 akan menghasilkan struktur portal 4 lantai dengan ketinggian masing*masing tingkat 4 cm (Gambar 3c2 Kiri) !ntuk mendapatkan tinggi tingkat dari lantai satu sama dengan + cm2 maka perlu dilakukan perubahan koordinat arah - dari 9oint*9oint di tumpuan (Gambar 3c2 Kanan) %erubahan koordinat dilakukan dengan cara & klik semua 9oint pada tumpuan. %ilih menu Edit dan Move. %ada kotak Move Selected Point masukan data & Hhange coordinate b8 & #elta , 7 #elta J 7 #elta - 7 *
Gambar . Konfigurasi struktur dengan tinggi tingkat 1 7 4 meter (Kiri) dan konfigurasi struktur dengan tinggi tingkat 1 7 + meter (Kanan)
. Mende"inisikan Karakteristik Material #ari menu De"ine2 pilih Material 2 %ada kotak Define Material 2 pilih HI"H2 klik Modify/Show Material. %ada kotak Material Property Data masukkan data material & 8pe of =aterial
& $sotropic
Anal,sis Propert, Data
=ass per unit 6olume Eeight per unit 6olume =odulus of lasticit8 %oisson /atio Hoeff of hermal pansion
Gambar . #ata penampang kolom bulat diameter 4 cm
5. %enempatan lemen %ada Sistem Struktur !ntuk mendefinisikan penempatan elemen pada sistem struktur2 dilakukan sbb. &
Klik balok*balok dari struktur. %ilih menu Assign2 kemudian Frame/a&le dan Frame Sections. %ada kotak Frame Properties pilih 532 klik IK. Klik kolom*kolom tepi dari struktur (kolom ukuran 4<4 cm). %ilih menu Assign2 kemudian Frame/a&le dan Frame Sections. %ada kotak Frame Properties pilih K442 klik IK . Klik kolom tengah dari struktur (kolom diameter 4 cm). %ilih menu Assign2 kemudian Frame/a&le dan Frame Sections. %ada kotak ?rame %roperties pilih #42 klik IK .
. Mende"inisikan 3enis (umpuan Klik 9oint*9oint 8ang merupakan tumpuan pada struktur. %ilih menu Assign2 kemudian 'oint dan #estraints. #i dalam kotak 'oint #estraints2 pada Fast #estraints2 klik tumpuan 9epit2 klik IK.
Gambar . #ata masukan untuk tumpuan 9epit
4. Mende"inisikan Kasus Pembebanan $%oad 5ase& #ata pembebanan dari beban mati2 beban hidup2 dan beban gempa dimasukkan secara terpisah pada program komputer. !ntuk itu perlu didefinisikan kasus pembebanan (load cases) untuk beban mati (#'#)2 beban idup (L$6) dan beban gempa (!'K). #ari menu De"ine2 klik (oad ases. %ada kotak #efine Loads masukkan data & Lab. Komputasi eknik Sipil !"#$% & S'% * 'nalisis #inamik Struktur #
Gambar 7. eban mati (kiri) dan beban hidup (kanan) pada struktur (satuan & kg
1+. Mende"inisikan Respons Spektrum Gempa !ntuk analisis beban gempa2 terlebih dahulu disusun fungsi dari /espon Spektrum 8ang akan digunakan2 dengan menu De"ine2 F%nction2 dan #esponse Spectr%m. %ada Define #espons Spectr%m F%nction di kotak hoose F%nction !ype to "dd pilih *ser Spectr%m dan klik "dd New F%nction. %ada kotak #esponse Spectr%m F%nction Definition2 masukkan data & ?unction "ame ?unction #amping /atio #efine ?unction
Gambar 1+. ?ungsi Spektrum /espon ila8ah Semarang untuk kondisi tanah lunak.
