Modul 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,

(3)

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

(5)

II.7.2 Kubah ... 60

II.7.2.9 Analisis Mekanika Teknik ... 63

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

(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)

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

(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

(9)

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

(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 :

(11)

a. Jika sumbu lokal 1 arahnya horisontal, maka bidang 1-2 dibuat sejajar dengan sumbu Z.

b. Jika sumbu lokal 1 arahnya ke atas (Z+) maka arah sumbu lokal 2 sejajar dengan sumbu X+.

c. Sumbu lokal 3 arahnya selalu horisontal sumbu bidang X-Y.

I.4 Bentuk Penampang

Bentuk penampang yang geometrik property-nya secara otomatis dihitung oleh program ditunjukkan pada gambar 1.3. Ukuran yang diperlukan pada setiap penampang ditunjukkan pada gambar.

Gambar 1.3 Bentuk penampang

Geometrik property potongan juga dapat diperoleh dari file database. Tiga database yang diberikan oleh program SAP2000 ialah

1. AISC.PRO, ialah profil yang sesuai dengan standard America Institute of Steel Construction.

2. CISC.PRO, ialah profil yang sesuai dengan standard Canadian Institute of Steel Construction.

3. SECTIONS.PRO yang merupakan copy-an dari AISC.PRO.

I.5 Material Property

Property material yang akan digunakan untuk penampang meliputi

1. Modulus Elastisitas e1, untuk kekakuan aksial dan lentur. Berdasarkan SKSNI 3.1.5

Ec = 4700√fc’ atau non pratekan Ec = 20000 Mpa. Untuk baja E = 210 000 kN/m2

(21 Mpa).

2. Modulus geser g12 untuk kekakuan torsi dan kekakuan geser melintang, yang

dihitung dari e1 dan angka Poison u12.

t2 t3 2 3 2 3 t3 tw 2 3 tf (a) SH=R (b) SH=P (c) SH=B t2t 11 t2 tf t3 tw t2b 2 3 2 3 t2 tf tw t2 tw2 3 tf tf t3 (d) SH=I (e) SH=T (f) SH=C tf tw 2 3 t3 t2 t2 tf 2 3 tw dls t3 (g) SH=L (h) SH=2L

(12)

3. Kerapatan massa per-unit volume m untuk menghitung massa elemen, ambil rumus m = w/9,81 dimana w berat sendiri per unit.

4. Berat sendiri per-unit volume w untuk menghitung beban berat sendiri beton w = 24000 kg/m3 dan berat sendiri baja w = 7850 kg/m3 (78.5 kN/m3)

I.6 Beban Pada Struktur

Beban yang bekerja pada struktur ada beberapa macam diantaranya ialah berat sendiri struktur, beban yang bekerja pada elemen, beban yang bekerja pada gempa dan beban dinamik.

I.6.1 Berat Sendiri

Besarnya beban berat sendiri sama dengan berat volume w dikalikan dengan luas penampang d.

Berat sendiri arahnya selalu ke bawah, searah dengan sumbu –Z. Berat sendiri ini dikalikan dengan faktor skala yang ditentukan untuk seluruh struktur.

I.6.2 Beban Terpusat pada Elemen

Beban terpusat pada elemen digunakan untuk menentukan gaya terpusat dan momen yang bebas dikerjakan pada sepanjang elemen. Lokasi beban dapat ditentukan dengan salah satu cara dibawah ini.

Gambar 1.4 Menentukan beban terpusat elemen I.6.3 Beban Merata pada Elemen

Beban merata pada elemen digunakan untuk menentukan gaya dan momen yang bekerja pada sepanjang elemen frame. Intensitas beban dapat berupa beban merata atau trapesium. uz 2 3 1 2 3 1 rz

(a) Gaya arah sumbu global Z (b) Momen arah sumbu global Z

(d) Momen arah sumbu lokal 2 (c) Gaya arah sumbu lokal 2

2 3 3 1 u2 2 r2 1 Semua gaya bekerja ditengah bentang

Z

(13)

Gambar 1.5 Menentukan beban merata pada elemen

Gambar 1.6 Menentukan beban trapesium pada elemen

(d) Momen arah sumbu lokal 2 (c) Gaya arah sumbu lokal 2

X

3 Z 3

Semua gaya bekerja ditengah bentang

(b) Momen arah sumbu global Z (a) Gaya arah sumbu global Z

2 2 1 3 2 r2 3 1 uz 2 1 rz 1 u2 sumbu global Sumbu 2

(a) Beban merata setengah bentang rdb = 0.5 Sumbu 1 10 20 u2a = -5 rda = 0.0 u2b = -5 20 (b) Beban trapesium u3b = 5 u3a = 0 db = 4 da = 0 Sumbu 3 Sumbu 1 4 16 db = 16 u3b = 5 u3a = 5 da = 4 db = 20 u3b = 0 u3a = 5 da = 16 u2b = 10 u2a = 10 db = 16 da = 10 10 16 4

(c) Beban merata bersusun db = 4 Sumbu 2 u2b = 5 u2a = 5 da = 4 Sumbu 1 10 5

(14)

I.7 Derajat Kebebasan (DOF)

Defleksi dari struktur ditentukan oleh displacement joint, setiap joint pada model struktur mempunyai enam komponen displacement, yaitu

1. Joint mengalami translasi ke arah tiga sumbu lokal, yang diberi notasi U1, U2 dan U3.

2. Joint mengalami rotasi terhadap tiga sumbu lokal yang diberi notasi R1, R2 dan R3. Ke-enam komponen displacement tersebut diketahui sebagai derajat kebebasan, dan digambarkan seperti pada gambar 1.7.

Gambar 1.7 Enam derajat kebebasan joint pada sistem koordinat lokal

Dalam teori Mekanika Teknik yang kita pelajari dibangku kuliah selama ini, ada 3 macam dukungan yang sering dibahas yaitu :

1. Jepit : Mampu menahan gaya vertikal, horisontal dan moment.

2. Sendi : Mampu menahan gaya vertikal dan horisontal.

3. Roll : Hanya mampu menahan gaya vertikal.

Gambar 1.8 Contoh restraint pada dukungan

U3

U1

R1

U2

R2

R3

5 7 8 6 3 1 4 2 jepit sendi rol spring jepit rol sendi 1 2 3 4 5 ₆

(a) Struktur Frame 3D

Z

X global Y Joint Restraint

1 U1, U2, U3 2 U3

3 U1, U2, U3, R1, R2, R3 4 tidak ada Semua 2 3 1 Joint U1, U2, R3 U3, R1, R2 U1, U2 U2 Restraint Z global X

(15)

II. STRUKTUR DENGAN BEBAN STATIK

(METODE FILLET ELEMENT)

Secara garis besar, perancangan model struktur frame dengan SAP2000 ini akan melalui 7 tahapan, yaitu :

1. Menentukan geometri model struktur. 2. Mendefinisikan data-data

a. Jenis dan kekuatan bahan

Sudah tersedia 3 jenis material/bahan yaitu Concrete (beton), Steel (baja), dan

Other (yang lain).

