Sap2000-Portal Dengan Dinding Geser

Suatu model struktur portal dengan dinding geser ( shear wall ) wall ) bangunan gedung 6 lantai dari beton bertulang dengan konfigurasi seperti pada gambar. Atap 3,5m Lantai 5 3,5m Lantai 4 3,5m Lantai 3 3,5m Lantai 2 3,5m Lantai 1 3,5m

6,5m

2m

6,5m

Gambar 1. Struktur portal dengan dinding geser

Ukuran elemen :   

Balok Kolom Dinding geser

: 50x30 cm : 50x50 cm : Lebar 200 cm, tebal 20 cm

Karakteristik Beton : 





2

Modulus elastisitas beton : Ec = 2101900 ton/m , Angka Poisson beton beton = 0,20 Berat jenis ( weight per unit volume ) volume ) beton = 2,4 ton/m 3,

Beban merata pada balok : • •

Beban mati ( D ) Beban hidup ( L )

: q = 2,0 ton/m : q = 1,0 ton/m

Beban gempa horisontal ( E ) : •

Lantai 1 = 1 ton, Lantai 2 = 3 ton, Lantai 3 = 5 ton, Lantai 4 = 7 ton. Lantai 5 = 9 ton, ton, Lantai 6 ( atap atap ) = 5 ton.

KSAKS - SAP 2000 : Analisis Struktur Frame-Shear Wall

1

Kombinasi pembebanan yang harus ditinjau untuk analisis dan desain struktur menurut Tata Cara Perencanaan Struktur Beton Bertulang Untuk Bangunan Gedung - SNI 2002 ) : • •

Pembebanan Tetap Pembebanan Sementara

: U = 1,2 D + 1,6 L : U = 1,2 D + 0,5 L + 1,1 E

Pada kotak sistem satuan, pilih sistem satuan yang akan digunakan : Ton-m.

 Dari menu File , pilih New Model From Template Pada kotak dialog Model

Templates , klik gambar portal 2 dimensi. Pada kotak Portal Frame ketikkan datadata struktur : Number of Stories = 6 Number of Bays = 3 Story Height = 3.5 Bay Width =5 Klik OK .  Untuk menampilkan penomoran joint dari struktur, pilih menu View , Set Elements .

Pada kotak Set Elements , pilih kotak Joints , kemudian klik Label , klik OK .  Klik joint 8 s/d 14, pilih menu Edit dan Move . Pada kotak Move Selected Point

masukkan data : Change coordinates by Delta X = 1,5, klik OK .  Klik joint 15 s/d 21, pilih menu Edit dan Move . Pada kotak Move Selected Point

masukkan data : Change coordinates by Delta X = -1,5, klik OK .  Untuk menempatkan elemen-elemen dinding geser ( elemen membrane ), perlu

dibuat garis-garis bantu / grid-grid dengan menu : Draw , dan Edit Grid . Pada kotak Modify Grid Line masukkan data : Directions = X X location = -1, klik Add Grid Line X location = 1, klik Add Grid Line Untuk keluar dari menu klik OK .  Untuk menempatkan elemen-elemen dinding geser pada struktur portal dilakukan

dengan cara : pilih menu Draw , dan Quick Draw Shell Element . Kemudian dengan menggunakan kursor, klik satu persatu elemen dinding geser. Untuk keluar dari menu ini, pilih menu Select , kemudian pilih Select dan klik Pointer/Window .

 Dari menu Define , pilih Material untuk menampilkan kotak dialog Define Material .

Pilih CONC, kemudian klik tombol Modify/Show Material . Pada kotak Material Property Data masukkan data-data material :


2

Design Type

: Concrete

Analysis Property Data : Mass per unit Volume Weight per unit Volume Modulus of Elasticity Poisson Ratio Coeff of Thermal Expansion Klik OK

=0 = 2.4 = 2101900 = 0.20 =0

 Dari menu Define , pilih Frame Sections . Pada kotak dialog Define Frame Section .

