LATIHAN1 SAP 2000 V14 Bangunan 2 lantai (2D)
Disini kita akan mengambil contoh sederhana seperti bangunan d bawah :
Gambar 1.1 Data-data yang diketahui:
• Mutu beton yang digunakan adalah Beton f’c = 2800000 Kg/m²
• Mutu tulangan Baja fy = 30000000 Kg/m²
Direncanakan dimensi Kolom dan Balok :
• Kolom : 40/40, 50/50 (nantinya dipilih yang paling efisien) • Balok : 30/45, 40/60 (nantinya dipilih yang paling efisien)
Setelah dihitung dan dikalkulasi diperoleh Beban-beban yang bekerja sebagai berikut :
• Beban Mati (DL)= 4521 Kg/m’
• Beban Hidup (LL) = 4400 Kg/m’
Langkah selanjutnya adalah mengerjakannya mengerjakannya dalam Program SAP 2000, buka Program SAP 2000, lalu ikuti langkah-langkah di bawah ini:
1.
Menentukan Satuan dan Garis Bantu (grid line
)Tentukan terlebih dahulu “Satuan” yang akan digunakan garis bantu (grid) utuk mempermudah dalam menggambar struktur,
Pilih File > New Model, maka akan muncul win New Model seperti gambar di bawah :
Gambar 1.3 Window New Model
Ganti satuan menjadi, Kgf-m,C, lalu pilih salah satu model struktur yg mirip dengan struktur rencana atau bisa dimulai dengan memilih Blank dan akan muncul seperti gambar di bawah
Gambar 1.4 Window SAP 2000
Tutup salah satu Child window (karna analisa hanya 2D), lalu Maximize window yang tersisa.
Klilk kanan pada layar kosong lalu pilih Edit Grid Data… maka akan terbuka win (window) Coordinate/Grid System, lalu tekan tombol Modify/Show System…
Gambar 1.5 Window Coordinate/Grid System
Selanjutnya akan tampak win Define Grid System Data.
Sebelum mengisi data pada Define Grid System Data perhatikan gambar di bawah ini:
Gambar 1.6 Skema Struktur
X direction (garis grid X1=0.00 dan X2=8.00), Y direction (garis grid Y1=0.00), Z direction (garis grid
Z1=0.00, Z2=4.50, Z3=8.50). Isilah data-data di atas ke dalam Define Grid System Data, seperti gambar di bawah,
Gambar 1.7 Window Define Grid System Data Jika sudah tekan OK lalu OK .
Pilih tombol untuk tampak pada koordinat global XZ
Gambar 1.8 Window SAP 2000
2. Langkah selanjutnya adalah menentukan :
a. Jenis Material yang digunakan ( Beton F’c = 2800000 Kg/m², dan tulangan fy = 30000000 Kg/m²)
c. Jenis Beban yang akan digunakan (Beban Mati: DL & Beban Hidup: LL) d. Jenis Beban yang akan dianalisis (Beban Mati: DL & Beban Hidup: LL) e. Kombinasi Pembebanan (comb1: 1.4DL & comb2: 1.2DL + 1.6 LL) Mari kita membahasnya satu persatu:
a. Menetukan Jenis Material
Pilih menu Define > Materials… maka akan muncul win Define Materials,
Gambar 1.9 Window Define Materials a.1. Menentukan Material Tulangan
Pada win Define Materials, klik Add New Material… akan tampak win Material Property Data
Gambar 1.10 Window Material Property Data
- Pada Material Name and Display Color isikan TL-Fy300 (nama untuk tulangan baja yang digunakan, bisa diganti sesuai selera)
- Pada Modulus of Elasticity, E (modulus elastis/kekakuan) isikan sesuai data kekakuan baja = 2.195E+09 Kg/m2
- Pada Minimum Yield Stress, Fy (tegangan tarik minimum baja) isi sesuai data perencanaan yakni 30000000 (kg/m2)
- Pada Minimum Tensile Stress, Fu (tegangan tekan minimum baja) isi sesuai data kuat tekan baja yang direncanakan. (jika tidak dikethui bisa menggunakan formula Fu=1.1 * Fy, jadi jika Fy = 30000000, maka Fu = 1.1 * 30000000 = 33000000)
- Pada Expected Yield Stress, Fye (tegangan tarik baja yang bisa dicapai) isi sesuai data perencanaan (biasanya nilai ini berkisar 1.2 – 1.3 dari Fy, jadi jika Fy=30000000, maka Fye = 1.3 * 30000000 = 39000000)
- Pada Expected Tensile Stress, Fue (tegangan tekan baja yang bisa dicapai) isi sesuai data kuat tekan baja yang direncanakan. (jika tidak dikethui bisa menggunakan formula Fue=1.1 * Fye, jadi jika Fy = 39000000, maka Fue = 1.1 * 39000000 = 42900000) Lalu tekan OK dan kita kembali ke win Define Materials
a.2. Menentukan Material Beton
Pada win Define Materials, klik Add New Material… akan tampak win Material Property Data
Gambar 1.11 Window Material Property Data
- Pada Material Name and Display Color isikan F’c-280 (nama untuk material beton digunakan, bisa diganti sesuai selera)
- Pada Material Type ganti ke Concrete (Beton)
- Pada Modulusof Elasticity, E (modulus elastisita/kekakuan) isikan sesuai data kekakuan beton = 2.195E+09 Kg/m2.