• Modulus Elastisitas e1, untuk kekakuan aksial dan lentur. Berdasarkan

SKSNI 3.1.5 Ec = 4700√fc’ atau non pratekan Ec = 20000 Mpa. Untuk baja

E = 210 000 kN/m2 (21 Mpa)

• Tegangan leleh baja atau tulangan longitudinal

U40 fy = 400 000 kN/m2 (400 Mpa)

U32 fy = 320 000 kN/m2 (320 Mpa)

• Tegangan tekan beton

K225 fc = 17890 kN/m2 (17.89 Mpa)

K250 fc = 20110 kN/m2_{(20.11 Mpa)}

K300 fc = 24160 kN/m2 (24.16 Mpa)

K350 fc = 29180 kN/m2 (29.18 Mpa)

• Tegangan leleh tulangan geser

U22 fy = 220 000 kN/m2_{(220 Mpa)}

U24 fy = 240 000 kN/m2 (240 Mpa)

• Kuat geser beton

fcs = 15 000 kN/m2 (15 Mpa) fcs = 20 000 kN/m2 (20 Mpa)

b. Dimensi penampang elemen struktur (lihat gambar 1.3 bentuk penampang) c. Macam beban (Load Case)

d. Kombinasi pembebanan

Untuk peraturan baja AISC-LRFD • 1.4 DL

• 1.2 DL + 1.6 LL

• 1.2 DL + 0.5 LL ± 0.8 W Untuk peraturan Beton SKSNI 1991 • 1.2 DL + 1.6 LL

• 1.05 DL + 0.6 LL ± 1.05 E

Untuk peraturan beton prestress SKSNI 1991 • 1.2 DL + 1.6 LL + 1.2 P

• 1.05 DL + 0.6 LL + 1.05 P + 1.05 E

Dimana : DL = beban mati E = beban gempa

LL = beban hidup P = beban prestress

W = beban angin

3. Menempatkan (assign) data yang telah didefinisikan ke model struktur • Data penampang

(16)

4. Menentukan input data 5. Analisis Mekanika Teknik 6. Disain struktur

Sebelum memberikan perintah design, edit dulu reduksi kekuatan bahan sesuai SKSNI

SKSNI ACI

Lentur φ = 0.80 φ = 0.90

Geser φ = 0.60 φ = 0.85

Lentur + aksial (sengkang) φ = 0.65 φ = 0.70

Lentur + aksial (spiral) φ = 0.70 φ = 0.75

7. Modifikasi struktur/ReDesign

II.1 Model sloped/jembatan Truss 2 dimensi

Contoh soal 2.1 :

Sebuah truss 2 dimensi terdiri dari 5 bentang seperti gambar 2.1 unit kN-m. Properti elemen atas dan diagonal terdiri dari profil baja, 2xL5x5x3/4-3/8, elemen bawah 2xL4x4x1/2-3/8 dalam satuan inchi. Berat sendiri masuk pada load case DL, tegangan minimum fy = 240 Mpa.

Gambar 2.1 Model Sloped Truss 2 Dimensi II.1.1 Menentukan geometri model struktur

1. Pilih satuan kN-m disudut kanan bawah.

2. Pilih menu File/New Model from Template untuk menentukan Model Struktur.

Gambar 2.2 Model struktur

5 x 4 m = 20 m

DL = 50 kN

LL = 200 kN DLLL LL DL LL DL

4 m

(a) Model truss 2D 5' 3/8'5'

3/4'

5'

(b) Potongan batang atas dan diagonal (c) Potongan batang bawah 4' 1/2'

3/8' 4' 4'

(17)

3. Pilih model struktur ‘Slope Truss’ akan muncul seperti dibawah ini, dan isikan seperti contoh

Jumlah bentang = 5

Ketinggian truss = 4

Panjang baris struss = 4 Restraints box : check ( √ ) Gridlines box : check ( √ ) Gambar 2.3 Data Geometri

II.1.2 Mendefinisikan Jenis & Kuat bahan/material

Pada contoh ini digunakan material siku ganda (2L) yang diambil dari SAP2000 ialah

SECTION.PRO yang tersimpan dalam directory SAP2000.

1. Pilih menu Define/Frame Sections.., pada material pilih STEEL kemudian klik Modify Show Material

Gambar 2.4 Pilihan untuk jenis bahan

2. Isian seperti contoh dibawah

Fy = 240 Mpa/

240 000 kN/m2

Gambar 2.5 Properti Data

bahan baja II.1.3 Mendefinisikan Dimensi

1. Pilih menu Define/Frame Sections.. Ada 2 pilihan yang disediakan :

(18)

• Menambahkan data profil yang baru

Mengimpor adalah langkah yang paling mudah. Klik pada Import Double Angle pada drop down Import.

2. Pada list box Double Angle Klik ganda pada 2L5x5x3/4-3/8, lalu klik OK

Gambar 2.6 Mendefinisikan dimensi penampang

3. Ulangi langkah nomor 1 dan 2 untuk 2L4x4x1/2-3/8 II.1.4 Mendefinisikan Macam Beban

1. Pilih menu Define/Static load Cases.., dan isikan sesuai dengan gambar 2.7 Beban DL , Type DEAD, Pengali berat sendiri 1

Beban LL , Type LIVE, Pengali berat sendiri 0

Gambar 2.7 Definisi jenis beban rencana

II.1.5 Mendefinisikan Kombinasi Beban Rencana 1. Pilih menu Define/Load Combinations… 2. Klik tombol Add New Combo

3. Untuk DSTL1, pilih DL, lalu masukkan 1.4 pada Scale faktor. Klik tombol Add. Aktifkan kotak cek Use for Steel Design karena menggunakan beban baja, setelah itu klik OK.

4. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk DSTL2 1.2 DL dan 1.6 LL.

