MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 Disusun oleh

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000

Disusun oleh WIDYA APRIANI, S.T.M.T. ARDIAN HANIF

16

UNIVERSITAS LANCANG KUNING

PEKANBARU , 2016

DAFTAR ISI

BAB I MODEL GEDUNG BETON BERTULANG 3 DIMENSI ................................................................................................ 4 Sistem Struktur ...................................................................................................................................................... 4 Asumsi yang Digunakan......................................................................................................................................... 5 Peraturan dan Standar Perencanaan .................................................................................................................... 5 1.

Input Model Struktur..................................................................................................................................... 6

2.

Mendefinisikan Material Struktur ................................................................................................................. 8

3.

A.

Mendefinisikan Material Beton ............................................................................................................ 9

B.

Mendefinisikan Material Baja Tulangan ............................................................................................... 9

Mendefinisikan Elemen Struktur ................................................................................................................. 10

3.1 Elemen Balok ................................................................................................................................................. 10 3.2 Elemen Kolom ............................................................................................................................................... 12 3.3 Elemen Pelat.................................................................................................................................................. 13 4. Mengaplikasikan Profil pada Struktur (Drawing) ............................................................................................ 15 4.1 Mengaplikasikan Frame Balok dan Kolom .................................................................................................... 15 4.2 Mengaplikasikan Elemen Plat ....................................................................................................................... 16 5. Mengaplikasikan Jenis Perletakan/Restraint ................................................................................................... 18 5.1 Mengaplikasikan Kekakuan Sambungan (Joint) Balok- Kolom ..................................................................... 18 6. Mengaplikasikan Pembebanan ....................................................................................................................... 19 6.1. Mendefinisikan Tipe Beban .......................................................................................................................... 20 6.2

Menentukan Penyaluran Beban pada Struktur...................................................................................... 20

6.2.1 Beban Mati pada Plat Lantai ...................................................................................................................... 20 6.2.2 Beban Mati pada Plat Atap........................................................................................................................ 20 6.2.3. Beban Mati pada Balok ............................................................................................................................. 21 6.2.4 Beban Hidup (Live Load) ............................................................................................................................ 22 6.3 Mengaplikasikan Beban Gempa ................................................................................................................... 24 6.3.1 Gempa Statik Ekuivalen.............................................................................................................................. 24 6.3.2 Menghitung Berat Struktur ........................................................................................................................ 25 6.3.3 Beban Mati Tambahan .............................................................................................................................. 26 6.3.4 Beban Hidup .............................................................................................................................................. 26 6.3.5 Beban Gempa : Statik Ekivalen................................................................................................................... 27

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 6.3.6 7.

Input Beban Gempa Statik Ekuivalen .................................................................................................. 28

Mengaplikasikan Kombinasi Pembebanan.................................................................................................. 29

8. DESAIN PENULANGAN ..................................................................................................................................... 31 8.1 Analisa Gaya Dalam ...................................................................................................................................... 32 8.2 Concrete Frame Design ................................................................................................................................ 33 8.3 Check Kekuatan Struktur .............................................................................................................................. 33 8.4 Perhitungan Plat Lantai ................................................................................................................................ 34 8.5 Perhitungan Balok Induk .............................................................................................................................. 36 8.5.1 Perhitungan Tulangan Utama ................................................................................................................... 36 a.

Tulangan utama daerah tumpuan : ......................................................................................................... 37

b.

Tulangan utama daerah lapangan : ......................................................................................................... 37

8.5.2 Desain Tulangan Geser Balok .................................................................................................................... 37 a.

Tulangan geser daerah tumpuan :........................................................................................................... 34

b.

Tulangan geser daerah lapangan :........................................................................................................... 34

8.5.3 Gambar Detail Penulangan Balok............................................................................................................... 35 8.6 Perhitungan Kolom ....................................................................................................................................... 36 8.6.1 Desain Tulangan Utama Kolom ................................................................................................................. 36 8.6.2 Desain Tulangan Geser Kolom................................................................................................................... 37 8.6.3 Gambar Detail Penulangan Kolom ............................................................................................................ 38 MODEL GEDUNG STRUKTUR BAJA 3 DIMENSI .................................................................................................... 40 Sistem Struktur .................................................................................................................................................... 41 1.

Input Model Struktur.................................................................................................................................. 42

2.

Mendefinisikan Material Struktur ............................................................................................................... 44

3.

Mendefinisikan Elemen Struktur................................................................................................................. 46

3.1 Elemen Balok dan Kolom............................................................................................................................... 49 3.2 Elemen Pelat.................................................................................................................................................. 51 4.

Mengaplikasikan Profil pada Struktur (Drawing) ........................................................................................ 51

5.

Mengaplikasikan Jenis Perletakan/Restraint .............................................................................................. 52

6.

Mengaplikasikan Pembebanan ................................................................................................................... 53

6. 1. Mendefinisikan Tipe Beban ......................................................................................................................... 53 6.2.

Menentukan Penyaluran Beban pada Struktur....................................................................................... 54

7.

Menentukan Beban Gempa: Respons Spektrum ........................................................................................ 58

8.

Analisis Struktur (OUTPUT SAP 2000) ......................................................................................................... 61

WIDYAAPRIANI,S.T.,M.T ARDIAN HANIF

Page 3

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016

BAB 1

MODEL GEDUNG BETON BERTULANG 3 DIMENSI

Kompetensi: 1. Membuat model struktur 3 d 2. Define karakteristik material beton 3. Assign beban pada struktur 4. Analisis perliaku struktur akibat beban 5. Desain tulangan

KASUS: Gedung Ruko 3 lantai yang berada di zona gempa 3 dengan kondisi tanah sedang direncanakan dengan struktur beton bertulang seperti pada gambar berikut:

Sistem Struktur Pemodelan struktur untuk dilakukan dengan Program SAP 200 V.14 (Struktur Analysis Prorgrame) yang ditunjukkan pada Gambar 1.1 berikut.


Page 4


Gambar 1.1. Rencana Pemodelan Struktur Gedung Ruko 3 Lantai Asumsi yang Digunakan a. Pemodelan struktur dilakukan secara Frame and Shell Element, yang berarti elemen balok dan kolom (frame) serta plat lantai (shell) dimodelkan secara utuh untuk mendapatkan analisis struktur yang lebih akurat dan sesuai dengan kondisi aslinya. b. Plat lantai dianggap sebagai elemen shell yang bersifat menerima beban tegak lurus bidang (vertikal) dan dapat mendistribusikan beban lateral (horizontal) akibat gempa. c. Efek P-delta diabaikan. d. Pondasi dianggap jepit, karena desain pondasi menggunakan tiang pancang (pondasi dalam), sehingga kedudukan pondasi diasumsikan tidak mengalami rotasi dan translasi.

Peraturan dan Standar Perencanaan a. Peraturan Perencanaan Tahan Gempa untuk Gedung SNI 03-1726-2012 dan SNI 031726-2002. b. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton untuk Gedung SNI 03-2847-2002. WIDYAAPRIANI,S.T.,M.T ARDIAN HANIF

Page 5

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 c. Pedoman Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung PPPURG 1987. 1. Input Model Struktur Tahap awal pembuatan model struktur pada ETABS dilakukan dengan cara File >New Model .

Gambar 1.2. Tampilan Awal Tentukan satuan yang diinginkan kemudian pilih “Grid Only”

Gambar 1.3. Satuan

Tentukan data denah struktur dengan sisitem koordinat kartesian

Gambar 1.4. Koordinat Kartesian WIDYAAPRIANI,S.T.,M.T ARDIAN HANIF

Page 6

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 Menentukan Geometri Struktur Inputkan data data denah kemudian pilih ok

Gambar 1.5. Input Data Denah Struktur a. Jumlah titik koordinat (Number of Grid Lines), b. Jarak antara titik koordinat (Grid Spacing), Jarak antar As untuk penggambaran kolom dan balok dapat diinput dengan cara Klik Kanan – Edit Grid Data – Modify/ Show System seperti ditunjukkan pada Gambar 1.6 dan 1.7 berikut.