- Pada Specified Concrete Compressive Strength, F’c (kuat tekan beton) isikan sesuai data rencana F’c = 2800000 Kg/m2
Lalu tekan OK, dan kita kembali ke win Define Materials, Hapus (delete) sebagian jenis material yang ada dalam list Materials hingga yang tersisa hanya F’c-280 dan TL-Fy300, tampak seperti gambar di bawah :
Gambar 1.12 Window Define Materials Lalu tekan OK.
b. Menentukan Dimensi Balok dan Kolom yang akan digunakan
Untuk mendimensi ukuran penampang balok dan kolom sebaiknya kita membuat lebih dari satu sampel untuk nantinya diuji mana ukuran balok atau kolom yang lebih afektif.
Pilih menu Define>Section Properties>Frame Sections… maka akan muncul win Frame Properties.
Gambar 1.13 Window Frame Properties
Gambar 1.14 Window Add Frame Section Property
Pada Frame Section Property Type ganti ke Concrete, lalu pilih Rectangular (persegi) maka akan muncul win Rectangular Section
Gambar 1.15 Window Rectangular Section
Beri nama pada Section Name (missal B30/45, bermakna balok ukuran 30cm x 45 cm), lalu ganti
Material ke material beton yang kita gunakan yakni F’c-280, stelah itu isikan ukuran tinggi balok
pada Depth (t3) (dalam latihan ini 45 cm = 0.45 m) dan lebar balok width (t2) (dalam latihan ini 30 cm = 0.3 m)
Gambar 1.16 Window Reinforcement Data
Pilih jenis material tulangan untuk Longitudinal Bars (material untuk tulangan utama) ganti menjadi TL-Fy300 dan Confinement Bars (Ties) (material untuk tulangan sengkang) ganti menjadi TL-Fy300, lalu pada Design Type pilih Beam (M3 Design Only) (desain penulangan untuk balok), pada Concrete Cover to Longitudinal Rebar Center (tebal selimut beton dihitung dari sumbu tulangan utama, bukan dari sisi luar tulangan sengkang) ambil 0.05 m, lalu pilih OK. Dan OK sampai kembali ke win Frame Properties.
b.3. Ulangi langkah “b.1. dan b.2.”, kali ini kita membuat balok dengan ukuran 40 cm x 60 cm (beri nama B40/60).
Gambar 1.17 Window Frame Properties
b.4. Untuk Kolom lakukan langkah yang sama dengan langkah “b.1.” saja, kali ini buat ukuran kolom 40 cm x 40 cm (beri nama K40/40)
Gambar 1.17 Window Rectangular Section
b.5. Pada win Reinforcement Data pilih Column (P-M2-M3 Design), lalu isi data seperti gambar di bawah
Gambar 1.18 Window Reinforcement Data
Jika sudah tekan OK, lalu buatlah lagi Kolom dengan dimensi 50 cm x 50 cm, langkahnya sama dengan langkah di atas.
Gambar 1.19 Window Frame Properties
c. Menentukan Beban-beban yang akan digunakan
• Pilih menu Define > Load Petterns…, maka akan muncul win Define Load Patterns
Gambar 1.20 Window Define Load Patterns
Dalam win Define Load Patterns Dead load (beban mati) terpasang secara default, sekarang mari kita memahami nilai yang ada pada Self Weight Mulitplier,
- Nilai “1” mengasumsikan bahwa program SAP akan
- Nilai “0” mengasumsikan bahwa program SAP
menghitung berat sendiri struktur yang digunakan, dalam contoh latihan kita ini adalah berat balok dan berat kolom, jadi beban (beban mati) yang akan di input adalah beban (beban mati/Dead load) seperti beban Plat lantai, dinding, Finishing lantai dll.
tidak akan
• Dalam texbox Load Pattern Name isi LL (nama untuk beban hidup/Live Load), pada Type ganti ke Live, dan pada Self Weight Multipler isi dengan “0” (nol)
menghitung berat sendiri struktur yang digunakan, jadi beban (beban mati) yang akan di input adalah semua beban (beban mati/Dead load) termasuk beban balok dan kolom.