(19)

II.1.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil

Ada 3 cara untuk pemilihan elemen/joint, hasil pemilihan ditandai dengan garis putus-putus:

• Klik pada elemen

• Dengan windowing dengan tombol • Memilih elemen dengan garis intersection Ada 2 cara untuk pembatalan pemilihan

• Klik pada satu atau beberapa elemen • Batal semua pemilihan dengan tombol 1. Pilih elemen atas dan diagonal.

2. Pilih menu Assign/Frame/Sections… atau

3. Pilih 2L5x5x3/4-3/8 pada Name lalu klik OK.

4. Pilih elemen bawah, ulangi langkah 2 dan 3 untuk 2L4x4x1/2-3/8

Gambar 2.9 Penampang elemen yang di Assign II.1.7 Menempatkan Beban Yang Bekerja.

1. Pilih joint bawah dengan cara ‘windowing’.

2. Pilih menu Assign/Joint Static Loads…/Forces… atau tombol

3. Pilih DL pada Load Case Name kemudian isikan –50 (50 kN) pada gaya yang mengarah ke Force Global Z (vertikal ke bawah).

4. Ulangi langkah 1 s.d 3 untuk LL –200 (200 kN)

Catatan :

Add to existing loads = Tambahkan ke beban yang sudah pernah ada Replace existing loads = Timpa data beban sebelumnya

(20)

Gambar 2.10 Isian beban mati II.1.8 Memeriksa Input Data

Periksa lagi semua data, terutama data pembebanan sehingga semua data dipastikan benar. Gunakan fasilitas zoom

Gambar 2.11 Fasilitas ZOOM Untuk mencetak hasil input secara lengkap, gunakan menu : • Pilih menu File/Print Input Table…

• Non aktifkan dengan menghilangkan tanda R jika tidak ingin menampilkan bagian tertentu.

• Klik Select Loads jika ingin memilih hanya pembebanan tertentu saja. • Aktifkan (√ ) Print to File jika ingin mencetak ke dalam file berextension txt.

(21)

Untuk menampilkan file txt ini ada beberapa cara :

• Dari SAP2000 : File>Display Input/Output text Files

• Dari Windows : Start>Program>Accessories>Notepad/WordPad • Dibuka dari WORD dengan memilih file yang ber-extention txt. • Buka dari WINDOWS EXPLORER

II.1.9 Analisis Mekanika Teknik

1. Pilih menu Analysis/Set Options, pilih Analisis 2D pada bidang XZ. 2. Pilih menu Analyze/Run atau klik

3. Bila SAP2000 tidak memenuhi kesalahan, maka akan muncul pesan ANALYSIS COMPLETE

Gambar 2.13 Proses Analisis

4. Kita dapat melihat hasil dari analisis dengan meng-klik salah satu icon berikut.

(22)

Untuk mencetak hasil output dalam secara lengkap gunakan menu: • Pilih menu File/Print Output Table…

II.1.10 Desain/Check Struktur

1. Pilih menu Option/Preferences…, klik Tab Steel, pilih AISC-ASD89 pada box

Steel Design code

2. Pilih menu Design/Steel Design

3. Pilih menu Design/Start Design/Check of Structure

Gambar 2.15 Rasio tegangan baja II.1.11 Modifikasi Struktur/ ReDesign

Untuk merancang struktur, harus dipenuhi minimum 3 syarat utama yaitu : 1. Tegangan yang timbul tidak boleh melebihi tegangan ijin ( rasio < 1 ).

2. Tegangan yang timbul tidak boleh terlalu kecil karena hal itu berarti penampang profil terlalu besar yang menyebabkan pemborosan tidak perlu.

3. Dimensi profil yang direncanakan harus yang tersedia atau cukup mudah didapat dipasaran.

Ada dua cara modifikasi :

1. Dengan menggunakan fasilitas ReDesign yang tersedia. Hasil bidang DMN tidak mengalami perubahan.

2. Dengan mendefinisikan profil baru dan menganalisis ulang, sehingga hasil bidang DMN akan mengalami perubahan.

Material Baja yang sering digunakan dan ada dipasaran berdasarkan pengalaman : • Baja Type L :

- L30x30x3 - L50x50x5 - L80x80x8

- L40x40x4 - L60x60x6 - L100x100x10

- L45x45x5 - L70x70x7

• Baja WF :

- I150x75x5x7 - I250x125x6x9 - I400x200x8x13

- I175x90x5x8 - I250x125x5x8

- I200x100x5,5x8 - I300x150x6,5x9

• Baja Channel :

- C150x50x20x1.8 - C125x50x20x 2.15

(23)

- C125x50x20x1.7 - C150x50x20x2.3 Cara 1 :

1. Klik kanan profil yang tidak memenuhi syarat. 2. Klik ReDesign lalu klik Change.

3. Ganti dengan profil yang lebih sesuai.

4. Pilih menu Design/Start Design/Check of Structure untuk melihat rasio tegangan yang baru.

Cara 2 :

Mendefinisikan penampang profil baru. 1. Klik tombol lock/Unlock Model 2. Pilih elemen yang akan dirubah. 3. Pilih menu Assign/Frame/Section… 4. Pilih menu Analyze/Run

(24)

II.2 Model Kuda-kuda Truss 2 Dimensi

Contoh soal 2.2 :

Pada bagian ini dibahas model kuda-kuda truss dari profil baja 2L seperti gambar 2.16, unit kN-m. Berat sendiri truss masuk pada DL, sehingga pada LOAD1 faktor pengali berat sendiri profil sama dengan nol. Kuda-kuda direncanakan menggunakan code AISC-LRFD dengan mutu baja dengan tegangan leleh fy = 240 Mpa, dan kombinasi pembebanan sebagai berikut :

• 1.4 DL

• 1.2 DL + 1.6 LL

• 1.2 DL + 0.5 LL + 0.8 W • 1.2 DL + 0.5 LL - 0.8 W

Gambar 2.16 Model kuda-kuda baja Truss 2D II.2.1 Menentukan geometri model struktur

2. Pilih menu File/New Model … atau klik tombol

Ada 2 macam sistem koordinat yang disediakan : • Cartesian digunakan untuk 2 dimensi • Cylindrical digunakan untuk 3 dimensi

Pilih Tab Cartesian, kemudian isikan data seperti contoh Jumlah bentang / Number of Grid Spaces

