Menggunakan SAP 2000

(1)

Menggunakan SAP 2000

Komp. Duta Merlin Blok E 27

Jl. Gajah Mada 3-5

(2)

KATA PENGANTAR

Pertama-tama penuls panjatkan Puji dan Syukur kehadirat Allah SWT karena perkenan- Nya jualah, maka penulis buku ini dapat diselesaikan.

Buku yang diberi judul “MENGGUNAKAN SAP 2000” dimaksudkan untuk membantu para siswa Widyaloka, khususnya yang mempelajari SAP 2000 menguasai materi pelajaran yang minimal harus dikuasai disamping pelajaran yang diberikan instruktur.

Bagi para instruktur, buku ini tidak perlu digunakan secara kaku tetapi dapat digunakan secara fleksibel. Penulis mengharapkan pelajaran yang ada didalam buku ini adalah pelajaran minimal yang diberikan kepada siswa, termasuk kemampuan siswa mengerjakan Latihan-latihan Soal yang ada dibagian terakhir.

Sesuai dengan situasi dan kondisinya, terutama untuk kelas-kelas privat para instruktur dapat saja menambahkan pelajaran diluar buku ini untuk merangsang siswa belajar lebih jauh.

Pada kesempatan ini penulis ucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Pimpinan Widyaloka dan semua pihak yang telah membantu selesainya penulisan buku ini. Semog buku ini bermanfaat bagi para pembaca sekalian.

Akhir kata karena “TAK ADA GADING YANG TAK RETAK” maka penlis sangat mengharapkan saran dan kritik dari seluruh rekan-rekan di Widyaloka dan para pembaca sekalian guna perbaikan di masa-masa yang akan datang.

Surabaya, May 2006 Penulis,

Teguh Santoso SPd

(3)

~ Widyaloka ~ SAP2000/i

DAFTAR ISI

Hal

I. MENGENAL SAP2000 ... 1

I.1 Memulai SAP2000 ... 1

I.2 Memahami elemen-elemen dalam tampilan SAP2000... 1

I.2.1 Toolbar... 2

I.2.2 New Interface ... 4

I.3 Sistem Koordinat ... 4

I.3.1 Sistem Koordinat Global ... 4

I.3.2 Sistem Koordinat Lokal ... 4

I.4 Bentuk Penampang ... 5

I.5 Material Property ... 5

I.6 Beban pada Struktur ... 6

I.6.1 Berat sendiri ... 6

I.6.2 Beban terpusat pada elemen ... 6

I.6.3 Beban merata pada elemen ... 6

I.7 Derajat Kebebasan (DOF) ... 8

II. STRUKTUR DENGAN BEBAN STATIK (METODE FILLET ELEMENT) ... 9

II.1 Model Sloped/jembatan Model Struktur... 10

II.1.1 Menentukan geometri model struktur ... 10

II.1.2 Mendefinisikan Jenis & Kuat bahan/material ... 11

II.1.3 Mendefinisikan Dimensi ... 11

II.1.4 Mendefinisikan Macam Beban ... 12

II.1.5 Mendefinisikan Kombinasi Beban Rencana ... 12

II.1.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil ... 13

II.1.7 Menempatkan Beban yang Bekerja ... 13

II.1.8 Memeriksa Input Data ... 14

II.1.9 Analisis Mekanika Teknik ... 15

II.1.10 Design/Chech Struktur ... 16

II.1.11 Modifikasi Struktur/ReDesign ... 16

II.2 Model Kuda-kuda Truss 2 Dimensi ... 18

II.3 Model Gable/Frame 2 Dimensi ... 25

(4)

II.4 Model Portal Beton 2 Dimensi ... 32

II.5 Model Portal Prestress 2 Dimensi ... 41

II.6 Model Elemen Non-Prismatis 2 Dimensi ... 49

II.7 Model Elemen Shell/Plat ... 55

II.7.1 Tangkki Air ... 55

II.7.1.1 Menentukan geometri model struktur ... 55

II.7.1.2 Mendefinisikan Jenis & Kuat bahan/material ... 56

II.7.1.3 Mendefinisikan Dimensi ... 57

II.7.1.4 Mendefinisikan Macam Beban ... 57

II.7.1.5 Mendefinisikan Kombinasi Beban Rencana ... 57

II.7.1.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil ... 58

II.7.1.7 Menempatkan Beban yang Bekerja... 58

II.7.1.8 Memeriksa Input Data ... 58

II.7.1.9 Analisis Mekanika Teknik ... 58

(5)