Gambar 1.6. Coordinate System


Page 7


Gambar 1.7. Input Data Jarak- jarak Grid atau As Bangunan Tampilan grid yang telah diinput pada SAP 2000 ditunjukkan pada Gambar 1.8 berikut.

Gambar 1.8. Grid atau Sumbu As untuk Penggambaran Balok dan Kolom Mengubah tampilan ke bidang XZ  Klik toolbar :

(untuk merubah tampilan ke bidang XZ).

 Anda dapat merubah tampilan pada menu bar, sesuai tinjauan pada koordinat yang anda pilih, misal tampilan koordinat xy atau yz. 2. Mendefinisikan Material Struktur Struktur gedung didesain menggunakan bahan beton bertulang dengan mutu dan WIDYAAPRIANI,S.T.,M.T ARDIAN HANIF

Page 8

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 persyaratan sesuai dengan standard peraturan yang ada sebagai berikut : A. Mendefinisikan Material Beton Weight per unit volume

= 24 kN

Kuat beton yang disyaratkan, fc’

= 30 Mpa (30000 kN/m2)

Modulus elastisitas beton, Ec

= 4700√fc’ = 25742,96 MPa = 25742960 kN/m²

Angka poison, υ

= 0,2

Modulus geser, G

= Ec/ [2( 1 + υ )] = 10726,23 MPa = 10726230 kN/m²

Data material beton tersebut diinput ke SAP 2000 dengan cara Define – Material sesuai Gambar 1.9 berikut.

Gambar 1.9. Input Data Material Beton B. Mendefinisikan Material Baja Tulangan Diameter ≤ 12 mm menggunakan baja tulangan polos BJTP 24 dengan tegangan leleh, fy = 240 MPa. Diameter ≥ 13 mm menggunakan baja tulangan ulir BJTD 40 dengan tegangan leleh, fy = 400 MPa

Bahan struktur beton yang digunakan adalah dengan spesifikasi berikut : Fy (tegangan leleh tulangan utama), BJ 40

= 400 Mpa = 400000 kNm

Fys (tegangan leleh tulangan geser/ sengkang), BJ 24 = 240 Mpa = 240000 kNm Data material beton tersebut diinput ke SAP 2000 dengan cara Define – Material sesuai Gambar 1.10 berikut:


Page 9


Gambar 1.10. Input Data Material Baja Tulangan 3. Mendefinisikan Elemen Struktur Elemen- elemen struktur yang digunakan dalam perencanaan gedung ditunjukkan sebagai berikut : ▪ Jenis struktur

= Beton bertulang

▪ Pondasi

= Tiang pancang

▪ Balok

= B- 20x30cm

▪ Kolom

= B- 30x30cm

▪ Pelat lantai

= Pelat 12cm

▪ Pelat Atap

= Pelat 10cm

3.1 Elemen Balok Input elemen balok dilakukan dengan cara Define –Section Properties- Frame Section-Add New Property sesuai Gambar 1.11 berikut.


Page 10

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 Gambar 1.11. Select Property Type Detail penampang balok yang digunakan ditunjukkan pada Gambar 1.12 .

Gambar 1.12. Input Properties Balok Detail penulangan (Reinforcement) balok yang digunakan ditunjukkan pada Gambar 1.13 .

Gambar 1.13. Input Data Reinforcement Balok Keterangan : ▪ Concrete cover to longitudinal rebar center adalah tebal selimut beton berdasarkan SNI WIDYAAPRIANI,S.T.,M.T ARDIAN HANIF

Page 11

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 Beton 03-2847-2002 Pasal 9.7. 3.2 Elemen Kolom Input elemen balok dilakukan dengan cara Define –Section Properties- Frame Section-Add New Property sesuai Gambar 1.14 berikut.

Gambar 1.14. Input Properties Kolom Detail penulangan (Reinforcement) Kolom yang digunakan ditunjukkan pada Gambar 1.15

Gambar 1.15. Input Data Reinforcement Kolom


Page 12

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 Berdasarkan SNI Beton

03-2847-2002 Pasal 9.7 tebal selimut beton minimum yang

diizinkan ditunjukkan pada Gambar 5.1 berikut.

Tabel 1.1. Persyaratan Tebal Selimut Minimum

3.3 Elemen Pelat Plat lantai dimodelkan sebagai Shell, sehingga selain menerima gaya vertikal akibat beban mati dan hidup, plat juga diasumsikan menerima gaya horizontal/ lateral akibat gempa .Input elemen plat dilakukan dengan cara Define – Section Properties – Area Section


Page 13

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 Gambar 1.16. Area Sections

Gambar 1.17. Shell Section Dat Ada 3 asumsi dalam pemodelan plat lantai yaitu : ▪ Shell Thin

: plat diasumsikan menerima gaya vertikal dan lateral tanpa penebalan.

▪ Shell Thick

: plat diasumsikan menerima gaya vertikal dan lateral dengan penebalan.

▪ Membrane

: plat diasumsikan menerima gaya horizontal saja.

▪ Plate Thin

: plat diasumsikan hanya menerima gaya vertikal saja tanpa penebalan.

▪ Thick Plate

: plat diasumsikan hanya menerima gaya vertikal saja dengan penebalan.

Plat lantai dimodelkan sebagai Shell, sehingga selain menerima gaya vertikal akibat beban WIDYAAPRIANI,S.T.,M.T ARDIAN HANIF

Page 14

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 mati dan hidup, plat juga diasumsikan menerima gaya horizontal/ lateral akibat gempa. 4. Mengaplikasikan Profil pada Struktur (Drawing) Pemodelan struktur gedung dilakukan secara 3D dengan memodelkan semua elemen balok, kolom, plat, dan shell. 4.1 Mengaplikasikan Frame Balok dan Kolom Pemodelan elemen balok tersebut dilakukan Draw- Quick frame/Cable Element

atau

dengan cara memilih ikon Quick frame/Cable Element pada toolbar pada sisi kiri.. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.18.

Gambar 1.18 Quick Draw Frame. Kemudian akan muncul panah untuk menandai, tandai Grid yang di asumsikan sebagai element balok dan kolom, dalam penandaan usahakan secara teratur dan berurut dimulai secara vertikal kemudian horizontal atau sebaliknya agar memudahkan pembacaan data output SAP 2000 nantinya.

Gambar 1.19. Denah Frame WIDYAAPRIANI,S.T.,M.T ARDIAN HANIF

Page 15


4.2 Mengaplikasikan Elemen Plat Pemodelan elemen plat dilakukan dengan cara Draw – Quick Draw Area atau dengan mengklik ikon Quick draw area pada toolbar sisi kiri sesuai pada Gambar pada Gambar 1.20 berikut.

Gambar 1.20. Quick Draw Area

Kemudian akan muncul panah untuk menandai, kemudian tandai plat dengan cara mengklik ditengah area pelat satu persatu, dalam penandaan usahakan secara berurut agar memudahkan pembacaan data output SAP 2000 nantinya.


Page 16


Gambar 1.20. Denah Area Pelat


Page 17

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 5. Mengaplikasikan Jenis Perletakan/Restraint Pemodelan pondasi diasumsikan sebagai jepit, karena desain pondasi yang menggunakan bore pile (pondasi dalam), sehingga kedudukan pondasi dianggap tidak mengalami rotasi dan translasi. Pemodelan tumpuan tersebut dapat dilakukan dengan klik semua kolom pada lantai dasar, kemudian Assign – Joint – Restrains sesuai ditunjukkan pada Gambar 1.21.