Arah X = 2 buah, Arah Y = 0 buah Arah Z = 1 buah

Jarak masing-masing bentang / Grid Spasing Arah X = 6 m, Arah Y = 0 buah

W2 P2 W3 P2 W4 P2 W4 P2 W4 P2 W5 P1 0.845 m 2 m 3.464 m +5.464 m +2.000 m +0.845 m +0.000 m

(b) Batang atas dan

60 6 8 60 60 50 5

(c) Batang diagonal dan

50 8 50

(a) Kuda-kuda truss P1 : DL = 7.00kN LL = 1.50kN W1 : V = 0.750kN H = 1.250kN W3 : V = 0.400kN H = 1.875kN P2 : DL = 12.50 kN W4 : V = 0.750 kN W2 : V = 1.500 kN LL = 1.00 kN H = 1.250 kN H = 2.500 kN H = 0.625 kN W5 : V = 0.350 kN 2 m 6 m 6 m 2 m 3.464m W1 P1 W2 P2 W2 P2

(25)

Arah Z = 5.464 m

3. Pilih menu Draw/Edit Grid… lalu tambahkan grid baru klik Add Grid Line. X = -8 dan 8

Z = 0.845 dan 3.464

4. Pilih menu Draw/Draw Frame elemen atau klik untuk buat frame.

Gunakan menu Edit/Devide Frames … untuk membagi garis miring Gunakan menu Edit/Replicate… tab Mirror arah YZ untuk pencerminan

Gambar 2.17 Membagi elemen dan pencerminan

5. Pilih joint dukungan paling bawah, pilih menu Assign/Join/Restraints… atau

tombol , pilih satu dukungan sendi dan satu dukungan roll.

(26)

1. Pilih menu Define/Frame Sections.., pada material pilih STEEL kemudian klik Modify Show Material

Gambar 2.19 Pilihan untuk jenis bahan

2. Isian seperti contoh dibawah

Fy = 240 Mpa/

240 000 kN/m2

Gambar 2.20 Properti Data bahan baja II.2.3 Mendefinisikan Dimensi

1. Pilih menu Define/Frame Sections..

2. Pada list box pilih Add Double Angle, isikan 2L50x50x5-8, lalu klik OK 3. Ulangi langkah nomor 1 dan 2 untuk 2L60x60x6-8

(27)

II.2.4 Mendefinisikan Macam Beban

1. Pilih menu Define/Static load Cases.., dan isikan sesuai dengan gambar 2.22.

3. Untuk COMB1, pilih DL, lalu masukkan 1.4 pada Scale faktor. Klik tombol Add. Aktifkan kotak cek Use for Steel Design karena menggunakan beban baja, setelah itu klik OK.

4. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk COMB2 1.2 DL dan 1.6 LL. 5. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk COMB3 1.2 DL , 0.5 LL dan 0.8W 6. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk COMB4 1.2 DL , 0.5 LL dan -0.8W

Gambar 2.23 Kombinasi beban

II.2.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil 1. Pilih elemen atas dan bawah.

(28)

3. Pilih 2L60606 pada Name lalu klik OK.

4. Pilih elemen diagonal dan vertikal, ulangi langkah 2 dan 3 untuk 2L50505.

tombol , pilih satu dukungan sendi dan satu dukungan roll.

Gambar 2.24 Penampang elemen yang di Assign II.2.7 Menempatkan Beban Yang Bekerja.

2. Pilih menu Assign/Joint Static Loads…/Forces… atau tombol

Gambar 2.25 Beban mati, beban hidup, beban angin

3. Pilih DL pada Load Case Name kemudian isikan –7 (7 kN) pada gaya yang mengarah ke Force Global Z (vertikal ke bawah).

(29)

Gambar 2.26 Beban mati, beban angin arah kiri II.2.8 Memeriksa Input Data

Gambar 2.27 Fasilitas ZOOM II.2.9 Analisis Mekanika Teknik

(30)

Gambar 2.29 Model deformasi, bidang DNM II.2.10 Desain/Check Struktur

1. Pilih menu Option/Preferences…, klik Tab Steel, pilih AISC-LRFD pada box

Steel Design code

3. Pilih menu Design/Start Design/Check of Structure

(31)

II.3 Model Gable/Frame 2 Dimensi

Contoh soal 2.3 :

Sebuah Gable Frame 2 dimensi bahan dari baja seperti gambar 2.31. Berat sendiri profil masuk pada DL. Kuda-kuda direncanakan menggunakan code AISC-LRFD dengan mutu baja dengan tegangan leleh fy = 240 Mpa, dan kombinasi pembebanan sebagai berikut :

• 1.4 DL

• 1.2 DL + 1.6 LL

• 1.2 DL + 0.5 LL + 0.8 W • 1.2 DL + 0.5 LL - 0.8 W

Gambar 2.31 Model Gable Frame 2D II.3.1 Menentukan geometri model struktur

Arah Z = 5 m

3. Pilih menu Draw/Edit Grid… lalu tambahkan grid baru klik Add Grid Line. Z = 7.7

4. Pilih menu Draw/Add Special Joint atau klik untuk membuat titik joint. Anda

juga memasukkan input data dari SPREADSHEET dengan cara : a. Tulis data pada spreadsheet lihat gambar 2.32

b. Blok data tersebut, pilih menu Edit/Copy c. Masuk ke program SAP2000, lalu Edit/Paste…

WAT = 1.5 kN/m' WDL = 8 kN/m' WAI = 0.5 kN/m' WLL = 1 kN/m' 175 11 11 7 350

Profil KOLOM Profil BALOK 8 200 13 13 400 10 m 10 m 5.0 m 2.7 m PDL = 10 kN P PLL = 2 kN

(32)

Gambar 2.32 Input data pada spreadsheet

tombol , pilih dukungan sendi.

Gambar 2.33 Geometri Struktur

1. Pilih menu Define/Frame Sections.., pada material pilih STEEL kemudian klik Modify Show Material, Fy = 240 Mpa (240 000 kN/m2)

(33)

II.3.3 Mendefinisikan Dimensi

2. Pada list box pilih Add/Wide Flange, isikan WF 350x175x11x7, lalu klik OK

Gambar 2.35 Mendefinisikan dimensi penampang 3. Ulangi langkah nomor 1 dan 2 untuk WF 400x200x13x8

II.3.4 Mendefinisikan Macam Beban

Gambar 2.36 Definisi jenis beban rencana II.3.5 Mendefinisikan Kombinasi Beban Rencana 1. Pilih menu Define/Load Combinations… 2. Klik tombol Add New Combo

3. Untuk COMB1, pilih DL, lalu masukkan 1.4 pada Scale faktor. Klik tombol Add. Aktifkan kotak cek Use for Steel Design karena menggunakan beban baja, setelah itu klik OK.

4. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk COMB2 1.2 DL dan 1.6 LL.

5. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk COMB3 1.2 DL , 0.5 LL dan 0.8W1 6. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk COMB4 1.2 DL , 0.5 LL dan -0.8W1

(34)

II.3.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil 1. Pilih elemen atas (balok).

3. Pilih I400X200 pada Name lalu klik OK.

4. Pilih elemen kolom vertikal, ulangi langkah 2 dan 3 untuk I350X175.

tombol , pilih joint bawah dengan dukungan sendi-sendi.

Gambar 2.38 Menentukan profil gable frame II.3.7 Menempatkan Beban Yang Bekerja.

(35)

3. Pilih DL pada Load Case Name kemudian isikan –10 (10 kN) pada gaya yang mengarah ke Gravity (beban gravitasi ke bawah).

4. Ulangi langkah 1 s.d 3 untuk LL dan W, sesuai dengan data pada gambar 2.31

Gambar 2.40 Beban mati, beban angin hisap II.3.8 Memeriksa Input Data

(36)

II.3.9 Analisis Mekanika Teknik

1. Pilih menu Option/Preferences…, klik Tab Steel, pilih AISC-ASD89 pada box

Steel Design code

(37)

Gambar 2.44 Rasio tegangan baja II.3.11 Modifikasi Struktur/ ReDesign

Berdasarkan gambar 2.44 tegangan yang timbul melebihi tegangan ijin ( rasio > 1 ), maka diperlukan Redesign.

1. Klik kanan profil yang tidak memenuhi syarat. 2. Klik ReDesign lalu klik Change.

3. Ganti dengan profil yang lebih sesuai.

4. Pilih menu Design/Start Design/Check of Structure untuk melihat rasio tegangan yang baru.

(38)

II.4 Model Portal Beton 2 Dimensi

Contoh soal 2.4 :

Sebuah Portal Beton 2 dimensi seperti gambar 2.46, unit dalam kN-m, modulus elastis

beton Ec = 2.104 Mpa. Elemen kolom luar digunakan penampang 400x500, kolom

tengah 400x600, elemen balok lantai dan atap digunakan penampang T seperti gambar 2.46. Berat sendiri elemen masuk pada DL.

Portal direncanakan menggunakan code ACI 318-99 dengan mutu beton fc = 20 Mpa, mutu baja longitudinal fy = 400 Mpa, dan mutu baja geser fy = 240 Mpa, dengan kombinasi pembebanan sebagai berikut :

• 1.2 DL + 1.6 LL

• 1.2 DL + 0.6 LL + 1.05 E • 1.2 DL + 0.6 LL - 1.05 E

Gambar 2.46 Model Portal Beton 2D II.4.1 Menentukan geometri model struktur

Arah Z = 4 m

3. Pilih menu Draw/Edit Grid… lalu tambahkan grid baru klik Add Grid Line. Z = 7.5 dan 11.0.

tombol , pilih dukungan jepit.

DL = 50 kN LL = 20 kN DL = 15 kN LL = 5 kN/m DL = 15 kN LL = 5 kN/m DL = 80 kN LL = 50 kN DL = 20 kN LL = 10 kN/m LL = 10 kN/m DL = 25 kN DL = 80 kN LL = 50 kN DL = 25 kN LL = 10 kN/m LL = 10 kN/m DL = 25 kN 25 kN 30kN 15 kN 120 250 500 600 400 200 500 120

BALOK LANTAI BALOK ATAP

3.5 m 3.5 m 4.0 m +11.0 +7.5 +4.0 6.0 m 6.0 m

(39)

1. Pilih menu Define/Frame Sections.., pada material pilih CONC kemudian klik Modify Show Material,

E = 20 000 000 (20000 Mpa)

Fy = 400 000 kN/m2 (400 Mpa)

Fc = 20 000 kN/m2 (20 Mpa)

Fys = 240 000 kN/m2 (240Mpa)

Fcs= 15 000 kN/m2 (15 Mpa)

Gambar 2.48 Properti Data bahan beton II.4.3 Mendefinisikan Dimensi

(40)

Gambar 2.49 Mendefinisikan dimensi penampang balok T

Gambar 2.50 Mendefinisikan dimensi penampang kolom 3. Ulangi langkah nomor 1 dan 2 untuk T200x400, K400x500 dan K400x600. II.4.4 Mendefinisikan Macam Beban

(41)

3. Untuk COMB1, pilih DL, lalu masukkan 1.2 pada Scale faktor. Klik tombol Add. pilih LL, lalu masukkan 1.6 pada Scale faktor. Klik tombol Add. Aktifkan kotak cek Use for Concrete Design karena menggunakan beban beton, setelah itu klik OK.

4. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk COMB2 1.05 DL , 0.6 LL dan 1.05 E 5. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk COMB3 1.05 DL , 0.6 LL dan –1.05 E

Gambar 2.52 Kombinasi beban II.4.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil

1. Pilih elemen atas (balok atap).

2. Pilih menu Assign/Frame/Sections… atau 3. Pilih I400X200 pada Name lalu klik OK.

4. Pilih elemen kolom vertikal, ulangi langkah 2 dan 3 untuk I350X175.

Gambar 2.53 Menentukan profil

(42)

II.4.7 Menempatkan Beban Yang Bekerja. 1. Pilih joint bawah dengan cara ‘windowing’.

2. Pilih menu Assign/Joint Static Loads…/Forces… atau tombol , Pilih E pada

Load Case Name kemudian isikan 15 (15 kN) pada gaya yang mengarah ke Force

Global X. Ulangi langkah 1 dan 2 untuk 30 kN dan 25 kN.

Gambar 2.55 Beban gempa

3. Pilih menu Assign/Frame Static Loads…/Trapezoidal… , Pilih DL pada Load

Case Name yang mengarah ke Gravity. Dengan jarak trapesium 0, 1.5, 4.5, 6

dengan beban 25 kN/m2 . Ulangi langkah 1 dan 3 untuk bentuk beban trapesium

lain.

(43)

4. Pilih menu Assign/Frame Static Loads…/Trapezoidal… , Pilih DL pada Load

Case Name yang mengarah ke Gravity. Untuk jarak segitiga1 0, 1.5, 3 dengan

beban 25 kN/m2 , Untuk jarak segitiga2 3, 4.5, 6 dengan beban 25 kN/m2. Ulangi

langkah 1 dan 4 untuk bentuk beban segitiga lain. Tombol untuk beban joint

ditengah bentang.