Pada kotak Frame Section , klik Modify/Show Section . Pada kotak Rectangular Section , masukkan data-data untuk elemen balok : Section Name Dimension Material Klik OK .

: FSEC1 : - Depth = 0.50 : - Width = 0.30 : CONC

 Pada kotak Frame Section , pilih Add I / Wide Flange , kemudian klik Add

Rectangular. Pada Rectangular Section , masukkan data kolom : Section Name Dimension Material Klik OK .

: FSEC2 : - Depth = 0.50 : - Width = 0.50 : CONC

 Dari menu Define , pilih Shell Sections . Pada kotak Define Shell Section . Pada

kotak Shell Section , klik Modify/Show Section . Pada kotak Shell Section , masukkan data-data untuk elemen dinding geser : Section Name Material Name Material Angle Membrane Bending Type Klik OK .

: : : : : :

SSEC1 CONC 0 0.20 0.20 Membrane

Untuk mendefinisikan elemen balok, kolom, dan dinding geser pada sistem struktur, dilakukan dengan :  Klik semua elemen balok dari struktur. Pilih menu Assign , kemudian Frame dan

Section . Pada kotak Define Frame Section , pilih FSEC1, kemudian klik OK .  Klik semua kolom dari struktur. Pilih menu Assign , kemudian Frame dan Section . Pada kotak Define Frame Section , pilih FSEC2, kemudian klik OK .


3



Klik semua elemen shear wall. Pilih menu Assign , kemudian Shell , Section . Pada kotak Define Shell Section , pilih SSEC1, kemudian klik OK .

Untuk mendefinisikan jenis tumpuan pada struktur, dilakukan dengan cara : 

Klik joint 1, 8, 15, dan 22. Pilih menu Assign , kemudian Joint dan Restraints. Pada kotak Fast Joint Restraints , klik tumpuan jepit, kemudian klik OK .

Untuk mendefinisikan 3 kasus beban dan 2 kombinasi pembebanan yang ditinjau bekerja pada struktur, dilakukan sbb. :  Dari menu Define , pilih Static Load Case untuk menampilkan kotak Static Load

Case Name . Pada kotak ini masukkan data : Load Type Self Weight Multiplier

= LOAD1 = DEAD =1

Load Type Self Weight Multiplier

= LOAD2 = LIVE =0

Klik Add New Load Load Type Self Weight Multiplier Klik OK .

= LOAD3 = QUAKE =0

 Dari menu Define , pilih Load Combination kemudian klik Add New Combo . Pada

kotak dialog Load Combination Data masukkan data : Load Combination Name : COMB 1 Title

: TETAP

Case Name : LOAD1 Load Case Scale Factor : 1.2 Klik Add Load Case Case Name : LOAD2 Load Case Scale Factor : 1.6 Klik OK . Klik Add New Combo Load Combination Name : COMB 2 Title

: SEMENTARA

Case Name : LOAD1 Load Case Scale Factor : 1.2 KSAKS - SAP 2000 : Analisis Struktur Frame-Shear Wall

4

Klik Add Load Case Case Name : LOAD2 Load Case Scale Factor : 0.5 Klik Add Load Case Case Name : LOAD3 Load Case Scale Factor : 1.1 Klik OK .

Beban Mati Pada Elemen  Klik semua elemen balok. Pilih menu Assign , kemudian Frame Static Load, dan

Point and Uniform . Pada kotak Point and Uniform Span Loads, masukkan data untuk beban mati : Load Case Name Load Type and Direction Direction Options

: LOAD1 : Forces : Global Z : Add to existing Load

 Untuk beban merata pada elemen, masukkan data : Uniform Load = -2.0,

kemudian klik OK .