Gambar 1.21. Membuat Perletakan Jepit Pada Pondasi

5.1 Mengaplikasikan Kekakuan Sambungan (Joint) Balok- Kolom Tingkat kekakuan balok- kolom dapat dimodelkan sebagai Rigid Zone Offset atau daerah yang kaku, karena pada struktur beton hubungan balok dan kolom adalah monolite. Pada ETABS nilai kekakuan tersebut diinput dengan memilih semua elemen balok- kolom dengan cara Select – Select – all atau langsung CTRL+A sesuai pada Gambar 1.37 berikut

Gambar 1.22. Penandaan Joint WIDYAAPRIANI,S.T.,M.T ARDIAN HANIF

Page 18

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 Pada SNI Gempa 03-1726-2002 Pasal 7.3 disimpulkan bahwa lantai tingkat, atap beton dan sistem lantai dengan ikatan suatu struktur gedung dapat dianggap sangat kaku (rigid) dalam bidangnya dan dianggap bekerja sebagai diafragma terhadap beban gempa horisontal. Maka, masing- masing lantai tingkat didefinisikan sebagai diafragma kaku dengan cara setelah semua joint telah tertandai kemudian Assign – Joint – Constraints kemudian pilih pilihan seperti pada gambar 1.23 berikut

Gambar 1.23. Constraints 6. Mengaplikasikan Pembebanan Jenis beban yang bekerja pada gedung meliputi : a. Beban mati sendiri elemen struktur (Self Weight) Meliputi : balok, kolom, shear wall, dan plat. b. Beban mati elemen tambahan (Superimposed Dead Load) Meliputi : dinding, keramik, plesteran, plumbing, ME (mechanical electrical) , dll. c. Beban hidup (Live Load) : Meliputi : beban luasan per m² yang ditinjau berdasarkan fungsi bangunan. d. Beban Gempa (Earthquake Load) : Meliputi : beban gempa statik ekuivalen dan dinamik (respons spectrum).


Page 19

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 6.1. Mendefinisikan Tipe Beban Jenis beban yang bekerja pada struktur gedung dapat diinput dengan cara Define – Load Patterns yang sesuai pada Gambar 2.1 berikut.

Gambar 2.1. Jenis- jenis beban yang Bekerja 6.2 Menentukan Penyaluran Beban pada Struktur 6.2.1 Beban Mati pada Plat Lantai Beban mati yang bekerja pada plat lantai meliputi : Beban pasir setebal 1 cm = 0,01 x 16

= 0,16 kN/m2

Beban spesi setebal 3 cm = 0,03 x 22

= 0,66 kN/m2

Beban keramik setebal 1 cm = 0,01 x 22

= 0,22 kN/m2

Beban plafon dan penggantung

= 0,2 kN/m2

Beban Instalasi ME Total beban mati pada plat lantai

= 0,25 kN/m2 = 1,49 kN/m2

6.2.2 Beban Mati pada Plat Atap Beban mati yang bekerja pada plat atap meliputi : Berat waterproofing dengan aspal tebal 2 cm = 0,02 x 14

= 0,28

kN/m2 Berat plafon dan penggantung

= 0,2 kN/m2

Berat Instalasi ME


= 0,25 kN/m2

Page 20

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 Total beban mati pada plat atap = 0,73 kN/m2 Beban mati didistribusikan pada plat secara merata dengan cara memilih elemen plat, kemudian Assign – Area Loads – Uniform to Frame (Shell) Distribusi beban mati yang bekerja pada plat ditunjukkan pada Gambar 2.5 berikut.

Gambar 2.5. Distribusi Beban Mati pada Plat Lantai

6.2.3. Beban Mati pada Balok Beban mati yang bekerja pada balok meliputi : Beban dinding pasangan bata ½ batu = 3,7 x 2,50

=

9,25 kN/m

Beban dinding partisi (cladding)

=

0,40 kN/m

= 2 x 0,20

Beban mati pada balok yang berupa beban garis seperti beban dinding dan partisi diinput dengan cara Assign – Frame Loads – Distributed.


Page 21


Gambar 2.6. Distribusi Beban Mati pada Balok 6.2.4 Beban Hidup (Live Load) Beban hidup adalah beban yang bekerja pada lantai bangunan tergantung dari fungsi ruang yang digunakan. Besarnya beban hidup lantai bangunan menurut Tata Cara Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung PPPURG 1987 ditunjukkan pada Tabel 2.3 berikut : Tabel 2.3. Beban Hidup untuk Gedung No.

Jenis Beban Hidup

1 2 3 4 5

Dak atap bangunan Rumah tinggal Kantor, sekolah, hotel, pasar, rumah sakit Hall, tangga, coridor, balcony Ruang olahraga, pabrik, bioskop, bengkel, perpustakaan, tempat ibadah, parkir, aula

6

Panggung penonton

Beban 1 2 2,5 3 4 5

Satuan kN/m2 kN/m2 kN/m2 kN/m2 kN/m2 kN/m2 kN/m2

Reduksi beban dapat dilakukan dengan cara mengalikan beban hidup dengan koefisien reduksi yang nilainya tergantung pada penggunaan bangunan. Besarnya koefisien reduksi WIDYAAPRIANI,S.T.,M.T ARDIAN HANIF

Page 22

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 beban hidup untuk perencanaan portal dan gempa ditentukan pada Tabel 2.4 berikut : Tabel 2.4. Faktor Reduksi Beban Hidup untuk Gedung Faktor Reduksi untuk Portal

Faktor Reduksi untuk Gempa

0,75

0,30

0,90

0,50

0,90

0,50

0,60

0,30

penyimpanan : toko, toserba, pasar,

0,80

0,80

gudang, ruang arsip, perpustakaan Tempat kendaraan: garasi, gedung parkir Bangunan industri : pabrik, bengkel

0,90 1,00

0,50 0,90

No.

1

Fungsi Bangunan

Perumahan : rumah tinggal, asrama hotel, rumah sakit, perkantoran

2 3

Gedung pendidikan : sekolah, ruang kuliah Tempat pertemuan umum, tempat ibadah,

4 5

bioskop, restoran, ruang dansa, ruang Gedung perkantoran : kantor, bank pergelaran Gedung perdagangan dan ruang

6 7

Dari Tabel 2.3, beban hidup yang bekerja untuk perkantoran adalah sebagai berikut : Beban hidup toko

= 2,5 kN/m² x 0,8 = 2 kN/m²

Beban hidup lantai atap

=1

kN/m² x 0,8 = 0,8 kN/m²

Distribusi beban hidup pada lantai dilakukan dengan cara memilih elemen plat, kemudian Assign – Area Loads – Uniform to Frame (Shell) sesuai ditunjukkan pada Gambar 2.7 berikut .


Page 23

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 Gambar 2.7. Distribusi Beban Hidup pada Lantai Gedung Perkantoran (2 kN/m 2)

6.3 Mengaplikasikan Beban Gempa Analisis beban gempa dilakukan dengan 2 cara yaitu statik ekuivalen dan dinamik respons spektrum. Hasil analisis dari kedua perhitungan gempa tersebut diambil yang menghasilkan pengaruh gaya dalam paling besar. Perhitungan analisis struktur gedung terhadap beban gempa mengacu pada Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung (SNI 1726-2002) dengan tahapan sebagai berikut.

6.3.1 Gempa Statik Ekuivalen Beban gempa statik ekuivalen adalah penyederhanaan dari perhitungan beban gempa yang sebenarnya, dengan asumsi tanah dasar dianggap tetap (tidak bergetar), sehingga beban gempa diekuivalensikan menjadi beban lateral statik yang bekerja pada pusat massa struktur tiap lantai bangunan. Perhitungan gempa statik ekuivalen dapat dilakukan secara otomatis dengan Auto Lateral Loads dan secara manual dengan cara menginput besarmya beban gempa ke pusat massa struktur tiap lantai. Ilustrasi dari perencanaan gempa dengan metode statik ekuivalen ditunjukkan pada Gambar 3.9 berikut.


Page 24

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 Gambar 2.8. Ilustrasi dari Analisis Gempa dengan Metode Statik Ekuivalen

Tahap perhitungan gempa statik ekuivalen adalah sebagai berikut.

6.3.2 Menghitung Berat Struktur Berat gedung (W) akibat berat sendiri secara otomatis dapat dihitung dengan SAP dengan cara menyeleksi luasan masing- masing lantai, kemudian Assign – Assign to Group sesuai pada Gambar 2.9 berikut.

Gambar 2.9. Pembuatan Group pada Tiap Lantai untuk Mengetahui Berat Gedung

Setelah masing- masing lantai dibuat Group, berat sendiri gedung pada setiap lantai dapat diketahui dengan cara Display – Show Tables – Model Definition – Other Definition – Group Data – Table : Groups 3 - Masses and Weights, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.10 berikut.