Gambar 2.57 Beban segitiga1, beban segitiga 2, beban terpusat untuk beban DL

II.4.8 Memeriksa Input Data

(44)

1. Pilih menu Option/Preferences…, klik Tab Concrete, pilih ACI 318-99 pada box

Steel Design code, isikan faktor reduksi SKSNI untuk Bending/Tension 0.8, Shear

(45)

Gambar 2.61 Penyesuaian faktor reduksi

2. Pilih menu Design/Concrete Design

3. Pilih menu Design/Start Design/Check of Structure, untuk menampilkan hasil design, pilih Design/Display Design Info…. Elemen yang tidak memenuhi syarat atau tegangannya terlalu besar tidak ditampilkan luas tulangannya, tetapi diberi notasi O/S.

Gambar 2.62 Hasil disain luas tulangan II.4.11 Modifikasi Struktur/ ReDesign

Berdasarkan gambar 2.62 Elemen yang tidak memenuhi syarat atau tegangannya terlalu besar tidak ditampilkan luas tulangannya, tetapi diberi notasi O/S. Maka diperlukan ReDesign.

1. Klik kanan profil yang tidak memenuhi syarat.

2. Klik ReDesign lalu klik Change Element Type. Pilih Nonsway, maksudnya disain elemen tanpa memperhitungkan pengaruh goyangan (sway) struktur.

3. Pilih menu Design/Start Design/Check of Structure untuk melihat Hasil disain luas tulangan baru.

(46)

(47)

II.5 Model Portal Prestress 2 Dimensi

Contoh soal 2.5 :

Sebuah Portal 2 dimensi dengan sebagian elemen balok menggunakan bahan beton prestress dengan penegangan purna (post tensioning) seperti gambar 2.64, unit dalam kN-m, modulus elastis beton Ec = 20000 Mpa. Dimensi kolom paling kiri digunakan

400x400 mm2, kolom tengah dan paling kanan digunakan 500x900 mm2. Balok

bentang pendek digunakan balok biasa (tidak prestress) ukuran 400x500 m2, balok

bentang panjang (kanan) digunakan balok prestress ukuran 400x1200 mm2. Gaya

prategang pada balok prestress direncakanan T = 4000 kN, dengan lintasan tendon pada ujung-I di = 375 mm, pada tengah bentang dc = 430 mm, dan pada ujung-J dj = 375 mm, seperti gambar 2.64 (b).

Beban mati (DL) pada balok biasa 30 kN/m’ dan beban hidup (LL) 15 kN/m’. Portal dibebani gempa statik seperti gambar 2.64 (a). Berat sendiri elemen masuk pada DL. Portal direncanakan menggunakan code ACI 318-99 dengan mutu beton fc = 25 Mpa, mutu baja longitudinal fy = 400 Mpa, dan mutu baja geser fy = 240 Mpa, dengan kombinasi pembebanan sebagai berikut :

• 1.2 DL + 1.6 LL + 1.2 P

• 1.2 DL + 0.6 LL + 1.05 P + 1.05 E • 1.2 DL + 0.6 LL + 1.05 P - 1.05 E

Gambar 2.64 Model Portal 2D dengan balok prestress

II.5.1 Menentukan geometri model struktur 1. Pilih satuan kN-m disudut kanan bawah.

B40X50 P40X120 B40X50 P40X120 B40X50 P40X120 K4 0X4 0 K4 0X4 0 K4 0X4 0 K5 0X9 0 K5 0X9 0 K50 X 90 K5 0X9 0 K5 0X9 0 K50 X 90 225 kN 155 kN 85 kN 4 m 4 m 5 m +13.0 +9.0 +5.0 6 m 20 m

(a) Model Frame 2D Sumbu 2 di T dc dj T Tengah Bentang

(b) Lintasan Kabel Prestress

(48)

Arah Z = 4 m

3. Pilih menu Draw/Edit Grid… lalu tambahkan grid baru klik Add Grid Line atau perbaiki klik Move Grid Line, untuk grid Z = 0, 5, 9, 13 dan grid X = -3, 0, 3, 23.

E = 20 000 000 (20000 Mpa)

Fy = 400 000 kN/m2 (400 Mpa)

Fc = 25 000 kN/m2 (25 Mpa)

Fys = 240 000 kN/m2 (240Mpa)

Fcs= 25 000 kN/m2 (25 Mpa)

(49)

2. Pada list box pilih Add/Rectangular, isikan balok P40x1200, lalu kli0k OK

Gambar 2.67 Mendefinisikan dimensi penampang

Gambar 2.68 Mendefinisikan dimensi penampang P40x1200 3. Ulangi langkah nomor 1 dan 2 untuk K40x40, K50x90 dan B40x50. II.5.4 Mendefinisikan Macam Beban

(50)

3. Untuk COMB1, pilih DL, lalu masukkan 1.2 pada Scale faktor, Klik tombol Add. Pilih LL, lalu masukkan 1.6 pada Scale faktor, klik tombol Add. Pilih P lalu masukkan 1.2 pada Scale faktor Klik tombol Add. Aktifkan kotak cek Use for Concrete Design karena menggunakan beban beton, setelah itu klik OK.

4. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk COMB2 1.05 DL , 0.6 LL, 1.05 P dan 1.05 E 5. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk COMB3 1.05 DL , 0.6 LL, 1.05 P dan –1.05 E

Gambar 2.70 Kombinasi beban II.5.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil

1. Pilih elemen balok bentang 6 m.

3. Pilih B40x50 pada Name lalu klik OK, lalu balok 20 m P40x120

4. Pilih elemen kolom vertikal, ulangi langkah 2 dan 3 untuk K40x40 dan K50x90. 5. Pilih joint dukungan paling bawah, pilih menu Assign/Join/Restraints… atau

tombol , pilih joint bawah dengan dukungan jepit-jepit.

(51)

6. Pilih menu Assign/Frane/Prestress… untuk elemen balok prestress, isikan 4000 kN pada Cable Tension, 0.375 untuk Start, 0.43 untuk Middle dan 0.375 untuk End.

Gambar 2.72 Menentukan profil balok prestress

II.5.7 Menempatkan Beban Yang Bekerja.

