SAP 2000 FOR BEGINNERS
FAKULTAS TEKNIK UNLAM SAP 2000 Using V8.0 – V 9.0 – V10.0 Created September 2006 Arie Febry Fardheny, MT
INTRODUCTION Business Name Date: 00/00/00
Structural Analysis Program
With GUI atau lebih dikenal
dengan SAP 2000 adalah salah satu Software Analisa Struktur yang cukup dikenal di Kalangan Teknik Sipil.
Software ini mencakup
Analisa Model Struktur secara Menyeluruh untuk dapat melakukan Perancangan, Analisa, Permodelan bahkan Simulasi suatu kondisi Bangunan. The Sky is The Limit adalah Konseptual utama dalam mempelajari Program ini, Bagi seorang Engineer Sipil dengan Konseptual yang sama pada Software ini maka kecenderungan untuk menguasai Software lain akan sama mudahnya.
Seiring dengan Kebutuhan Akan CAE di masa depan buku ini diharapkan bisa membuka wawasan dan pandangan semua Engineer Sipil bahwa Software adalah Alat Bantu untuk Bisa melakukan Desain yang Lebih Baik. Keep Remember The SEE (Safety, Economic and Estetic) !!!
Sincerely Yours,
Arie Febry Fardheny, MT
MAIN COURSE Chapter 1 : Something Always In Your Mind About SAP Inside : 10 Step of SAP2000 Calculation and Analysis, Axes, Grid, etc
Chapter 2 : Beam Analysis Inside : How To Created your First Structure, Where, When and Result
Chapter 3 : Truss Analysis Inside : Truss for Your Building, Trust your Engineering Feel
Chapter 4 : 2D Frame Analysis
Inside : A Simple Frame For Simple Structure, Playing With Node and Load
Chapter 5 : 3D Frame Analysis Inside : When X, Y, Z Combine. Prepare To Watch a Trouble
Chapter 6 : Concrete Reinforcement and Steel Design Inside : As for your Concrete oR O/S ? Red Green Blue For Your Steel
Chapter 7 : Flat Analysis
Inside : Flat As a Single or Flat on your Structure
Chapter 8 : Storage Structure Inside : Storage for Oil ? Just Bring It to Me
Chapter 9 : Bridges Inside : A Bridge Story
Chapter 10 : For Advance User Inside : Example For Advance User
Chapter 1 : Something Always In Your Mind About SAP
10 LANGKAH UTAMA ANALISA SAP 2000
1.
Samakan Satuan
2.
Buat Model Struktur
3.
Define Material yang dipakai
4.
Define Profil yang dipakai
5.
Aplikasikan Profil pada Struktur
6.
Define Beban
7.
Aplikasikan Beban
8.
Cek Gambar Struktur – Model Sap2000
9.
Run Analisa
10.
Cek the Result
AXES ( SUMBU ) X = Y = Horisontal
Z = Vertikal
Ada 2 Sumbu Yaitu Global Dan Lokal For More Information Check Finite Elemen Method Global Æ Sumbu yang diaplikasi pada Struktur secara Keseluruhan Lokal
Æ Sumbu yang dipalikasikan pada Elemen tertentu saja
FOR BEGINNERS (ALWAYS USE GLOBAL AXES)
GRID (Garis Bantu) GRID adalah garis bantu Gambar, grid akan sangat membantu pada saat kita memasuki frame 3d. untuk dapat mengurangi kerumitan yang terjadi pada struktur tersebut (See Chapter 5)
SAP2000 YOU SHOULD KNOW Menu Terpenting di Sap2000 ada 4 yaitu File
Æ Buat Save, New Dll
Define
Æ Klo ada yang Didefinisikan disini Tempatnya
Assign
Æ
Menu
Untuk
Mengaplikasikan
didefinisikan Run
Æ Untuk Menjalankan
yang
telah
Chapter 2 : Beam Analysis
Berikut ini akan ditampilkan Balok Struktur yang akan Dianalisa QD = 200 Kg/m QL = 100 Kg/m
3 meter
3 meter
Profil Balok : 20/30 Material
: Concrete
fc’ = 17,5 Mpa
fy = 240 Mpa
Mu = 1,2 MD + 1,6 ML
fyh = 240 Mpa
Jalankan Sap2000,
START – ALL PROGRAMS – SAP2000 – SAP2000 KITA MULAI 10 LANGKAH ANALISA DIATAS
1. Samakan Satuan
Pada Menu Bagian Bawah Kita Ganti Menjadi Kgf,m,C
2. Buat Model Struktur KLIK File NEW
Karena Model Struktur adalah Balok Maka Kita Klik Beam