Gambar 2.10. Berat dan Massa Bangunan Tiap Lantai WIDYAAPRIANI,S.T.,M.T ARDIAN HANIF

Page 25

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 6.3.3 Beban Mati Tambahan Beban Mati Tambahan Plat Lantai 1 dan 2 (Luas = 180 m2) Beban mati yang bekerja pada plat lantai gedung meliputi : Beban pasir setebal 1 cm = 0,01 x 16

= 0,16 kN/m2

Beban spesi setebal 3 cm = 0,03 x 22

= 0,66 kN/m2

Beban keramik setebal 1 cm = 0,01 x 22

= 0,22 kN/m2

Beban plafon dan penggantung

= 0,2 kN/m2

Beban Instalasi ME

= 0,25 kN/m2

Beban mati pada plat lantai 1dan 2

= 1,49 kN/m2 x Luas lantai = 1,49 x 180= 268,2 kN.

Beban mati yang bekerja pada balok meliputi : Beban dinding bata 3,7 m panjang total 78m = 2,5 kN x 3,7 x 78 = 721,5 kN. Beban dinding partisi 2 m panjang total 30 m = 0,2 x 2 x 30 = 12 kN.

Total beban mati pada plat lantai 1-2 WD = 268,2 + 721,5 + 12 = 1001,7 kN Beban Mati Tambahan pada Plat Lantai 3 (Luas = 180 m2) Berat waterproofing aspal tebal 2 cm = 0,02 x 14

= 0,28 kN/m2

Berat plafon dan penggantung

= 0,2 kN/m2

Berat Instalasi ME

= 0,25 kN/m2

Total beban mati pada plat atap

= 0,73 kN/m2 x Luas lantai = 0,73 x 180 = 131,4 kN.

6.3.4 Beban Hidup Beban Hidup pada Lantai 1 sampai 2 (Luas = 180 m2)

Beban hidup yang bekerja pada untuk Gedung Toko adalah 2,5 kN/m2. Total beban hidup pada plat lantai 1-2 WIDYAAPRIANI,S.T.,M.T ARDIAN HANIF

= 2,5 kN/m2 x Luas lantai

Page 26

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 = 2,5 x 180 = 450 kN. Reduksi beban hidup sebesar 0,8

= 0,8 x 450 = 360 kN

Beban Hidup pada Lantai 3 (Luas = 180 m2) Beban hidup yang bekerja pada untuk atap Gedung adalah 1 kN/m2. Total beban hidup pada plat lantai 3

= 1 kN/m2 x Luas lantai = 1 x 180 = 180 kN.

Reduksi beban hidup sebesar 0,8

= 0,8 x 180 = 144 kN

6.3.5 Beban Gempa : Statik Ekivalen Berat struktur yang digunakan dalam perhitungan gempa berdasarkan SNI Gempa 17262012 Pasal 7.7.2 adalah beban mati sendiri struktur, beban mati tambahan, dan beban hidup tereduksi 80% seperti ditunjukkan pada Tabel 2.5 berikut :

Tabel 2.5. Berat Struktur Gedung Tingkat Lantai

Beban Mati Tambahan (kN)

Lantai 1 Lantai 2 Lantai 3 Beban Total

1001.70 1001.70 131.40 31552.07

Beban Hidup Berat Sendiri Tereduksi 80% (kN) (kN) 360.00 360.00 144.00 864.00

2759.04 587.52 1523.52 4870.08

Beban Total (kN)

A plat

4120.74 1949.22 1798.92 7868.88

180.00 180.00 180.00

L dinding L Partisi

78.00 78.00 78.00

30.00 30.00 30.00

A. Menghitung Waktu Getar (T) Tx = Ty = 0,06 . H3/4 = 0,06 . (4+4+4)3/4 = 0,387 Cs maks X =Y =

=

= 0,2238

B. Koefesien Gempa Dasar (c) Wilayah Gempa 3 kondisi tanah sedang C=

=

= 0,853


Page 27

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 C. Faktor Keutamaan (I) Berdasarkan SNI-1726-2002 Pasal 4.1.2 Faktor keutamaan bangunan ini adalah 1,0

D.

Faktor Jenis Reduksi (R)

Berdasarkan SNI-1726-2002 Pasal 4.3.6 Faktor reduksi gempa bangunan ini adalah 5,5

E.

Gaya Geser Horizontal Akibat Gempa (R)

Berdasarkan SNI 1726-2002 Pasal 6.1.2 Beban gempa Geser statik ekivalen adalah sebagai berikut V=

. Wt

V=

. 7868,88

V = 1220,392 kN

F.

Distribusi Beban Gempa (Fi)

Berdasarkan SNI 1726-2002 Pasal 6.1.3 Beban gempa nominal statik ekivalen adalah sebagai berikut Fi = ∑

.V

Tabel 2.6. Beban Gempa Nominal Tingkat Lantai Lantai 1 Lantai 2 Lantai 3 Σ Wt =

Beban Total (kN) 4120.74 1949.22 1798.92 7868.88

Tinggi bangunan Z (m) 4.00 8.00 12.00 ΣWxZ=

Fi Total

Fi Tiap Portal

WxZ (kN.m)

Gaya Geser V (kN)

Fix (kN)

Fy (kN)

Fix (kN)

Fy (kN)

16482.96 15593.76 21587.04 53663.760

1220.39 1220.39 1220.39

374.85 354.62 490.92

374.85 354.62 490.92

93.71 88.66 122.73

93.71 88.66 122.73

6.3.6 Input Beban Gempa Statik Ekuivalen Pada SNI Gempa 2002 Pasal 5.4.1 disebutkan bahwa titik tangkap beban gempa statik dan dinamik adalah pada pusat massa. Jadi gaya gempa lateral ekuivalen (Fx dan Fy) yang telah dihitung pada tersebut diinput ke koordinat pusat massa bangunan tiap lantai WIDYAAPRIANI,S.T.,M.T ARDIAN HANIF

Page 28

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 dengan cara klik koordinat pusat massa, kemudian Assign – Joint Loads – Force seperti ditunjukkan pada Gambar 2.11.

Gambar 2.11. Input Beban Gempa arah X (EQX) pada Lantai 1 7.

Mengaplikasikan Kombinasi Pembebanan

Struktur gedung dirancang mampu menahan beban mati, hidup, dan gempa sesuai SNI Gempa 03-1726-2012 Pasal 4.1.1 dimana gempa rencana ditetapkan mempunyai periode ulang 500 tahun, sehingga probabilitas terjadinya terbatas pada 10 % selama umur gedung 50 tahun. Kombinasi pembebanan yang digunakan mengacu pada SNI Beton 03-2847-2002 Pasal 11.2 sebagai berikut : Kombinasi = 1,4 D Kombinasi = 1,2 D + 1,6 L Kombinasi = 1,2 D + Lr ± 1 E Keterangan : D : beban mati (dead load), meliputi berat sendiri gedung (self weight, SW) dan beban mati tambahan (superimposed dead load,D), L : beban hidup (live load), tergantung fungsi gedung, Lr : beban hidup yang boleh direduksi dengan faktor pengali 0,5 kecuali untuk gedung yang berfungsi sebagai garasi, ruang pertemuan, dan ruangan yang beban hidupnya 500 kg/m2, E : beban gempa (earthquake load), ditinjau terhadap gempa statik (EQX, EQY), WIDYAAPRIANI,S.T.,M.T ARDIAN HANIF

Page 29


Besarnya nilai angka beban (load factor) yang berbeda- beda dimaksudkan untuk mengantisipasi adanya kesalahan perhitungan beban pada struktur dan untuk mengantisipasi adanya beban tambahan atau perubahan beban yang mungkin terjadi selama umur rencana bangunan. Kombinasi pembebanan yang dipilih adalah yang memberikan pengaruh paling besar pada struktur. Rincian kombinasi beban yang direncanakan ditunjukkan pada Tabel 2.1 berikut : Tabel 2.1. Kombinasi Pembebanan pada Struktur Gedung Nama Kombinasi

Kombinasi Pembebanan

Kombinasi 1

1,4 D + 1,4 SW

Kombinasi 2

1,2 D + 1,2 SW + 1,6 L

Jenis Kombinasi Kombinasi pembebanan tetap (akibat beban mati dan hidup)

Kombinasi 3

1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L + 1 EQX

Kombinasi pembebanan

Kombinasi 4

1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L - 1 EQX

sementara (akibat beban mati,

Kombinasi 5

1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L + 1 EQY

hidup, dan gempa statik)

Kombinasi 6

1,2 D + 1,2 SW + 0,5 L – 1 EQY

Berbagai kombinasi pembebanan tersebut diinput ke SAP dengan cara Define – Load Combination – Add New Combo sesuai pada Gambar 2.2 berikut.


