Dalam pelajaran ke tiga ini akan diberikan suatu masalah bagaimana desain dan analysis struktur beton berdasarkan code ACI 2002.
Sebagaimana diketahui untuk design struktur beton menggunakan motode kekuatan batas atau limit strength design. Sebagai ilusrasi masalah kita akan desain sebuah struktur beton yang mempunyai data-data sebagai berikut:
Ruko Bukit Indah,
Dimensi Dasar : 6x16 m2 (16 = 4x4)
Lantai 1 dan 2 mempunyai data -data sebagai berikut: Tebal plat lantai : 120 mm
Beban hidup lantai : 250 kg/m2
Lantai 3 :
Tebal plat lantai : 100 mm Beban hidup lantai : 100 kg/m2 Tinggi tiap-tiap lantai 3.5 m
Semua balok pada perimeter bangunan diasumsikan terdapat dinding batu bata setinggi lantainnya. Berat dinding : 1800 kg/m3
Case load
DL : Beban sendiri dan beban plat lantai
LL : Beban hidup tiap lantai
Load Combination berdasarkan ACI 2002 1.2DL+1.6LL
Assumsi awal column dan beam
Kolom : 30x30 cm2
Balok : 40x25 cm2
Ring balok/Balok anak : 30x20 cm2
Untuk memulai pembuatan pemodelan strukturnya, bukalah file baru dengan diberi nama TASK 2 seperti dibawah ini:
Pilihlah SPACE, Meter – kilogram dan file name TASK 3. Kemudian setelah itu pilih Next kemudian pilih Finish. Maka STAAD akan mempunyai tampilan sebagi berikut:
Untuk saat sekarang kita akan mencoba fasilitas lain dari STAADPro yaitu STAAD wizard dalam hal pemodelan struktur sehingga waktu yang dihabiskan dalam pemodelan dapat berlangsung singkat.
Jalankan Structure Wizard dengan cara Pilih Menu Geometri à Run Structure Wizard, maka akan tampil window baru sebagai berikut:
Kemudian pada model type pilihlah Frame Model sehingga akan tampil sebagai berikut:
Kemudian pilih Bay Frame dengan cara double click sehingga akan muncul tampilan seperti dibawah ini dan isikanlah data-data struktur yang ada di halaman sebelumnya.
Setelah selesai pilih apply, maka akan tampil seperti dibawah ini:
Kemudian masukanlah struktur diatas ke dalam model STAADPro dengan cara
Pilih Menu File à Merger Model with STAADPro Model, kemudian pilihlah “ok” jika ada window pilihan muncul. Maka model STAADPro kita akan terlihat seperti dibawah ini.
Sebelum kita melangkah lebih jauh ada baiknya cek dulu apakah jarak-jarak kolomnya sesuai dengan yang kita ingin kan atau tidak seperti gambar di atas. Jika semua jarak-jarak tersebut telah selesai maka kita akan lanjut ke
Tab GENERAL à Property untuk meendefinisikan penampang pada
setiap kolom dan balok.
Pilih Define à Rectangle, maka akan tampil window sebagai mana di bawah ini
Isikanlah ukuran kolom dan balok yang akan dipakai pada YD dan ZD. YD adalah tinggi balok/kolom sedang ZD adalah lebar balok/kolom.
Kolom : 30x30 cm2
Balok : 40x25 cm2
Ring balok/Balok anak : 30x20 cm2
Untuk yang pertama isikanlah dimensi kolom pada YD dan ZD dengan disesuaikan dengan satuan panjangnya (m). setelah selesai pilih ADD untuk memasukannya dalam STAADPro. Kemudian dengan langkah yang sama dimensi balok dan ring balok dapat dilakukan dengan cara yang sama. Sehingga pada window property terdapat 3 penampang kolom, balok dan ring balok.
Kemudian assign kan lah penampang-penampang tersebut pada member-member yang terdapat pada model Staadpro Sehingga terlihat seperti dibawah ini:
Jika sudah sesuai maka dapat meneruskan pada Tab Support. Pilih perletakan jepit (Fixed) pada semua kolo m.