1. Pilih joint atau frame dengan cara ‘windowing’.

2. Pilih menu Assign/Joint Static Loads…/Forces… atau tombol , Pilih E pada

Load Case Name kemudian isikan 85 (85 kN) pada gaya yang mengarah ke Force

Global X. Ulangi langkah 1 dan 2 untuk 115 kN dan 225 kN.

Gambar 2.74 Beban gempa

4. Pilih menu Assign/Frame Static Loads…/Point and Uniform… atau Tombol ,

(52)

Uniform Load. Ulangi langkah 1 dan 4 untuk balok biasa LL isikan 7.5, untuk balok prestress DL isikan 50 dan LL isikan 15.

Gambar 2.75 Beban merata DL untuk balok biasa II.5.8 Memeriksa Input Data

(53)

1. Pilih menu Option/Preferences…, klik Tab Concrete, pilih ACI 318-99 pada box

Steel Design code.

Gambar 2.61 Penyesuaian faktor reduksi 2. Pilih menu Design/Concrete Design

3. Pilih menu Design/Start Design/Check of Structure, untuk menampilkan hasil design, pilih Design/Display Design Info…. Elemen yang tidak memenuhi syarat atau tegangannya terlalu besar tidak ditampilkan luas tulangannya, tetapi diberi notasi O/S.

(54)

(55)

II.6 Model Elemen Non-Prismatis 2 Dimensi

Struktur dengan elemen non-prismatis dapat dimodelkan dengan SAP2000,

dengan bentuk elemen non-prismatis dapat dipilih mengikuti fungsi linier, parabola (pangkat 2) atau kubik (pangkat 3).

Contoh soal 2.6 :

Model portal pada gambar 2.80, semua balok adalah elemen non-prismatis dengan

dimensi yang menempel pada kolom 300x800 mm2, dan dimensi pada tengah bentang

300x300 mm2_{. Kolom lantai 1 adalah non-prismatis dengan dimensi bagian bawah}

400x 300 mm2, dan dimensi bagian atas 400x600 mm2, sedangkan semua kolom lantai 2

dan 3 adalah elemen prismatis dengan dimensi 400x600 mm2. Material dari beton

bertulang dengan Ec = 20000 Mpa, kuat tekan beton fc = 25 Mpa, mutu baja longitudinal fy = 400 Mpa, dan mutu baja geser fy = 240 Mpa, beban mati (DL) pada semua balok 30 kN/m’, dan beban hidup (LL) pada semua balok 7.50 kN/m’.

Gambar 2.80 Model Portal dengan balok Non-Prismatis II.6.1 Menentukan geometri model struktur

Arah Z = 4 m 300 800 800 800 800 300 800 800 300 600 ₆₀₀ 5 m 5 m 300 300 4.0 4.0 5.0

(56)

3. Pilih menu Draw/Edit Grid… lalu perbaiki grid bawah, untuk grid Z = 0 diganti dengan Z = 0.5 lalu klik Move Grid Line.

E = 20 000 000 (20000 Mpa)

Fy = 400 000 kN/m2_{(400 Mpa)}

Fc = 20 000 kN/m2 (20 Mpa)

Fys = 240 000 kN/m2_(240Mpa)

Fcs= 20 000 kN/m2 (20 Mpa)

(57)

2. Pada list box pilih Add/Rectangular, isikan balok B300x800, lalu klik OK, Ulangi langkah nomor 2 untuk B300x300, K400x300 dan K400x600.

3. Pada list box pilih Add/Nonprismatic, beri nama NPKOLOM pada Nonprismatic

Section Definition Name, isikan sesuai dengan gambar 2.83, lalu klik OK. Ulangi

langkah nomor 3 untuk NPBALOK isikan sesuai dengan gambar 2.84, lalu klik OK.

Gambar 2.83 Mendefinisikan dimensi penampang non-prismatic NPKOLOM

Gambar 2.84 Mendefinisikan dimensi penampang non-prismatic NPBALOK II.6.4 Mendefinisikan Macam Beban

(58)

3. Untuk COMB1, pilih DL, lalu masukkan 1.2 pada Scale faktor, Klik tombol Add. Pilih LL, lalu masukkan 1.6 pada Scale faktor, klik tombol Add. Aktifkan kotak cek Use for Concrete Design karena menggunakan beban beton, setelah itu klik OK.

II.6.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil 1. Pilih semua elemen balok.

2. Pilih menu Assign/Frame/Sections… atau 3. Pilih NPBALOK pada Name lalu klik OK.

4. Pilih elemen kolom, ulangi langkah 2 dan 3 untuk K400x600 dan NPKOLOM. 5. Pilih joint dukungan paling bawah, pilih menu Assign/Join/Restraints… atau

(59)

II.6.7 Menempatkan Beban Yang Bekerja. 1. Pilih frame dengan cara ‘windowing’.

2. Pilih menu Assign/Frame Static Loads…/Point and Uniform… atau Tombol ,

Pilih DL pada Load Case Name yang mengarah ke Gravity. Isikan 30 pada

Uniform Load. Ulangi langkah 1 dan 2 untuk balok biasa LL isikan 7.5.

Gambar 2.88 Beban merata DL dan LL II.6.8 Memeriksa Input Data

(60)

(61)

II.7 Model Elemen Shell/Plat

Tegangan pada elemen shell terlihat pada gambar 2.92.

Gambar 2.92 Tegangan pada elemen shell II.7.1 Tangki Air

Contoh soal 2.7.1 :

Sebuah tangki air dari beton bertulang seperti gambar 2.93, dengan diamater 2 m, tinggi tangki 4 m, tebal plat 15 cm. Ec = 20000 Mpa, kuat tekan beton fc = 20 Mpa, mutu baja longitudinal fy = 400 Mpa, dan mutu baja geser fy = 240 Mpa. Beban mati (DL) pada 30 kN, dan beban hidup (LL) 1.0 kN. Berat sendiri elemen masuk pada DL. Tangki beton direncanakan menggunakan code ACI 318-99, dengan kombinasi pembebanan sebagai berikut :

• 1.2 DL + 1.6 LL

Gambar 2.93 Model Tangki air beton II.7.1.1 Menentukan geometri model struktur

Sumbu 3 Sumbu 2 Sumbu 1 Sisi 1 Sisi 3 Sisi 4 Sisi 2 J3 J4 J2 J1 Sisi 3 J3 Sumbu 2 _J2 J1 Sisi 1 Sisi 2 Sumbu 1 Sumbu 3