~ Widyaloka ~ SAP2000/iii

II.7.2 Kubah ... 60

II.7.3 Plat Lantai ... 65

II.7.4 Tangga ... 70

III. STRUKTUR DENGAN BEBAN DINAMIK ... 76

III.1 Analisis Ragam Spectrum (SPEC) ... 76

III.2 Analisis Respon Riwayat Waktu (Timeh) ... 77

III.3 Massa ... 77

III.4 Metode Portal Baja 2 Dimensi ... 78

III.4.1 Menentukan geometri model struktur ... 78

III.4.2 Mendefinisikan Jenis & Kuat bahan/material ... 79

III.4.3 Mendefinisikan Dimensi ... 80

III.4.4 Mendefinisikan Macam Beban ... 80

III.4.5 Menempatkan dimensi Penampang Profil ... 81

III.4.6 Menempatkan Beban yang Bekerja ... 81

III.4.6.1 Menentukan beban elemen DL dan LL ... 81

III.4.6.2 Menentukan beban gempa statik ... 82

III.4.6.3 Menentukan beban gempa RAGAM SPECTRUM RESPON ... 82

III.4.6.4 Menentukan beban gempa dinamik TIME HISTORY 83 III.4.7 Memeriksa Input Data ... 84

III.4.8 Analisis Mekanika Teknik ... 84

III.4.9 Design/Chech Struktur ... 85

(6)

III.5 Model Frame Beton 3 Dimensi ... 86

III.5.1 Menentukan geometri model struktur ... 87

III.5.2 Mendefinisikan Jenis & Kuat bahan/material ... 87

III.5.3 Mendefinisikan Dimensi ... 88

III.5.4 Mendefinisikan Macam Beban ... 88

III.5.5 Menempatkan dimensi Penampang Profil ... 88

III.5.6 Menempatkan Beban yang Bekerja ... 89

III.5.6.1 Menentukan beban elemen DL dan LL ... 89

III.5.6.2 Menentukan beban gempa statik ... 89

III.5.6.3 Menentukan beban gempa RAGAM SPECTRUM RESPON ... 90

III.5.6.4 Menentukan beban gempa dinamik TIME HISTORY 90 III.5.7 Memeriksa Input Data ... 91

III.5.8 Analisis Mekanika Teknik ... 91 SOAL-SOAL LATIHAN

(7)

~ Widyaloka ~ SAP2000/1

I. MENGENAL SAP2000

Sap2000 merupakan program versi terakhir yang paling lengkap dari seri-seri program analisis struktur SAP, baik SAP80 maupun SAP90. Keunggulan program SAP2000 antara lain ditunjukkan dengan adanya fasilitas untuk disain elemen, baik untuk material baja maupun beton . Disamping itu juga adanya fasilitas Baja dengan mengoptimalkan penampang, sehingga pengguna tidak perlu menentukan profil untuk masing-masing elemen, tetapi cukup memberikan data profil secukupnya, dan program akan memilih sendiri profil yang paling optimal atau ekonomis.

I.1 Memulai SAP2000

Jika Anda untuk pertama kali menjalankan Autoacad, maka kotak dialog Startup akan ditampilkan. Untuk memulai SAP2000, lakukan langkah-langkah sebagai berikut : 1. Dari MS Windows pilih menu Start/Programs/SAP2000 Nonlinier. Dalam

komputer akan muncul tampilan seperti gambar 1.1 dibawah ini.

Gambar 1.1 Tampilan menu untuk menjalankan

SAP2000 I.2 Memahami elemen-elemen dalam tampilan SAP2000

Elemen-elemen yang ada dalam tampilan SAP2000 dapat dilihat dalam gambar 1.2 dibawah ini.

Gambar 1.2 Elemen-elemen yang ada dalam

tampilan

(8)

I.2.1 Toolbar

Penjelasan Icon Toolbar secara singkat terlihat pada tabel dibawah ini.

Icon Nama Icon Fungsi

New Model Memulai membuat model struktur baru Open *.SDB File Membuka file SAP2000 yang sudah disimpan Save Mode Menyimpan data model terakhir

Undo Membatalkan perintah/perubahan yang terakhir dikerjakan

Redo Membatalkan perintah Undo terakhir

Refresh Window Menampilkan window dengan data baru

Lock/Unlock Model Membuka lock setelah analisis untuk merubah data model

Run Analysis Untuk melakukan analisis model

Zoom Memperbesar obyek yan dipilih dengan mouse

Restore Full View Mengembalikan model pada tampak keseluruhan Restore Previous View Mengembalikan model pada tampak sebelumnya

Zoom In Memperbesar tampak model

Zoom Out Memperkecil tampak model

Pan Menggeser model pada window

Show 3-D View Menampilkan model dalam 3D ( 3 Dimensi ) Show 2-D View of X-Y/r-

Θ Plane

Menampilkan model dalam 2D sejajar bidang X- Y/r-Θ

Show 2-D View of X-Z/r- Z Plane

Menampilkan model dalam 2D sejajar bidang X- Y/r-Z

Show 2-D View of Y-Z/Θ - Z Plane

Menampilkan model dalam 2D sejajar bidang X- Y/Θ-Z

Perspective Toggle Menampilkan model dalam prespektif 3D Shrink Elements Menampilkan elemen tidak penuh