Setelah fungsi Spektrum /espon didefinisikan2 kemudian didefinisikan cara analisis beban gempa 8ang akan digunakan2 dengan cara sbb. & Lab. Komputasi eknik Sipil !"#$% & S'% * 'nalisis #inamik Struktur #
13
#ari menu De"ine2 klik "nalysis ases. %ada kotak "nalysis ases klik !'K kemudian Modify/Show ase. %ada kotak "nalysis ase Data - #esponse Spectr%m2 masukkan data sbb. (lihat Gambar 1) &
Gambar 11. #ata masukan untuk metode analisis superposisi ragam spektrum respon
11. Model Massa (erpusat !ntuk melakukan analisis dinamik2 diperlukan data masukan berupa massa dari setiap lantai struktur. Salah satu model struktur 8ang sering digunakan untuk keperluan analisis dinamik adalah model massa terpusat (l%mp mass model ). #engan menggunakan model ini2 massa dari suatu lantai bangunan dipusatkan pada titik berat lantain8a.
Gambar 12. =odel massa terpusat untuk analisis dinamik struktur
#engan mengacu pada Gambar 12 massa dari lantai dipusatkan pada 9oint :2 massa lantai 3 dipusatkan pada 9oint A2 massa lantai 4 dipusatkan pada 9oint F2 dan massa lantai 5 dipusatkan pada 9oint 1. !ntuk memasukkan massa dari lantai pada titik berat lantai dilakukan sbb. & Klik 9oint :2 kemudian klik menu Assign2 'oint 2 dan Masses. %ada kotak 'oint Masses masukkan data sbb. (lihat Gambar 13) &
Gambar 1a. #ata masukan untuk massa terpusat pada lantai
!ntuk memasukkan massa dari lantai 32 42 dan 5 pada masing*masing titik berat lantai bangunan2 dilakukan dengan cara 8ang sama seperti pada lantai . !ntuk membuat model massa terpusat (l%mp mass model ) dari struktur2 maka 9oint*9oint 8ang terdapat pada suatu lantai harus dikekang (constraint )2 agar 9oint*9oint ini dapat berdeformasi secara besama*sama2 9ika pada lantai 8ang bersangkutan mendapat pengaruh gempa. Sebagai contoh2 untuk mengekang 9oint*9oint pada Lantai 12 dilakukan dengan cara memilih 9oint 2 :2 dan 1 8ang pada lantai tersebut. Kemudian pilih menu Assign2 'oint 2 dan onstraint . %ada kotak "ssi$n/Define onstraint 2 di kotak hoose onstraint !ype to "dd pilih Diaphra$m dan klik "dd New Diaphra$m. !ntuk mengekang 9oint*9oint pada lantai 32 42 dan 52 dilakukan dengan cara 8ang sama dengan lantai .
Gambar 1b. #ata masukan untuk lantai 8ang dikekang (diaphra$m constraint ).
12. Ragam Getar Struktur !ntuk melakukan analisis dinamik perlu didefinisikan 9umlah ragam getar dari struktur 8ang akan ditin9au dalam perhitungan. !ntuk mendefinisikan 4 ragam getar dari struktur 8ang akan ditin9au di dalam perhitungan dilakukan sbb. & #ari menu De"ine2 pilih "nalysis ase. %ada kotak "nalysis ase2 pilih =I#'L kemudian klik Modify/Show ase. %ada kotak "nalysis ase Data - Modal masukkan data (lihat Gambar 14) &
Gambar 1/. #ata masukan untuk 9umlah ragam getar struktur 8ang dianalisis
1. Analisis Struktur Karena bangunan dimodelkan sebagai struktur dimensi2 maka untuk efisiensi proses perhitungan2 model struktur ini perlu didefinisikan sebagai struktur dimensi 8ang terletak di bidang ,*-2 dengan cara sbb. & %ilih menu Anal,:e2 klik Set "nalysis +ptions "nalysis. %ada kotak "nalysis +ptions pilih Plane Frame 0 Plane12 klik IK. %ilih menu Anal,:e2 klik #%n "nalysis.
Gambar 1. #ata masukan untuk analisis struktur dimensi
Gambar 1 a. idang momen lentur untuk kombinasi %embebanan etap (ton*m)
Gambar 1 b . idang momen lentur untuk kombinasi %embebanan Sementara (ton*m) Lab. Komputasi eknik Sipil !"#$% & S'% * 'nalisis #inamik Struktur #
1F
Gambar 14-a. idang ga8a geser untuk kombinasi %embebanan etap (ton*m
Gambar 14-b. idang ga8a geser untuk kombinasi %embebanan Sementara (ton*m Lab. Komputasi eknik Sipil !"#$% & S'% * 'nalisis #inamik Struktur #
Gambar 16-a. idang ga8a normal (aksial) untuk kombinasi %embebanan etap (ton*m
Gambar 16. Ga8a geser pada kolom*kolom struktur akibat beban gempa < !'K (satuan & ton)
Bika ga8a geser pada kolom untuk masing*masing tingkat di9umlahkan2 maka akan didapat ga8a geser tingkat ( shear storey) pada struktur (Gambar 1F).