lalu klik Add NewLoad Pattern hingga tampak seperti gambar di bawah:
Gambar 1.21 Window Define Load Patterns Lalu akhiri dengan OK.
d. Menentukan Beban-beban yang akan digunakan saat Analisa struktur. Pilih menu Define>Load Caase… maka akan muncul win Define Load Case
Gambar 1.22 Window Define Load Case
Gambar 1.22 tampak semua beban sudah ada, jika salah satu beban tidak ada misal beban LL (load live) tampak seperti Gambar 1.23
Gambar 1.23 Wind Define Load Case
maka klik Add New Load Case maka akan muncul win Load Case Data – Linier Static. Pada Load
Case Name beri nama LL, pada Load Type ganti ke Load Pattern, pada Load Name ganti ke LL dan
Gambar 1.24 Window Load Case Data-Linier Static lalu klikl Add , hingga tampak seperti Gambar 1.22. lalu klik OK
e. Menentukan Beban-beban yang akan digunakan saat Analisa struktur.
Pilih menu Define > Load Combinations… akan tampak win Define Load Combinations
Gambar 1.25 Window Define Load Combinations
Pilih Add New Combo…, lalu pada win Load Combination Data isi data Load Combination Name isi sesuai selera misal untuk kombinasi pembebanan 1 COMB1 (=1.4 DL), pada Load Case Name ganti ke DEAD, dan pada Scale Factor isi 1.4,
Akhiri dengan Add, OK. Ulangi langkah 3 di atas, isi data Load Combination Name untuk kombinasi pembebanan 2, COMB2 (=1.2 DL+1.6LL), pada Load Case Name ganti ke DEAD, dan pada Scale
Factor isi 1.2, lalu klik Add. Lanjut pada Load Case Name ganti ke LL, dan pada Scale Factor isi 1.6,
Gambar 1.27 Window Load Combination Data lalu klik Add, dan akhiri dengan OK. Hingga tampak seperti gambar di bawah
Gambar 1.28 Window Define Load Combinations Akhiri dengan tombol OK.
Nah langkah awal sudah kita selesaikan yakni menentukan, material, dimensi frame (balok/kolom), beban dan kombinasi pembebanan. Langkah selanjutnya adalah menggambar model struktur.
3. Menggambar Struktur dan input Beban-beban :
1. Menggambar JointPilih tool Draw Special Joint lalu klik di setiap joint yang direncanakan, hingga tampak seperti gambar di bawah
Gambar 1.29 Window SAP 2000 2. Memunculkan Label Tiap Joint
Untuk menampilkan label joint klik Set Display Options… (Ctrl+E) lalu pada group Joint beri centang pada opsi Labels seperti gambar di bawah, lalu klik OK.
Gambar 1.30 Window Display Option For Active Window Dan akan tampak seperti gambar di bawah:
Untuk menyembunyikan label joint ulangi langkah 2 di atas dan matikan centang pada Label di group Joint yang ada di Gambar 1.30
3. Menggambar Frame (Balok dan Kolom)
Pilih tool Draw Frame/Cable Element akan muncul win menu Properties of Object
Gambar 1.30 Window Properties of Object
Pada Section ganti ke K40/40 (dimensi Kolom), lalu gambarlah frame kolom dengan cara Klik kiri joint awal (Ji, missal joint 1) lalu klik kiri lagi joint akhir (Jj, missal joint 2), lalu untuk menghentikannya klik kanan. Gambarkan lagi pada kolom-kolom yang lain hingga tampak seperti gambar di bawah:
Gambar 1.31 Window SAP 2000
Klik tool Set Select Mode untuk kembali ke krusor normal, Langkah selanjutnya menggambar frame balok. Pilih tool Draw Frame/Cable Element akan muncul win menu Properties of Object ganti Section ke B30/40 (dimensi balok)
Gambar 1.32 Window Properties of Object
Gambar 1.33 Window SAP 2000 4. Memunculkan Label Dan Section Tiap Frame
Untuk menampilkan label pada frame klik Set Display Options… (Ctrl+E) lalu pada group
Frame/Cables/Tendons beri centang pada opsi Labels (untuk memunculkan label) atau opsi sections
(untuk memmunculkan section) seperti gambar di bawah, lalu klik OK.
Gambar 1.34 Window Display Option For Active Window Perhatikan gambar di bawah.
Win child kiri tampak label frame, win child kanan tampak section frame. Untuk menyembuyikan label dan section name cukup dengan mematikan centang pada win Display Options For Active Window.
5. Memasang Jenis Tumpuan/Perletakan
Pilih joint yang akan jadi tumpuan, dalam contoh ini adalah joint 1 dan 2 dalam keadaan aktif, lalu pilih menu Assign>Joint>Restraints… maka akan muncul win Joint Restraints, pilih perletakan jepit .