Spans = Jumlah Batang Span Length = Panjang Batang Berdasarkan Gambar Spans = 2 Length = 3 meter Sehingga model yang tampil adalah
Kita Samakan Model Dengan Merubah Perletakkan (Klik pada Joint) Kemudian ASSIGN – JOINT – RESTRAINTS
Sehingga Tampak Menjadi Sebagai Berikut :
3. Define Material yang dipakai Masuk Menu DEFINE – MATERIAL
Pilih CONC – Modify
Ubah Sesuai data Properties Catatan : Jika Berat Sendiri Diperhitungkan pada Perhitungan Beban Secara Manual maka Weifht per Unit Volume dan Mass per Unit Volume = 0 Klik OK 2x (Kembali Ke Struktur) 4. Define Profil yang dipakai Define – Frame Section
Pilih Pada Bagian ini Add Rectangular Klik Add Property sehingga muncul sebagai berikut
Lakukan Perubahan Sebagai berikut
Klik Concrete Reinforcement Pilih Tipe Beam
5. Aplikasikan Profil pada Struktur Pilih Batang yang memiliki Profil yang kita Buat (Balok menjadi terputus putus)
ASSIGN – FRAME – FRAME SECTION Pilih Profil Klik OK
6. Define Beban DEFINE – LOAD CASE
Kita Buat untuk beban Hidup dengan Add New Load
Pilih DEFINE – COMBINATIONS
Klik Add New Combo Buat Kombinasi sebagai berikut
7. Aplikasikan Beban ASSIGN – FRAME (Karena Beban Merata) LOADS - DISTRIBUTED
Isi dengan Melihat Jika Load Case Name : Dead Jika Load Case Name : Live (Diisi 2 kali pada Batang Tersebut)
Uniform Load : 200 Uniform Load : 100
8. Cek Gambar Struktur – Model Sap2000 Lihat Gambar Dengan Model yang Ada apakah telah sesuai jika sudah lanjutkan langkah 9 sebelumnya SAVE dulu
9. Run Analisa ANALYZE – RUN ANALYZE
Baca Hasil Analisa, Jika ada WARNING Berarti struktur ada error
10.
Cek the Result
Melihat Hasil dengan menggunakan icon sebagai berikut
Untuk Melihat Bentuk Dasar Struktur
Untuk Melihat Bentuk Deformasi / pergerakan dari Struktur
Untuk Melihat Reaksi dan Gaya – Gaya Dalam Jika Memilih Joint
Jika Memilih Frame
Untuk Melihat Gaya Dalam Gaya Axial : Axial Force Gaya Lintang : Shear 2-2 Gaya Momen : Moment 3-3
Untuk Detailing Klik Kanan Pada Batang Balok yang dipilih
Untuk Membuat Report File – Print Tables
Pilih apa yang diinginkan dan disimpan kemana / dicetak langsung
Chapter 3 : Truss Analysis
Diketahui Sebuah Truss Sederhana Sebagai berikut :
BEBAN (Pada Tiap Noda/ Joint) PDead = 200 Kg PLive
= 100 Kg
Material STEEL Fy
= 240 Mpa
Fu
= 400 Mpa
Profil : W18x35
Pu = 1,2 PDead + 1,6 Plive
JALANKAN SAP2000 1. Samakan Satuan
2. Buat Model Struktur NEW – Pilih 2D Truss
Number Of Division : 2 Bagian Panjang 1 Bagian : 6 m Tinggi : 4 meter
Hapus gambar dengan cara klik pada batang lalu tekan Del sehingga Tersisa line bawah
Gambar Kembali Sesuai Model Dengan Memilih Icon Draw LINE sehingga terbentuk gambar sebagai berikut :
Bagi Frame menjadi 3 DIVISI dengan cara pilih batangnya kemudian Klik Edit – Devide Frames
Devide into 2 Frames Last/ First Ratio 1 (bagi batang menjadi 2 Bagian dengan skala 1:1) Karena gambar membagi 3 maka kita tulis Devide into 3 frames L/F : 1 Dilakukan pada batang Diagonal Maupun Batang Mendatar Kemudian dilanjutkan dengan menggambar dengan DRAW LINE untuk membentuk model yang diinginkan (sudah ada titik node baru akibat fungsi Devide Frame)
CATATAN : Jika tidak dilakukan Devide Frames maka struktur akan tidak stabil atau balok tidak tersambung
TIPS : Untuk Menghentikan mode DRAW Line klik kanan setelah garis terakhir digambar 3. Define Material yang dipakai
4. Define Profil yang dipakai
5. Aplikasikan Profil pada Struktur
6. Define Beban
7. Aplikasikan Beban Beban yang Bekerja kali ini adalah beban titik karena beban bekerja pada Joint maka pembebanan menggunakan ASSIGN – JOINT LOADS – FORCES