Gambar 17. Ga8a geser tingkat ( shear storey) pada struktur akibat beban gempa < !'K (satuan & ton) Lab. Komputasi eknik Sipil !"#$% & S'% * 'nalisis #inamik Struktur #
4
Gambar 2+a. #istribusi beban Gempa /encana 67E.(Sa) pada struktur gedung (satuan & ton)
Gambar 21d. Simpangan Lantai ( M 7 23 cm ) N %embebanan Sementara (HI=)
14. Pemeriksaan Simpangan Antar %antai #ari kriteria perencanaan 8ang terdapat pada S"$ Gempa 12 didapat pers8aratan untuk perhitungan simpangan antar lantai2 sbb. & ?aktor %embesaran #efleksi & Hd 7 525. ?aktor Keutamaan Gempa & $e 7 125 ?aktor redundansi untuk gedung dengan K#S # adalah & O 7 123 Simpangan antara lantai 8ang dii9inkan untuk gedung dengan kriteria risiko $6 adalah & Pa7 (215).>2 dimana > & tinggi tingkat Lantai 5 inggi tingkat 4 & >4 7 4 cm Simpangan antar lantai 8ang dii9inkan & Pa7 (215).> 7 (215).4 7 + cm %erpindahan elastis pada Lantai 5 & Me5 7 42: cm %erpindahan 8ang diperbesar pada Lantai 5 & ( Me5).Hd<$e 7 (42:).525<125 7 1:2 cm Simpangan antar Lantai 5 dan Lantai 4 & P5 7 ( Me5 * Me4) 7 (1:2 N 152+) 7 12+ cm Pa 7 + cm /asio simpangan antar lantai (drif story) & P5<>4 7 12+<4 7 24 2 (memenuhi s8arat) Lantai 4 inggi tingkat 3 & >3 7 4 cm Simpangan antar lantai 8ang dii9inkan & Pa7 (215).> 7 (215).4 7 + cm %erpindahan elastis pada Lantai 4 & Me4 7 425 cm %erpindahan 8ang diperbesar pada Lantai 4 & ( Me4).Hd<$e 7 (425).525<125 7 152+ cm Simpangan antar Lantai 4 dan Lantai 3 & P4 7 ( Me4 N Me3) 7 (152+ N 12:) 7 2F cm Pa 7 + cm Lab. Komputasi eknik Sipil !"#$% & S'% * 'nalisis #inamik Struktur #
A
/asio simpangan antar lantai (drif story) & P4<>3 7 2F<4 7 2: 2 (memenuhi s8arat) Lantai 3 inggi tingkat & > 7 4 cm Simpangan antar lantai 8ang dii9inkan & Pa7 (215).> 7 (215).4 7 + cm %erpindahan elastis pada Lantai 3 & Me3 7 324+ cm %erpindahan 8ang diperbesar pada Lantai 3 & ( Me3).Hd<$e 7 (324+).525<125 7 12: cm Simpangan antar Lantai 3 dan Lantai & P3 7 ( Me3 N Me) 7 (12: N A24) 7 423 cm Pa 7 + cm /asio simpangan antar lantai (drif story) & P3<> 7 2F<4 7 2: 2 (memenuhi s8arat) Lantai inggi tingkat 1 & >1 7 + cm Simpangan antar lantai 8ang dii9inkan & Pa7 (215).> 7 (215).+ 7 F cm %erpindahan elastis pada Lantai & Me 7 23 cm %erpindahan 8ang diperbesar pada Lantai & ( Me).Hd<$e 7 (23).525<125 7 A24 cm Simpangan antar Lantai dan Lantai 1 & P 7 ( Me3 N Me) 7 (12: N A24) 7 423 cm /asio simpangan antar lantai (drif story) & P<>1 7 423<+ 7 2: 2 (memenuhi s8arat) Lantai 1 (Lantai dasar) %erpindahan elastis pada Lantai 1 & Me1 7