Gambar 1.36 Window Joint Restraints Lalu klik OK hingga tampak seperti gambar di bawah:
Gambar 1.37 Window SAP 2000 6. Memasang Beban Pada Struktur
Dalam latihan ini beban yang bekerja hanya bebab mati (DEAD) dan beban hidup (LL), yang garis kerja gayanya sepanjang balok. Untuk memasukkan beban tersebut pilih balok (balok 5 dan balok 6) dalam keadaan aktif, setelah itu pilih menu Assign>Frame Loads>Distributed…. Maka an muncul
Gambar 1.38 Window Frame Distributed Loads
Masukkan beban merata seragam sepanjang bentang frame Pada group Uniform Load , untuk Load masukkan nilai DEAD load sesuai rencana yakni 4521 Kg/m’, lalu klik OK, hingga tampak seperti gambar di bawah:
Gambar 1.39 Window SAP 2000, Frame Distributed Loads (DEAD)
Langkah berikut adalah memasukkan beban hidup, caranya sama dengan langkah di atas tetapi pada win Frame distribution Loads, pada Load Pattern Name ganti ke LL (Live Load), masukan nilai bebab hidup sesuai rencana pada Load di grop Uniform Load 4400 Kg/m’. lalu klik OK hingga tampak seperti gambar di bawah:
Gambar 1.40 Window SAP 2000, Frame Distributed Loads (LL)
Untuk menyembunyikan tampilan beban klik tombol Show Underformed Shape (F4)
4. Analisys:
Langkah selanjutnya adalah menganalisa semua yang telah kita kerjakan. Pilih menu Alayze>Set Analysis
Options…, pada win Analysis Options pilih XZ Plane lalu klik OK
Gambar 1.41 Window Analysis Options
Pilih lagi menu Alayze>Run Analysis (F5) atau klik tombol Run Analysis, akan muncul win Set Load Case tu Run, pilih Case Name yang tidak akan ikut di analisa missal case name MODAL, klik MODAL
lalu klik tombol Run/Do Not Run Case, pastikan Action-nya dalam keadaan Do Not Run, sedang untuk
DEAD dan LL pastikan Action-nya dalam keadaan Run.
Gambar 1.42 Window Set Load Case to Run
Setelah selesai klik tombol Run Now. Tunggu beberapa saat sampai hasilnya tampak seperti gambar di bawah:
Gambar 1.43 Window Analysis Complete
Pastikan tidak ada Error Report kemudian close (tutup) win Analysis Complete.
5. Menampilkan hasil analisa secara visual
Setelah analisa maka tombol
Unlock Model akan berubah menjadi
Lock Model. Dalam
Untuk menampilkan diagram Momen (moment 2-2 & moment 3-3), diagram Geser/lintang
(shear 2-2 & shear 3-3) dan diagram Normal (Axial Force) langkahnya klik tool
Show
Forces/Stresses > Frames/Cables…, akan muncul win Member Force Diagram for Frames
Gambar 1.44 Window Member Force Diagram for Frames
Pada Case/Combo Name pilih beban atau kombinasi yang akan ditampilkan, missal COMB2
(1.2DEAD + 1.6 LL), dan pada Component pilih jenis diagram yang akan di tampilkan.
a. Axial Force untuk menampilkan diagram tegangan Normal pada frame
b. Shear 2-2 untuk menapilkan diagram tegangan geser yang sejajar bidang potong sumbu
lokal 2.
c. Shear 3-3 untuk menapilkan diagram tegangan geser yang sejajar bidang potong sumbu
lokal 3.
d. Moment 2-2 untuk menapilkan diagram moment yang kerja tegangannya tegak lurus bidang
potong sumbu local 2.
e. Moment 3-3 untuk menapilkan diagram moment yang kerja tegangannya tegak lurus bidang
potong sumbu local 3.
Pada Options, pilihan opsi Fill Diagram maka diagram akan ditampilkan seperti yang tampak
pada Gambar 1.45 (kiri), sedang opsi Show Values on Diagram digram akan ditampilkan seperti
tampak pada gambar 1.45 (kanan)
Gambar 1.45 Moment diagram M 3-3
cat** mari kita memahami maksud dari prefix 2-2 dan 3-3, perhatikan gambar di bawah:
bidang potong 2-2
bidang potong 3-3
Peninjauan sumbu berdasarkan sumbu local.
Shear 2-2 adalah gaya geser yang kerjanya sejajar bidang potong 2-2 (sumbu 2) Shear 3-3 adalah gaya geser yang kerjanya sejajar bidang potong 3-3 (sumbu 3)
Diagram Shear 2-2 Diagram shear 3-3 Moment 2-2 adalah momen yang kerjanya tegak lurus bidang potong 2-2 (sumbu 2) Moment 3-3 adalah momen yang kerjanya tegak lurus bidang potong 3-3 (sumbu 3)