8. Cek Gambar Struktur – Model Sap2000 9. Run Analisa 10.
Cek the Result
Chapter 4 : 2D Frame Analysis
4m 3m 3m
3m
3m 4m
Balok
: 30/40
Kolom
: 40/40
q Trapesium q Segitiga
= 2 ton / m = 1 ton / m
q beban merata = 500 kg /m
Material : Concrete Fc’ = 20 Mpa
Fy = 240 Mpa
Fys =240 Mpa
1. Samakan Satuan Lihat Chapter Sebelumnya 2. Buat Model Struktur
Dipilih 2d Frames
Stories = Tingkat
Bays = Pintu
Ubah Restraint : Assignt – Joint – Restraint Karena Bangunan Memiliki Kondisi yang Tidak sama Ukurannya maka perlu diubah dengan mengklik kanan pada posisi Joint yang akan diubah
Ubah Jarak Pada sumbu X setelah 3 Mater sisi Kiri sehingga X 1,5 menjadi X 2,5 dan seterusnya agar panjang Sumbu X 3- 4 -3
Analog dengan cara yang sama untuk sumbu Z
Kemudian Grid di set untuk sesuai (klik kanan garis yang berwarna abu – abu) pilih edit grid Data
Pilih Modify
Sehingga tampilan akan menajdi sebagai berikut
3. Define Material yang dipakai Lihat Chapter Sebelumnya
4. Define Profil yang dipakai Kolom
Balok
5. Aplikasikan Profil pada Struktur
6. Define Beban Definisikan Beban Mati, Hidup dan Kombinasi (Lihat pada Chapter Sebelumnya)
7. Aplikasikan Beban Beban Trapesium
Beban Segitiga
Beban Merata Setengah Sisi Kiri
Beban Merata Setengah Sisi Kanan
8. Cek Gambar Struktur – Model Sap2000
9. Run Analisa
10.
Cek the Result
Chapter 5 : 3D Frame Analysis
Balok
: 30/40
Kolom
: 40/40
Qdead
= 500 kg /m
QLive
= 200 kg /m
Material : Concrete Fc’ = 20 Mpa
Fy = 240 Mpa
Jalankan SAP 2000
1. Samakan Satuan 2. Buat Model Struktur
Pilih 3D FRAMES
Fys =240 Mpa
Metode yang digunakan sama dengan 2d Frame namun dilihat dari 3 sisi sumbu XY, XZ dan YZ
Untuk melihat ke empat gambar (3d, Denah, Tampak Samping dan Tampak Depan) OPTION – WINDOWS – FOUR
Untuk dapat menjalankan Antar Portal Digunakan icon
3. Define Material yang dipakai Lihat CHAPTER 4 4. Define Profil yang dipakai Lihat CHAPTER 4
5. Aplikasikan Profil pada Struktur Lihat CHAPTER 4 6. Define Beban Lihat CHAPTER 4
7. Aplikasikan Beban Lihat CHAPTER 4 8. Cek Gambar Struktur – Model Sap2000 9. Run Analisa 10. Cek the Result
Chapter 6 : Concrete Reinforcement and Steel Design
CONCRETE REINFORCEMENT DESIGN Buka File Chapter 4 (Frame 2d) Berikut Tahapan Analisa Desain Penulangan Pada Bangunan Beton
Klik Pada Icon Berikut Ini
Langkah Perencanaan Pilih Select Design Combos
Klik OK setelah kondisi seperti Gambar Diatas
Pilih Menu Start Design Sehingga Akan Muncul Tampilan sebagai berikut
Pindah Satuan ke N mm Sehingga gambar yang didapat adalah As perlu penulangan yang diperlukan
Jika dipilih satu elemen maka terlihat sebagai berikut
As Tumpuan = 271,30 mm2 As Lapangan = 233, 77 mm2 As Tumpuan Tekan = 134,50 mm2 As Lapangan Tekan = 66,97 mm2
Untuk Melihat beberapa Analisa Penulangan DISPLAY DESIGN INFO Longitudinal Reinforcing Rebar Percentage Shear Reinforcing
: As Tulangan Balok : Presentasi Penulangan Terhadap A : Tulangan Geser
PENGECEKAN FRAME YANG TIDAK MEMENUHI SYARAT (O/S) Pilih Verify All Member Passed Jika Tulisan All Member Passed maka semuanya dapat dianalisa Jika Ada Tulisan 2 Frame Not Passe maka ada 2 batang yang O/S
ERROR CONDITION (O/S) Jika pada Beam terdapat Tulisan O/S (berarti Penampang tidak memenuhi untuk menahan momen) Berarti langkah yang harus ditempuh adalah sebagai berikut
1. Buka Kunci Analisis Gaya Dalam (Icon Gembok)
menjadi 2. 3. 4. 5.