Set Element Mengatur tampilan property elemen yang diinginkan

Up One Gridline Memindahkan satu garis grid ke atas pada tampak 2D

Down One Gridline Memindahkan satu garis grid ke bawah pada tampak 2D

(9)

~ Widyaloka ~ SAP2000/3

Icon Nama Icon Fungsi

Pointer Tool Untuk memilih satu elemen atau dengan

windowing

Select All Memilih semua elemen

Restore Previous Selection

Memilih ulang elemen yang terakhir kali dipilih Clear Selection Membatalkan elemen yang dipilih

Set Intersecting Line Select Mode

Memilih elemen dengan garis intersecting

Reshape Element Untuk memindah elemen dengan memilihnya, kemudian ujungnya atau joint-nya dipindahkan Add Special Joints Menambahkan joint khusus, yang tidak otomatis

ditentukan pada saat menggambar elemen Draw Frame Element Menggambar elemen frame dari joint ke joint Draw Shell Element Menggambar elemen shell dari sudut ke sudut Quick Draw Frame Menggambar elemen frame diantara garis grid Quick Draw Shell

Element

Menggambar elemen shell diantara garis grid

Draw Quadrilateral Shell Element

Mengambar elemen shell quadrilateral

Assign Joint Restraints Untuk menentukan restraint translasi dan rotasi Assign Frame Sections Untuk menentukan potongan dan material

property frame

Assign Shell Sections Untuk menentukan potongan dan material property shell

Assign Joint Load Untuk menentukan beban joint Assign Frame Span

Loading

Untuk menentukan beban merata dan terpusat elemen frame

Assign Shell Uniform loading

Untuk menentukan beban merata elemen shell

Show Underformed Shape Menampilkan bentuk tak terdeformasi struktur Display Static Deformed

Shape

Menampilkan struktur terdeformasi akibat beban statik

Display Mode Shape Menampilkan mode struktur akibat beban dinamik Joint Reaction Forces Menampilkan gaya-gaya reaksi pada dukungan Members Forces Diagram

for Frame

Menampilkan diagram gaya-gaya pada frame

(10)

Icon Nama Icon Fungsi Elemen Forces/Stress

Countour for Shell

Menampilkan gaya-gaya atau kontour tegangan pada shell

Set Output Table Mode Menampilkan text output joint atau elemen pada layar

I.2.2 New Interface

1. SAP2000 versi baru telah terpadu dalam operasi windows secara penuh.

2. Model yang dibuat, dianalisis, didisain dan keluaran hasilnya ditampilkan pada window (jendela yang sama).

3. Model dapat ditampilkan dalam beberapa window, maksimum 4 window.

4. Element frame yang ditampilkan dalam garis tunggal adalah sumbu pusat beratnya (centrelines).

5. Model dapat juga ditampilkan dalam pandangan perspektif dengan menekan tombol .

6. Konteks help yang diinginkan dapat ditampilkan dalam bentuk ‘form’ dengan menekan tombol kanan mouse.

7. Informasi detail tentang batang dan joint pada model dimungkinkan juga dengan menekan tombol mouse kanan pada batang atau joint yang diinginkan, misalnya tentang moment, displacements joint atau connectivity dan lain sebagainya.

I.3 Sistem Koordinat

Setiap model struktur menggunakan koordinat yang berbeda untuk menentukan joint dan arah beban, displacement, gaya dalam dan tegangan. Pengetahuan tentang sistem koordinat ini sangat penting bagi pengguna, karena untuk menentukan model dan mengterprestasikan hasil-hasil keluaran dari program, pengguna harus memahami sistem koordinat ini.

Semua sistem koordinat ditunjukkan dengan sumbu tiga dimensi, menggunakan aturan tangan kanan dan menggunakan sistem cartesius (segi-empat).

I.3.1 Sistem Koordinat Global

Sistem koordinat Global X-Y-Z digunakan untuk memberikan lokasi dua titik, sepasang sudut, atau dengan memberikan arah koordinat. SAP2000 selalu mengasumsikan sumbu Z arahnya vertikal, dengan Z+ arah ke atas.

I.3.2 Sistem Koordinat Lokal

Sistem koordinat Lokal 1-2-3 digunakan untuk menentukan potongan property, beban dan gaya-gaya keluaran. Untuk menentukan sistem koordinat lokal elemen yang umum dapat menggunakan orientasi default dan sudut koordinat elemen frame, yang dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Sumbu lokal 1 arah selalu memanjang arah sumbu elemen, arah positif ialah dari ujung i ke ujung j.

2. Orientasi default sumbu lokal 2 dan 3 ditentukan oleh hubungan diantara sumbu 1 dan sumbu global Z sebagai berikut :