(a) Elemen shell Quadrilateral 4 nodal (b) Elemen shell Quadrilateral 3 nodal

F22 F12 F12 F11 J3 J4 J2 J1 Fmax Fmin sudut Sumbu 2 Sumbu 1 J4 Sumbu 2 J1 J3 M11 J2 M12 M22 M12 sudut Mmax Mmin Sumbu 1

Momen ialah per-unit panjang bidang Gaya-gaya ialah per-unit

panjang bidang

Gaya geser dan tegangan positif bekerja pada sisi positif ke arah pemandang

(62)

3. Pilih model struktur ‘Cylinder’ akan muncul seperti dibawah ini, dan isikan seperti contoh

Jumlah jarak lingkar = 10 Jumlah tinggi jarak = 4 Tinggi tabung = 4

Jari-jari = 2

Restraints box : check ( √ ) Gridlines box : check ( √ ) Gambar 2.95 Data Geometri

II.7.1.2 Mendefinisikan Jenis & Kuat bahan/material

E = 20 000 000 (20000 Mpa)

Fy = 400 000 kN/m2 (400 Mpa)

Fc = 20 000 kN/m2 (20 Mpa)

Fys = 240 000 kN/m2 (240Mpa)

Fcs= 20 000 kN/m2 (20 Mpa)

(63)

II.7.1.3 Mendefinisikan Dimensi 1. Pilih menu Define/Shell Sections..

2. Pada list box pilih Modify/show Section, beri nama SSCE1 pada Section Name, isikan sesuai dengan gambar 2.97, lalu klik OK.

Gambar 2.97 Mendefinisikan dimensi penampang SHELL II.7.1.4 Mendefinisikan Macam Beban

II.7.1.5 Mendefinisikan Kombinasi Beban Rencana 1. Pilih menu Define/Load Combinations… 2. Klik tombol Add New Combo

3. Untuk COMB1, pilih DL, lalu masukkan 1.2 pada Scale faktor, Klik tombol Add. Pilih LL, lalu masukkan 1.6 pada Scale faktor, klik tombol Add. Aktifkan kotak cek Use for Concrete Design karena menggunakan beban beton, setelah itu klik OK.

(64)

II.7.1.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil 1. Pilih semua elemen shell.

2. Pilih menu Assign/Shell/Sections… Pilih SSEC1 pada Name lalu klik OK.

Gambar 2.100 Menentukan profil tangki beton

II.7.1.7 Menempatkan Beban Yang Bekerja. 1. Pilih semua joint paling atas ‘windowing’.

2. Pilih menu Assign/Joint Static Loads…/Forces… atau Tombol , Pilih DL pada

Load Case Name yang mengarah ke Force Global Z. Isikan 30 pada Load. Ulangi

langkah 1 dan 2 untuk LL isikan 1.

Gambar 2.101 Beban terpusat DL dan LL II.7.1.8 Memeriksa Input Data

Gambar 2.102 Fasilitas ZOOM II.7.1.9 Analisis Mekanika Teknik

1. Pilih menu Analysis/Set Options, pilih Analisis 2D pada bidang XY Plane. 2. Pilih menu Analyze/Run atau klik

(65)

(66)

II.7.2 Kubah

Contoh soal 2.7.2 :

Sebuah kubah dari beton bertulang seperti gambar 2.105, dengan diamater 2 m, tinggi kubah 2 m, jari-jari kubah 2 m tebal plat 15 cm. Ec = 20000 Mpa, kuat tekan beton fc = 20 Mpa, mutu baja longitudinal fy = 400 Mpa, dan mutu baja geser fy = 240 Mpa. dan

beban hidup (LL) 1.0 kN, dan beban angin (W) = 0.40 kN/m2_{. Berat sendiri elemen}

masuk pada DL. Kubah beton direncanakan menggunakan code ACI 318-99, dengan kombinasi pembebanan sebagai berikut :

• 1.2 DL + 1.6 LL

Gambar 2.105 Model Tangki air beton II.7.2.1 Menentukan geometri model struktur

3. Pilih model struktur ‘Dome’ akan muncul seperti dibawah ini, dan isikan seperti contoh

Jumlah jarak lingkar = 10 Jumlah tinggi jarak = 8 Tinggi tabung = 4

Jari-jari = 2

Sudut = 90

Restraints box : check ( √ ) Gridlines box : check ( √ )

(67)

II.7.2.2 Mendefinisikan Jenis & Kuat bahan/material

E = 20 000 000 (20000 Mpa)

Fy = 400 000 kN/m2_{(400 Mpa)}

Fc = 20 000 kN/m2 (20 Mpa)

Fys = 240 000 kN/m2_(240Mpa)

Fcs= 20 000 kN/m2 (20 Mpa)

Gambar 2.107 Properti Data bahan beton II.7.2.3 Mendefinisikan Dimensi

1. Pilih menu Define/Shell Sections..

2. Pada list box pilih Modify/show Section, beri nama SSCE1 pada Section Name, isikan sesuai dengan gambar 2.108, lalu klik OK.

(68)

II.7.2.4 Mendefinisikan Macam Beban

Gambar 2.109 Definisi jenis beban rencana II.7.2.5 Mendefinisikan Kombinasi Beban Rencana

1. Pilih menu Define/Load Combinations… 2. Klik tombol Add New Combo

3. Untuk COMB1, pilih DL, lalu masukkan 1.2 pada Scale faktor, Klik tombol Add. Pilih LL, lalu masukkan 1.6 pada Scale faktor, klik tombol Add. Aktifkan kotak cek Use for Concrete Design karena menggunakan beban beton, setelah itu klik OK.

II.7.2.6 Menempatkan dimensi Penampang Profil 1. Pilih semua elemen shell.

2. Pilih menu Assign/Shell/Sections… Pilih SSEC1 pada Name lalu klik OK.

Gambar 2.111 Menentukan profil kubah beton

(69)

II.7.2.7 Menempatkan Beban Yang Bekerja.

1. Pilih semua joint kecuali joint terbawah ‘windowing’.

2. Pilih menu Assign/Joint Static Loads…/Forces… atau Tombol , Pilih LL pada

Load Case Name yang mengarah ke Force Global Z. Isikan 1 pada Load.

3. Pilih menu Assign/Shell Static Loads…/Uniform… atau Tombol , Pilih W

pada Load Case Name yang mengarah ke Local 3. Isikan –4.6 pada Load.

Gambar 2.112 Beban shell W

Gambar 2.113 Beban terpusat DL dan beban shell W II.7.2.8 Memeriksa Input Data