Ubah Profil (Define – Frame Section – Modify) Save Run Kembali Lakukan Analisa Tulangan Kembali
STEEL ANALYSIS Buka Kembali File Latihan Chapter 3 (Truss)
Pilih Icon Menu Yang Tersedia
Select Design Combos
Jika Displacement Baja perlu diset maka pilih Set Displacement Target Jika Tidak Abaikan Jika Ya
Pilih Menu Start Design Akan muncul Tampilan Sebagai berikut
Aman Sekali
Sangat Aman Aman
Msh Aman
Berbahaya
Patah
Sehingga Tingkat kerusakan baja diperlihatkan berdasarkan pada perbandingan fy dengan fu yang kita definisikan di Define Material . Jika pada struktur Terlihat Baja berwarna Orange atau Merah maka struktur Baja tersebut perlu diganti Profilnya jika berada di warna Kuning – Abu Abu berarti Masih dapat dipergunakan
ERROR CONDITION (RED CODE) Jika pada Beam terdapat Warna Merah (berarti Penampang tidak memenuhi untuk menahan momen) Berarti langkah yang harus ditempuh adalah sebagai berikut
1. Buka Kunci Analisis Gaya Dalam (Icon Gembok)
menjadi 2. 3. 4. 5.
Ubah Profil (Define – Frame Section – Modify) Save Run Kembali Lakukan Analisa Baja Kembali
Chapter 7 : Flat Analysis
Plat Lantai dapat dianalisa dengan 2 cara yaitu 1. Sebagai single Flat 2. Sebagai Lantai Pada Frame 3D 1. SEBAGAI SINGLE FLAT 1. File New
2. Pilih Flat Slab
Jumlah Pembagian sisi X Jumlah Pembagian sisi X Garis Tengah
:3m :3m :4m
Lebar Lebar Lebar
:8m :8m :4m
3. Define Material yang dipakai Dipakai Concrete (Define – Material – Conc) 4. Define Profil yang dipakai Define – Area Sections
Pilih Modify
5. Aplikasikan Profil pada Struktur Assign – Area – Section 6. Define Beban Lihat Chapter Sebelumnya 7. Aplikasikan Beban Assign – Area – Surface Pressure
8. Cek Gambar Struktur – Model Sap2000 9. Run Analisa Tekan F5 / Analyze – Run Analyze 10.
Cek the Result
Deformasi
Momen Yang Terjadi Piilih icon Momen – Plane
Terlihat bahwa gaya yang terjadi dapat ditahan oleh Plat yang didesain, jika tidak maka plat akan memiliki warna yang berbedabeda
PLAT PADA FRAME 3D Buka File Chapter 5
Gambar Plat Yang ada Pada Bangunan 3 D dengan menggunakan
Tool Draw Flat
. Gambar pada tampak Denah sehingga
Tampilan yang ada adalah sebagai berikut :
Yang Bergaris Merah Menandakan bahwa terpasang Plat pad Daerah tersebut. Langkah Selanjutnya Definisikan Profil Untuk Plat
Apply Beban Ke Plat Assign – Area – Surface Pressure
Save Kemudian Run Sehingga hasil akhir akan terlihat pada struktur yang dipasang Plat
Chapter 8 : Storage Structure
Storage
Structure bisa berupa Silo (Tempat Penyimpanan Barang padat misal Semen, Padi) atau Tempat Penyimpanan Benda cair seperti Penyimpanan Minyak Milik Pertamina. Metode Yang Digunakan sama dengan Mengikuti 10 Langkah yang Direncanakan. Berikut ini akan diberikan penjelasan Singkat untuk Storage Structure
Pada kasus ini adalah Tower Air Banjarbaru. Restrain terletak pada dasar Struktur. Bangunan Terdiri dari Plat yang diasumsikan Sebagai Shell (Cangkang) * Refer This To Theory Of Plates and Shells Define Material Mengacu Pada Beton Define Profil Berdasarkan pada Shell
Beban Yang Bekerja diasumsikan pada Permukaan Shell pada perencanaan kali ini diasumsikan beban pekerja sebesar 100 Kg / shell ASSIGN – AREA –UNIFORM (SHELL)