Page 30


Gambar 2.2. Input Berbagai Macam Kombinasi Pembebanan pada SAP


Page 31


Gambar 2.3. Berbagai Macam Kombinasi Pembebanan yang telah Diinput Seluruh kombinasi pembebanan yang telah diinput dalam SAP dapat dilihat dengan cara Display – Show Tables – Load Pattern Definitions – Response Combinations sebag ai berikut :

Gambar 2.4. Cara Display Tabel


Page 30


Gambar 2.5.Tabel Kom 8. DESAIN PENULANGAN Perhitungan struktur secara praktis dengan SAP2000 meliputi desain plat lantai, balok, dan kolom. Struktur direncanakan dengan SRPMK (Struktur Rangka Pemikul Momen Khusus) atau SMF (Special Moment Frames) berdasarkan SNI Beton 03-2847- 2002, khususnya untuk balok induk dan kolom utama. Balok anak tidak didesain dengan SRPMK, karena balok anak hanya berfungsi untuk menahan beban mati dan hidup, serta untuk membagi luasan plat agar tidak melendut. Pendefinisian sistem SRPMK pada SAP dilakukan dengan cara Select – By Frame Sections – Pilih elemen balok induk dan kolom. Kemudian Design – Concrete Frame Design – View/


Page 31

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 Revise Overwrites – Elemen Type – Sway Special.

Gambar 3.1. Pendefinisian Struktur Pemikul Momen Khusus (SRPMK) pada SAP2000 8.1 Analisa Gaya Dalam Analisis untuk mengetahui perilaku struktur dan besarnya gaya dalam berupa momen, gaya geser, dan aksial dapat dilakukan dengan cara Analize – Run Analysis. Gaya- gaya dalam berupa momen, aksial, dan geser yang bekerja pada struktur dapat ditunjukkan dengan cara Display – Show Member Forces/ Stresses – Frames/ Cable. Keterangan : ▪) Axial Force : untuk menampilkan gaya aksial. ▪) Shear 2-2 sumbu 2-2.

: untuk menampilkan gaya geser pada

▪) Shear 3-3 sumbu 3-3.

: untuk menampilkan gaya geser pada

▪) Torsi

: untuk menampilkan besarnya torsi.

▪) Moment 2-2 : untuk menampilkan momen pada sumbu 2-2. ▪) Moment 3-3 : untuk menampilkan momen pada sumbu 3-3. ▪) Fill Diagram : untuk menampilkan warna pada diagram momen, aksial, dan gaya geser. ▪) Show Values on Diagram : untuk menampilkan nilai pada diagram momen dan gaya geser.

Gambar 3.2. Pilihan untuk Menampilkan Diagram Momen dan Gaya Geser


Page 32

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 8.2 Concrete Frame Design Tahap awal concrete frame design adalah masukan kombinasi masukan kombinasi design dengan cara Design – Concrete Frame Design – Select Design Combo sesuai ditunjukan pada Gambar 3.3 berikut

Gambar 3.3. Pilihan kombinasi design Kemudian start design dengan cara Design – Concrete Frame Design – Strart Design/Check of Structure 8.3 Check Kekuatan Struktur Kekuatan struktur dalam menerima berbagai macam kombinasi pembebanan dapat dianalisa dengan cara Design–Concrete Frame Design – Start Design/Check of Structure.


Page 33

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 Gambar 3.4. Pengecekan Kekuatan Struktur dengan ETABS

Beberapa frame balok yang berwarna merah (Overstress) dapat dimodifikasi dengan cara : memeriksa kembali pemodelan struktur, meningkatkan mutu

material, atau

memperbesar dimensi.

8.4 Perhitungan Plat Lantai Besarnya nilai tegangan yang terjadi pada plat lantai secara otomatis dapat diketahui dengan cara Run – Display – Show Member Forces/ Stress Diagram – Shell Stresses/ Forces sesuai ditunjukkan pada Gambar 3.5 berikut.

Gambar 3.5. Momen yang Terjadi pada Plat Akibat Beban Mati dan Hidup Dari hasil analis didapatkan Mu = 2,664 kNm Digunakan tulangan polos P10- 200 Luas tulangan terpakai, As

= ¼ x π x d² x b/S = ¼ x 3,14 x 10² x 1000/200 = 392,7 mm²


Page 34

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 As . fy

Tinggi blok regangan,

a = 0,85 . fc' . b 392,7 . 400

a = 0,85 . 30 .1000 = 6,16

Momen nominal, Mn = As . fy . (d-

a 2

)

= 392,7 . 400 . (115-

6,16 2

) .10-6 = 17,58

kNm Syarat : Mn 0,8 x 17,58

≥ Mu ≥ 2,664


Page 35

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 14,06 ≥ 2,664 → OK, Plat mampu menerima beban

8.5 Perhitungan Balok Induk Perhitungan balok induk meliputi tulangan utama, tulangan geser dan sengkang .

8.5.1 Perhitungan Tulangan Utama Perhitungan luas tulangan utama balok secara otomatis dapat diketahui dengan cara Design – Concrete Frame Design – Display Design Info – Longitudinal Reinforcing. Balok yang akan dianalisis ditunjukkan pada Gambar 3.6 berikut.

Gambar 3.6. Luas Tulangan Utama Balok Arah Memanjang (Satuan : mm)

Detail luas tulangan utama yang ditinjau adalah sebagai berikut.

1008

221

1008

459

314

459

Daerah tumpuan

Daerah lapangan


Daerah tumpuan

Page 36


Digunakan tulangan ulir diameter 16 (D16) → As = ¼ Л d2 = ¼ x 3,14 x 162 = 201 mm2

a. Tulangan utama daerah tumpuan : Luas tulangan bagian atas = 1008 mm2 → jumlah tulangan = 1008 / 201 = 5,01 ≈ 5 Luas tulangan bagian bawah = 459 mm2 → jumlah tulangan = 459 / 201 = 2,28 ≈ 3 b. Tulangan utama daerah lapangan : Luas tulangan bagian atas = 221 mm2 → jumlah tulangan = 221 / 201 = 1,09 ≈ 2 Luas tulangan bagian bawah = 314 mm2 → jumlah tulangan = 314 / 201 = 1,56 ≈ 2

8.5.2 Desain Tulangan Geser Balok Luas tulangan geser (sengkang) secara otomatis dapat diketahui dengan cara Design – Concrete Frame Design – Display Design Info – Shear Reinforcing sesuai ditunjukkan pada Gambar 3.7 berikut.

Gambar 3.7. Tampak Luas Tulangan Geser (sengkang) Arah Memanjang (Satuan : mm)


Page 37

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 Detail luas tulangan geser (sengkang) yang ditinjau adalah sebagai berikut.

0,475

Daerah tumpuan


0,188

Daerah lapangan

0,475

Daerah tumpuan

Page 38


Digunakan tulangan polos diameter 8 → As = ¼ Л d2 = ¼ x 3,14 x 82 = 50,3 mm2. a. Tulangan geser daerah tumpuan : Asumsi digunakan sengkang 4P8- 100 (diameter 8 mm setiap jarak 100 mm), maka luas tulangan per 1 m

= ¼ Л d2 x 1000/100 = ¼ x 3,14 x 82 x 1000/100 = 503 mm2.

Sehingga luas tulangan per meter panjang = 503 /1000 = 0,503 mm2/ mm. Kontrol keamanan : 0,503 > 0,475 → OK, sengkang aman digunakan.

b. Tulangan geser daerah lapangan : Asumsi digunakan sengkang 4P8- 250 (diameter 10 mm setiap jarak 250 mm), maka luas tulangan per 1 m

= ¼ Л d2 x 1000/250 = ¼ x 3,14 x 82 x 1000/250 = 201 mm2.