X Y
Z
Untuk Dead Load/DL, kita akan memasukan beban sendiri (selfweight / Y=-1), beban plat lantai, dan beban dinding batu bata pada perimeter balok. Perhitungan beban plat lantai:
Masa jenis beton : 2400 kg/m3
Beban 120mm plat lantai : 0.12*2400 = 288 kg/m2
Beban 100mm plat lantai : 0.10*2400 = 240 kg/m2
Beban dinding batu bata : 0.15*3.5*1800 = 945 kg/m2
(0.15 adalah tebal dinding batu bata dan 3.5m adalah tinggi tiap lantai.
Untuk selfweight : Pilih Selfweight isilah Y=-1 à Ok
Untuk beban dinding : Pilih member à Uniform force, isikan -
945 (GY) à Ok
Untuk beban merata : Pilih member à Floor with Y Range
Untuk lantai 2 isikan sebagai berikut: kemudian pilih add
Untuk lantai ke tiga
Untuk lantai ke empat.
Load 1
X Y
Z
Jika semua sama seperti diatas maka dapat dilanjutkan pada Case kedua yaitu beban hidup (LL),
Lantai 2 dan 3 = 250 kg/m2
Dengan cara yang sama seperti pada case DL beban merata diatas dapat diaplikasikan kepada strukturnya sepeti terlihat seperti di bawah ini.
Load 2
Setelah kedua Case beban selesai maka dapat diteruskan dengan menambahkan Load Combinasi nya 1.2DL+1.6LL seperti di bawah ini:
Selanjutnya tambahkan command Performed Analysis, kemudian ke Tab Design à Concrete. Untuk design code pilih ACI, kemudian Tambahkan parameter-parameter design seperti dibawah ini :
Penjelasan Parameter Desain
FYMAIN 3.9e+007 kg/m2 = Kuat leleh baja untuk tulangan utama (390 MPa)
FYSEC 2.4e+007 kg/m2 = Kuat leleh baja untuk tulangan sekunder/sengkang (240 MPa)
FC 2e+006 kg/m2 = Mutu beton 20MPa
MINMAIN 16 = Minimum diameter tulangan utama beton D16
MINSEC 10 = Minimum diameter tulangan sekunder beton/sengkang
P10
MAXMAIN 16 = Maksimum diameter tulangan utama beton, D16
REINF 0 = Jenis sengkang apakah spiral (1) atau tied (0)
CLT 0.03 = Selimut beton pada bagian atas, 30mm
CLB 0.03 = Selimut beton bagian bawah, 30 mm
CLS 0.03 = Selimut beton bagian sisi kanan/kiri, 30 mm
Setelah selesai semua parameter parameter tersebut diatas ditambahkan ke model, maka semuanya di-assign-kan kepada semua member.nya
Kemudian dalam window Design Commands seperti tampak pada gambar dibawah ini pilihlah Design Beam, Design Column, dan Take Off. Perintah tersebut dapat ditambah kan ke dalam model dengan menekan Add.
Design Beam, di assign kan kepada semua beam, seperti terlihat dibawah ini
Load 1
Design Column, di –assign-kan kepada semua column, seperti terlihat dibawah ini,
Load 1
Take Off, di –assign-kan kepada semua colum n dan beam, Command Take Off di gunakan agar STAAD menghitung volume beton dan bajanya. Apabila semua sudah selesai, kita dapat mengeksekusi file staadnya dengan memilih menu Analysis à Run Analysis à kemudian pilih Run Analysis
Untuk desain beton dapat dilihat dengan memilih membernya dengan cara double click mouse sehingga tampilan window properties dari membernya muncul. Kemudian pilih tab Concrete Design atau seperti terlihat pada gambar dibawah ini.
Hasil Design Column
Examp 1
Sebuah industrial building dengan geometri seperti di bawah ini:
Geometry
Eave height : 6.5m
Concrete column : 2.5m
Roof Slope : 10*
Loading
Dead load : 12 kg/m2 (purlin and metal sheat)
Live load : 20 kg/m2
Wind : 40 kg/m2
Please specify the optimum and efficient size of steel member and concrete column reinforcement. RAFTER :H300X150 COLUMN :H300X150 ENDWALL :H150X75 BRACING :RB16 STRUT :PIP101. 6*3.2 CONCRETE COLUMN REC 500X350 REC 350X275