SAVE RUN ANALYZE Hasil Analisa Adalah Sebagai Berikut
Chapter 9 : Bridges
Pada Perencanaan Jembatan ada 2 tipe asumsi yang dapat dilakukan :
1. Dianalisa sebagai Sebuah Struktur Dengan Beban Statis 2. Dianalisa Sebagai Sebuah Struktur Dengan Beban Dinamis
Keduanya telah disiapkan dalam Sap2000 untuk direncanakan STRUKTUR DENGAN BEBAN STATIS
Pilih Cable Bridges *(Available at Sap2000 v9 – V10)
Definisikan Material Baja, Beton yang Digunakan Definisikan Profil Baja, Beton, Plat yang Digunakan Apply Profil – Profil Yang Digunakan Definisikan Load Case - Mati - Hidup - Angin - Gempa - Lalu Lintas - Kejut
Apply beban berdasarkan pada
Lokasi dimana Beban Tersebut
Bekerja Lakukan Analisa Rubah Posisi Beban Sehingga didapatkan Kombinasi Dan Lokasi yang Menghasilkan beban maksimum
Deformasi yang Terjadi
Gaya – Gaya Dalam Yang Bekerja
Gaya –Gaya Dalam Pada Plat Jembatan
STRUKTUR DENGAN BEBAN DINAMIS Klik NEW
Pilih Bridge Wizard
IKUTI LANGKAH 1 – 12
1. Add Line
2. Define Deck Section
3. Abutment Definitions
4. Bent Definitions Foundation Spring
Bridge Bent
5. Hinge Definition
6. Parametric Definitions
7. Bridge Object Definition
8. Update Linked Line
9. Lane Definitions
10.
Update Vehicle
11.
Load Case
Analysis Case
12.
Bridge Response
Run (F5)
Result dapat dilihat berdasarkan apda berbagai jenis Kombinasi Yang ada berikut Momen yang terjadi akibat Berat Sendiri dan Beban Bergerak maksimum Mobil Copper 5
Shear pada Jembatan
Chapter 10 : For Advance User
The Sky is The Limit • Design Bridge Using Different Vehicle • Design Structure With Dynamic Earthquake Response • Design Structure For Defense of Bomb Blasting • Design Structure for Themal Temperature • Analysis Of Beam / Cylinder for Experiment • Different Load of Analyze Case • Underground Structure • Pipes Shear Analyze • And Many More
NEXT : SAP2000 FOR ADVANCE USER
MODELLING , DEVELOPING AND PACKAGE BY
ARIE FEBRY FARDHENY SIMULATION ENGINEER – JUNIOR COMPUTER AIDED ENGINEER EMAIL :
[email protected]
BORN 21
ST
FARDHENY@GMAIL,COM
FEBRUARY 1979 IN BANJARMASIN. BECOME A CIVIL ENGINEER IN 2002 AFTER GRADUATED FROM
LAMBUNG MANGKURAT UNIVERSITY FACULTY OF TECHNOLOGY . MASTER DEGREE IN STRUCTURE WTH SPECIALIZATION IN COMPUTER AIDED ENGINEERING- MODELLING – CONCRETE REPAIR AND FORENSIC ENGINEERING AT MARCH 2004
FROM INSTITUTE TECHNOLOGY SEPULUH NOPEMBER SURABAYA.
FROM 2000 TO 2006 KALIMANTAN SELATAN
WORKED AS
CAE
FOR SEVERAL MODELLING CONSTRUCTION IN SURABAYA AND
WITH DIFFERENT CONSTRUCTION. ALSO WORK AS IT CONSULTANT FOR HARDWARE-SOFTWARE-
PROGRAMMER DEVELOPMENT. NOW AS A LECTURE IN LAMBUNG MANGKURAT UNIVERSITY, FACULTY OF TECHNOLOGY.
THIS BOOK IS ONE OF MY DEDICATION FOR CIVIL SOFTWARE DEVELOPING. IF YOU HAVE A PROBLEM ABOUT IT JUST CONTACT USING EMAIL :
[email protected] OR
[email protected] . THIS BOOK CAN BE DOWNLOAD FROM WWW.GEOCITIES.COM/AFEBRY/SAP2000.PDF OR USING HYPERLINK FROM WWW. KOTI97.BLOGSPOT.COM OR REQUEST TO EMAIL ABOVE.
Arie Febry Fardheny, MT
SPONSORED BY Laboratorium Komputasi FT UNLAM Koti97. Blogspot.com 97 Engineering Ltd Friendster Community UnderGround Hacking Community Magister Teknik 2004 FTSP ITS Aero@net Project Obby Interior® Designer CSI – SAP2000 – ETABS (Student Version)