Sehingga luas tulangan per meter panjang = 201 /1000 = 0,201 mm2/ mm. Kontrol keamanan : 0,201 > 0,188 → sengkang aman dan mampu menahan gaya geser

Contoh diagram momen yang terjadi akibat berbagai macam kombinasi pembebanan ditunjukkan pada Gambar berikut.


Page 34


Gambar 3.8. Diagram Momen Akibat Beban Mati dan Hidup

Gambar 3.9. Diagram Momen Akibat Beban Mati, Hidup, dan Gempa Statik

8.5.3 Gambar Detail Penulangan Balok Detail penulangan balok berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan ditunjukkan pada Gambar 3.10 berikut.


Page 35


Gambar 3.10. Detail Penulangan Balok Hasil SAP2000

Dari hasil perhitungan yang dilakukan secara otomatis dengan ETABS dan secara manual berdasarkan SNI Beton 03- 2847- 2002, terjadi sedikit perbedaan terutama untuk jumlah tulangan utama. Dalam hal ini, untuk perhitungan konservatif digunakan perhitungan berdasarkan SNI.

8.6 Perhitungan Kolom Perhitungan balok induk meliputi tulangan utama, tulangan geser/ sengkang dan torsi.

8.6.1 Desain Tulangan Utama Kolom Luas tulangan utama kolom dapat diketahui dengan cara Design – Concrete Frame Design– Display Design Info – Longitudinal Reinforcing. Kolom yang akan dianalisis ditunjukkan pada Gambar 3.11 berikut.


Page 36


Gambar 3.11. Tampak Luas Tulangan Utama Kolom Arah Memanjang

Detail dari luas tulangan utama kolom yang ditinjau = 4543mm2. Digunakan tulangan ulir diameter 22 → As = ¼ Л d2 = ¼ x 3,14 x 252 = 491 mm2 Maka jumlah tulangan yang dibutuhkan = 4543/ 491 = 9,25 → digunakan 10 tulangan agar dapat tersebar disemua sisi kolom. Jadi tulangan utama kolom adalah 10D25.

8.6.2 Desain Tulangan Geser Kolom Luas tulangan geser (sengkang) secara otomatis dapat diketahui dengan cara Design – Concrete Frame Design – Display Design Info – Shear Reinforcing sesuai ditunjukkan pada Gambar 3.12 berikut.


Page 37


Gambar 3.12. Tampak Luas Tulangan Geser (sengkang) Kolom Arah Memanjang

Dari SAP detail luas tulangan geser (sengkang) kolom yang ditinjau = 0,701 mm2. Digunakan tulangan polos 2P 10 → As = 2 x ¼ Л d2 = ¼ x 3,14 x 102 = 78,5 mm2 Jarak sengkang = 78,5 / 0,701 = 112 mm → digunakan 150 mm Jadi tulangan geser (sengkang) kolom adalah 2P10- 150.

8.6.3 Gambar Detail Penulangan Kolom Detail penulangan kolom berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan ditunjukkan pada Gambar 3.13 berikut.


Page 38

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 Gambar 3.14. Diagram Interaksi Kolom yang Ditinjau 8.6.4 Diagram Iteraksi Untuk menampilkan diagram interaksi kolom yang ditinjau, dapat dilakukan dengan cara klik kanan kolom, kemudian Interaction.

Gambar 3.15. Diagram Interaksi Kolom yang Ditinjau Dari hasil perhitungan yang dilakukan secara otomatis dengan SAP2000 dan secara manual berdasarkan SNI Beton 03- 2847- 2002, terjadi sedikit perbedaan terutama untuk tulangan geser (sengkang). Dalam hal ini, untuk perhitungan konservatif digunakan perhitungan berdasarkan SNI.


Page 39


BAB 2

MODEL GEDUNG STRUKTUR BAJA 3 DIMENSI

Kompetensi: • Membuat model struktur 3 D • define karakteristik material baja • assign beban pada struktur • Assign Beban Gempa dengan analisis dinamik respons spektrum • analisis perilaku struktur akibat beban

KASUS: Gedung Perkantoran 7 lantai yang berada di zona gempa 3 dengan kondisi tanah lunak (wilayah Pekanbaru) direncanakan dengan struktur baja pada gambar berikut:

Denah gedung terdiri dari 3 bentang balok dengan: X = 5 m dan Y = 8 m


Page 40

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 Sistem Struktur Pemodelan struktur untuk dilakukan dengan Program SAP 200 V.14 (Struktur Analysis Program) yang ditunjukkan pada Gambar 3.1 berikut.


Page 41

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 1. Input Model Struktur  File> New Model > 3D Frames

Ubah panjang bentang Y = 8 m dan tinggi lantai 7 = 2m dengan cara:  Edit > interactive database editing> sistem data>gridlines


Page 42



Page 43

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016  

HAPUS SEMUA LINE DENGAN CARA: SELECT>PROPERTIES>FRAME SECTIONS>FSEC1>OK TEKAN TOMBOL DELETE

2. Mendefinisikan Material Struktur Data spesifik material: a. Material baja digunakan BJ 37 1. Berat baja = 7850 kg/m3 2. Modulus Elasitisitas (E) = 200.000 MPa = 2.039E+10 kg/m2 3. Angka Poisson (μ) = 0,3 4. Koefisien Pemuaian = 12x10-6 /0C 5. Fy = 240 MPa = 24473189 kg/m2 6. Fu = 370 MPa = 37729499 kg/m2


Page 44

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 Pilih menu define> material>add new material

B. Mendefinisikan Material Beton (satuan KN/m) Weight per unit volume = 24 KN/m Kuat beton yang disyaratkan, fc’

= 30 Mpa (30000 kN/m2)

Modulus elastisitas beton, Ec

= 4700√fc’ = 25742,96 MPa = 25742960 kN/m²

Angka poison, υ

= 0,2

Modulus geser, G

= Ec/ [2( 1 + υ )] = 10726,23 MPa = 10726230 kN/m²


Page 45


3. Mendefinisikan Elemen Struktur Profil yang digunakan: 1. Balok Induk menggunakan profil WF 600.300.12.20 lf = 300 mm hw = 560 mm tw= 12 mm tf = 20 mm


Page 46



Page 47

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 2. Balok Anak menggunakan profil WF 350.175.7.11 lf = 175 mm hw =350-(2*11) = 328 mm tw= 7 mm tf = 11 mm 3. Kolom menggunakan WF 500.200.10.16 Lf = 200 mm Hw = 468 Tw= 10 mm tf = 16 mm 4. Kuda-kuda menggunakan profil Channel 150.75.9.12,5 5. Gording menggunakan channel 100.50.5.7,5 lf = 50 mm hw =100 mm tw= 5 mm tf = 7,5 mm


Page 48


3.1 Elemen Balok dan Kolom  Pilih menu define > section properties>frame section>add new property  Pilih steel> I/wide flange


Page 49



Page 50

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 3.2 Elemen Pelat Elemen Pelat yang digunakan adalah material beton adalah dengan tebal minimum 120 mm.  Define> section properties> Area Sections>Add New Sections

Membrane berfungsi mendistribusikan beban merata ke balok bukan memikul beban. Karena yang memikul beban sesungguhnya adalah balok (metode amplop). Kalo pakai shell dan plate maka momen di balok akan kecil. Sedangkan jika memakai membrane maka momen besar karena sepenuhnya ditanggung oleh balok. Hal ini karena membrane hanya punya kekakuan pada bidang (inlane stiffness) sedangkan plate hanya punya kekakuan luar bidang (out of plane stiffness) sedangkan shell punya kedua-duanya. 4. Mengaplikasikan Profil pada Struktur (Drawing) 4.1 Menggambar Balok dan Kolom  Menggambar Elemen Frame (Balok dan Kolom). Klik tombol Draw Frame/Cable Element atau  Pilih Section yang diinginkan > klik dua titik yang akan menjadi titik awal dan titik akhir balok/kolom > klik kanan pada mouse untuk mengakhirinya. WIDYAAPRIANI,S.T.,M.T ARDIAN HANIF

Page 51


 Perintah lain yang terkait dengan penggambaran elemen frame yaitu Quick Draw Frame/Cable Object

, Quick Draw Secondary Beams.