Gambar 2 . Beban mati pada struktur


5

Beban Hidup Pada Elemen  Klik semua elemen balok. Pilih menu Assign , kemudian Frame Static Load, dan

Point and Uniform . Pada kotak Point and Uniform Span Loads, masukkan data untuk beban hidup : Load Case Name Load Type and Direction Direction Options

: LOAD2 : Forces : Global Z : Add to existing Load

 Untuk beban merata pada elemen, masukkan data : Uniform Load = -1.0,

kemudian klik OK .

Gambar 3 . Beban hidup pada struktur

Beban Gempa Pada Joint  Klik joint 7 pada struktur. Pilih menu Assign , kemudian Joint Static Load , dan

Forces . Pada kotak dialog Joint Forces masukkan data beban : Load Case Name Load : Forces Global X Options Klik OK .

: LOAD3 =5 : Add to existing Load

Untuk memasukkan beban gempa pada tingkat-tingkat yang lainnya dari struktur, dilakukan dengan cara yang sama.


6

Sebelum melakukan analisis dan desain struktur, file data masukan perlu terlebih dahulu disimpan. Penyimpanan data masukan dilakukan sbb. :  Pilih menu File , kemudian klik Save As .  Pada kotak Save Model File As , ketikan nama file FRAME-WALL, kemudian klik

Save . Dengan cara ini file akan disimpan dengan nama FRAME-WALL.SDB  Untuk melakukan analisis struktur, pilih menu Analyze , kemudian klik Run .

Hasil analisis yang berupa gaya-gaya dalam pada elemen-elemen struktur portal dengan dinding geser, dapat berupa : 



Gaya normal atau aksial ( axial force ), gaya lintang / geser ( shear force ), dan momen lentur ( moment ) pada elemen FRAME ( balok dan kolom ), Tegangan normal ( axial stress ), dan tegangan geser ( shear stress ) pada elemen SHELL ( dinding geser ).

Untuk menampilkan gaya-gaya dalam pada elemen FRAME, dilakukan sebagai berikut :  Pilih menu Display Show Element Forces / Stresses dan Frame .  Pada kotak Member Force Diagram For Frame , masukkan data :

Load

: COMB1 atau COMB2. COMB1 ( hasil analisis dari kombinasi Pembebanan Tetap ) COMB1 ( hasil analisis dari kombinasi Pembebanan Sementara )

Component : Axial Force ( gaya normal / aksial pada elemen ) Shear 2-2 ( gaya lintang / geser pada elemen ) Moment 3-3 ( momen lentur pada elemen ) Untuk menampilkan tegangan-tegangan pada elemen SHELL, dilakukan sebagai berikut :  Pilih menu Display Show Element Forces / Stresses dan Shell .  Pada kotak Forces / Stresses Countur For Shells , masukkan data :

Load

: COMB1 atau COMB2. COMB1 ( hasil analisis dari kombinasi Pembebanan Tetap ) COMB1 ( hasil analisis dari kombinasi Pembebanan Sementara )

Component : F11 ( tegangan normal pada elemen pada arah sumbu X ) F22 ( tegangan normal pada elemen pada arah sumbu Z ) F12 ( tegangan geser pada elemen )


7

Gambar 1. Bidang momen lentur pada balok dan kolom struktur akibat kombinasi pembebanan tetap

Gambar 2. Bidang momen lentur pada balok dan kolom struktur akibat kombinasi pembebanan sementara KSAKS - SAP 2000 : Analisis Struktur Frame-Shear Wall

8

Gambar 3. Distribusi tegangan normal pada dinding geser akibat kombinasi pembebanan tetap

Gambar 4. Distribusi tegangan normal pada dinding geser akibat kombinasi pembebanan sementara


9


10

Gambar 3. Distribusi tegangan normal pada dinding geser akibat kombinasi pembebanan tetap

Gambar 5. Bidang Momen Akibat Kombinasi Pembebanan Tetap


11

Gambar 6. Bidang Momen Akibat Kombinasi Pembebanan Sementara 1


12

Gambar 7. Bidang Momen Akibat Kombinasi Pembebanan Sementara 2


13


14

Sap2000-Portal Dengan Dinding Geser

Recommend Documents