4.2 Menggambar Pelat  Menggambar Area Section. Klik tombol Draw Poly Area Object

> Pilih section

yang diinginkan > klik  titik-titik yang diperlukan untuk menggambar area (pembaran dimulai dari satu titik dan kembali ke titik yang sama) > klik kanan pada mouse untuk mengakhirinya.

5. Mengaplikasikan Jenis Perletakan/Restraint  Untuk menentukan jenis perletakan pada bagian bawah struktur, maka pilih semua joint/titik yang berada di bawah kolom pada level pondasi > Assign > joint > restraint.


Page 52

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 Pilih perletakan jepit kerna dapat mengekang dalam 3 arah sumbu utama. R= Restraints Ux = Kode restraint (pengekangan) untuk pergeseran pada arah sumbu global X. Uy = Kode restraint (pengekangan) untuk pergeseran pada arah sumbu global Y. Uz = Kode restraint (pengekangan) untuk pergeseran pada arah sumbu global Z. Rx = Kode restraint (pengekangan) untuk perputaran pada sumbu global X. Ry = Kode restraint (pengekangan) untuk perputaran pada sumbu global Y. Rz = Kode restraint (pengekangan) untuk perputaran pada sumbu global Z.

6.

Mengaplikasikan Pembebanan

6. 1. Mendefinisikan Tipe Beban Pilih menu define> load patterns. 1.

Ubah load menjadi Dead dan biarkan self weight multiplier =1. Berat sendiri

elemen struktur (BS) yang terdiri dari kolom, balok, dan plat dihitung secara otomatis dalam SAP dengan memberikan factor pengali berat sendiri (self weight multiplier) sama dengan 1. 2.

Selanjutnya tambahkan case Beban Mati Tambahan,

ubah pada Load Pattern Name :SDEAD>Type : SDEAD> self weight multiplier =0> Add New Load Pattern 3.

Selanjutnya tambahkan case Beban Hidup,

ubah pada Load Pattern Name :LIVE >Type : LIVE > self weight multiplier =0> Add New Load Pattern 4.

Selanjutnya tambahkan case Beban Hidup Pekerja (La),

ubah pada Load Pattern Name : Pekerja (La)>Type : LIVE > self weight multiplier =0> Add New Load Pattern 5.

Selanjutnya tambahkan case Beban Gempa X ,


Page 53

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 ubah pada Load Pattern Name :QUAKE (EX) >Type : SDEAD > self weight multiplier =0 > Add New Load Pattern 6.

Selanjutnya tambahkan case Beban Gempa Y,

ubah pada Load Pattern Name :QUAKE (EY) >Type : SDEAD > self weight multiplier =0 > Add New Load Pattern 7.

Selanjutnya tambahkan case Beban Angin,

ubah pada Load Pattern Name : WIND>Type : SDEAD > self weight multiplier =0 > Add New Load Pattern.

5.2. Menentukan Penyaluran Beban pada Struktur 6.2.1. Beban Pelat Lantai A. Beban mati (tipe SDEAD) : 1. Beban elektrikal dan mekanikal 2. Penggantung langit-langit dari kayu 3. Semen asbes dengan tebal 4 mm 4. Tebal semen keramik per cm tebal Total beban mati tambahan pada pelat     

: 25 kg/m2 : 7 kg/m2 : 11 kg/m2 : 53 kg/m2 : 96 kg/m2

Pilih semua pelat dengan cara: select>properties>area section> pelat Maka semua pelat akan tertandai Selanjutnya pilih assign>area loads>gravity Pilih load patterns : sdead Pada tabel Uniform load>Load : 96 kg/m2


Page 54


B. Beban Hidup (tipe LIVE LOAD) : Beban Hidup merupakan beban yang berasal dari obyek yang bergerak. Berdasarkan peraturan pembebanan yang berlaku di Indonesia, beban hidup ditetapkan sebesar 250 kg/m2 . Beban hidup bekerja diatas pelat yang mekanisme penyalurannya sama dengan penyaluran beban pelat.Aplikasikan di SAP dengan cara: Ulangi langkah untuk beban hidup dengan cara meng-klik tombol ps yang ada disebelah kiri menu.


Page 55

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 6.2.2. Beban pada balok Beban mati Dinding (tipe SDEAD): Beban dinding pasangan batako tanpa lubang dengan tebal 10 cm adalah 200 kg/m 2. Untuk beban pada balok, Langkahnya adalah:  Select>Properties> Frame Sections  Assign>Frame Loads>Distributed

6.2.3. Beban pada Rangka Atap a. Beban Mati atap (tipe SDEAD) : atap memakai spandek 5,45 kg/m2 b. Beban Hidup (tipe Pekerja,La ): 100 kg c. Beban Angin WIDYAAPRIANI,S.T.,M.T ARDIAN HANIF

Page 56

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 Tekanan Tiup Angin = 25 kg/m2 Angin berasal dari arah kiri  Angin Muka P1 = ( 0,02α – 0,4 ) x tekanan tiup angin x jarak gording = ( 0,02(7o) – 0,4 ) x 25 kg/m2 x 1,2 m = 7,8 kg/m  Angin Belakang P2 = ( – 0,4 ) x tekanan tiup angin x jarak gording = ( – 0,4 ) x 25 kg/m2 x 1,2 m = - 12 kg/m -

Akibat angin muka =7,8 kg/m x cos 7o x 5 m = 38,71 kg = 0,38 kN

-

Akibat angin belakang =-12 kg/m x cos 7o x 5 m = 59,55 kg = 0,6 kN Cara memasukkan beban angin:

 Klik Joint di atap  Assign> Joint Loads> Wind  Isikan Beban Arah x dan Z seperti gambar berikut:


Page 57


Semua beban statik sudah diberikan pada model struktur dan data model struktur sudah lengkap untuk dilakukan analisis statik. Untuk analisis dinamik perlu diberikan data massa tiap lantai dan diapragma kaku pada setiap lantai untuk mengurangi jumlah persamaan pada model strukturnya. 7. Menentukan Beban Gempa: Respons Spektrum Beban Gempa merupakan beban yang muncul akibat bergoyangnya struktur bangunan yang berbobot sehingga berat bangunan yang mengalami simpangan itu sendiri menjadi beban gempa. Mekanisme penyaluran beban gempa dalam perancangan bangunan ini mengacu pada SNI – 1726 – 2013 tentang Standar Perencanaan Ketahanan Gempa. masuk dalam zona 3 atau zona tanah lunak. Respons spektrum adalah respon maksimum pada dasar sistem struktur yang bergetar akibat percepatan tanah. Nilainya merupakan fungsi dari waktu. Besarnya respon ini dipengaruhi oleh frekuensi alami dan rasio redaman dari sistem struktur. Untuk analisis respons spektrum pada model ini digunakan data respons spektrum dari SNI 2012 yang ada pada SAP 2000. Untuk menentukan data respons spektrum dilakukan sebagai berikut: 1. Pilih menu define>function> response spectrum

2. Choose Function Type to : USER WIDYAAPRIANI,S.T.,M.T ARDIAN HANIF

Page 58

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 3. 4. 5. 6. 7.

Isikan pada spectrume case dengan SNI 2012 Isikan damping dengan 0.05 (pada umumya struktur mempunyai rasio redaman 5%) Pilih SNI 2012 untuk arah U1 dan scale factor 9.81 m/dtk2 Faktor skala ini digunakan karena data telah dinormalkan dengan percepatan gravitasi g Klik ok

Isikan pada spectrume case dengan SNI 2012: TABLE: Function - Response Spectrum - User Name Period Accel FuncDamp Text Sec Unitless Unitless SNI 2012 0 3.924 0.05 SNI 2012 0.12 9.81 SNI 2012 0.6 9.81 SNI 2012 1.1 5.35 SNI 2012 1.2 4.905 SNI 2012 1.3 4.528 SNI 2012 1.4 4.204 SNI 2012 1.5 3.924 SNI 2012 1.6 3.679 SNI 2012 1.7 3.462 SNI 2012 1.8 3.27 SNI 2012 1.9 3.098 SNI 2012 2 2.943 SNI 2012 2.1 2.803 SNI 2012 2.2 2.675 SNI 2012 2.3 2.559 SNI 2012 2.4 2.453 SNI 2012 2.5 2.354 SNI 2012 2.6 2.264 SNI 2012 2.7 2.18 SNI 2012 2.8 2.102 SNI 2012 2.9 2.03 SNI 2012 3 1.962

 Reduksi Beban Gempa Dalam analisis struktur terhadap beban gempa, massa bangunan sangat menentukan besarnya gaya inersia akibat gempa. Dalam analisis modal (modal analysis) untuk penentuan waktu getar alami / fundamental struktur, mode shape dan analisis dinamik dengan Spectrum Respons maka WIDYAAPRIANI,S.T.,M.T ARDIAN HANIF

Page 59

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 massa tambahan yang di-input pada SAP meliputi massa akibat beban mati tambahan dan beban hidup yang direduksi dengan faktor reduksi 0,3 seperti di bawah ini:

Nilai spectrum respons tersebut harus dikalikan dengan suatu factor skala (scale factor) yang besarnya = g x I/R dengan g = percepatan grafitasi (g = 9,81 cm/det2). Scale factor = 1,4014. Dan Damping = 0,05.


Page 60


8. Analisis Struktur (OUTPUT SAP 2000) 1. Klik menu Analyze > Set Analysis Options > Pastikan bahwa analisis dilakukan dalam derajat kebebasan ruang (translasi arah X, translasi arah Y, translasi arah Z, rotasi terhadap sumbu X, rotasi terhadap sumbu Y, rotasi terhadap sumbu Z). 2. Klik menu Analyze > Run Analysis. Selama proses analisis pastikan bahwa tidak ada WARNING dan ERROR yang terjadi. 3. Data Output a. Menampilkan Deformasi Struktur Untuk melihat bentuk deformasi dari struktur, klik menu Display > Deformed Shape. Berikut merupakan ilustrasi bentuk deformasi terhadap gaya gempa dengan arah utama X atau EX Toolbar : Pilih type beban yang ingin dilihat pada case/combo name, dan klik OK. Untuk mengetahui besaran deformasi tranlasi dan rotasi pada joint, klik kanan pada titik joint. b. Menampilkan reaksi tumpuan Display > Show forces/Stress > Joint

c.

Toolbar : a. Pilih type beban yang ingin dilihat pada case/combo name, dan klik OK. Untuk mengetahui besaran reaksi gaya tumpuan dan moment pada joint, klik kanan pada titik join. Menampilkan gaya-gaya batang


Page 61

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 Display > Show forces/Stress > Frames/Cables Toolbar : Pilih type beban yang ingin dilihat pada case/combo name, pada component. Pilih type gaya yang ingin dilihat, lalu klik OK. Kemudian Klik kanan pada batang untuk menampilkan detailnya. Jika suatu elemen diberikan gaya luar, maka akan timbul reaksi terhadap gaya luar tersebut yang diberikan oleh elemen itu sendiri. Gaya reaksi terhadap gaya luar dalam mekanika teknik diistilahkan sebagai gaya-gaya dalam. Gaya-gaya dalam tersebut antara lain: P, gaya aksial V2, gaya geser pada bidang 1-2 V3, gaya geser pada bidang 1-3 T, momen torsi aksial atau momen yang berputar terhadap sumbu 1 M2, momen yang berputar terhadap sumbu 2 M3, momen yang berputar terhadap sumbu 3 Display> show force-stresses> Frame Cable Tendon>

Klik kanan pada batang sehingga tampilannya seperti berikut ini:


Page 62

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 d. Menganalisis Desain Struktur Baja Menentukan Peraturan sebagai dasar Acuan Desain Struktur Beton Bertulang dan parameter-parameter desain beton bertulang yang lain. Dari main menu Klik Design > Concrete Frames Design > View/Revise Preferences.

Pada new window Concrete frame Design Preferences, Pilih Design Code : AISC/LRFD99, biarkan parameter yang lain pada nilai defaultnya kemudian klik OK.

Untuk Design > Steel Frame Design > Start Design/Check of Structure Toolbar : Maka akan terlihat kelayakan dimensi, bahan struktur dengan grafik warna, Keterangan warna ; biru : sangat aman (boros bahan) hijau : aman (hemat bahan) kuning : aman (hemat bahan) orange : bahaya/hati-hati (hemat bahan) merah : sangat berbahaya (tidak dianjurkan)


Page 63


e. Menampilkan Stress Steel Check Data Klik kanan batang yang telah di - Design/Check of Structure:

f.

Mencetak gambar di layar ke printer File > Print Setup for Graphics Shortcut : Ctrl + P Klik tombol setup tentukan konfigurasi printer, ukuran kertas dan klik OK, klik OK. Kemudian klik File dan klik Print Graphics


Page 64

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 g.

Menampilkan data/tabel analisa Display > Show Tables Shortcut : Shift + F12 Untuk melihat data-data hasil output chek list Analysis Result, klik OK.

h. Memindahkan/mengekspor table data ke program Excel Pada menu kotak dialog (Assembled Joint Mases) Klik File > Export All Tables > To Excel i. Menampilkan Lendutan  Pastikan anda sudah berada di tampilan 2 dimensi atau sumbu X-Y  Pastikan juga anda sudah melakukan run atau analisa sturktur, jika belum silahkan tekan F5 pada keyboard kemudian OK  Tekan F6 untuk melihat deformasi yang terjadi,pilih kombinasi beban yang ingin ditampilkan.


Page 65


 Kemudian klik Kanan, akan keluar pop up hasil lendutan yang terjadi.

9. Menyimpan data SAP Jika belum di save, maka secara otomatis setelah di running, program SAP akan mengingatkan kita untuk menyimpan data. Simpanlah file dan beri nama. 10. Analisis Struktur Analisis struktur dengan menampilkan hasil-hasil gaya dalam yang diperoleh dari kombinasi pembebanan sesuai dengan SNI-03-1972-2002.


Page 66

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 2016 Tabel Ekspor Data dari SAP 2000 TABLE: Frame Text 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Element Forces - Frames OutputCase P Text Kgf DEAD -29701.62 DEAD -29274.33 DEAD -28847.04 COMB1 -58440.59 COMB1 -57842.38 COMB1 -57244.17 COMB2 -70370.71 COMB2 -69857.96 COMB2 -69345.21 COMB3 -50015.78 COMB3 -49503.04 COMB3 -48990.29 COMB4 -62651.95 COMB4 -62139.2 COMB4 -61626.45 COMB5 -46826.59 COMB5 -46313.84

V2 Kgf -67.95 -67.95 -67.95 -194.83 -194.83 -194.83 -190.29 -190.29 -190.29 -153.72 -153.72 -153.72 -161.64 -161.64 -161.64 3251.14 3251.14

V3 Kgf 34.47 34.47 34.47 88.67 88.67 88.67 94.52 94.52 94.52 77.04 77.04 77.04 89.13 89.13 89.13 88.03 88.03

T Kgf-m -0.0004277 -0.0004277 -0.0004277 -0.000619 -0.000619 -0.000619 -0.001084 -0.001084 -0.001084 -0.00296 -0.00296 -0.00296 -0.004521 -0.004521 -0.004521 0.002555 0.002555

M2 M3 Kgf-m Kgf-m 45.75 86.34 -23.2 222.23 -92.15 358.12 117.57 79.68 -59.77 469.33 -237.12 858.99 125.42 207.32 -63.62 587.9 -252.65 968.48 103.04 119.21 -51.04 426.65 -205.13 734.1 119.58 231.56 -58.69 554.85 -236.95 878.14 117.11 13130.42 -58.9 6632.97

DESAIN KOLOM 1. PEMERIKSAAN KAPASITAS AKSIAL MURNI (AKSI KOLOM) 2. PEMERIKSAAN KAPASITAS LENTUR MURNI 3. MENGHITUNG LATERAL TORSIONAL BUCKLING 4. PEMERIKSAAN KAPASITAS KOMBINASI AKSIAL DAN LENTUR (AKSI BALOK KOLOM) 5. PEMERIKSAAN KAPASITAS GESER


Page 67

MODUL PELATIHAN PROGRAM SAP 2000 Disusun oleh

Recommend Documents