SAP2000
(Level: Basic)
Disusun oleh :
Wahyu Nursamhuda, ST
Tahun 2017
Sekapur sirih
AP2000 adalah program analisa struktur yang didasarkan dari metode elemen hingga. Program SAP2000 menyediakan fitur dan modul terintegrasi yang lengkap untuk desain struktur baja dan beton bertulang. Pengguna diberi kemudahan untuk membuat, menganalisis, dan memodifikasi model struktur yang direncanakan dengan memakai user interface yang sama. Dalam lingkungan pemakaian yang interaktif maka dapat dievalusi penampang struktur berdasarkan design-code internasional seperti:
U.S.A (ACI 1999, AASHTO 1997), Canadian (CSA 1994), British (BSI 1989), European (CEN 1992), dan New Zealand (NZS 3101-95).
Fasilitas perancangan berdasarkan design-code yang baku ternyata tidak terlalu kaku karena pengguna mempunyai peluang untuk merubah parameter-parameter tertentu untuk disesuaikan dengan peraturan perencanaan lokal.
Modul SAP2000 ini membahas berbagai hal yang berhubungan dengan konsep dan teknik menghitung serta variasi bentuk pemodelan disertai beberapa contoh kasus.
Modul ini disusun sebagai pengenalan terhadap software tersebut.
Karena disusun sebagai pengenalan, diharapkan pembaca tidak hanya membaca atau membuat modul ini sebagai satu-satunya sumber dalam memperlajari software tersebut karena begitu banyak yang dipelajari dan digali dari software ini, banyaknya referensi buku dan intensifnya latihan serta pengembangan ide imajinatif akan mempercepat menguasai program ini.
Penyusun.
S
SAP2000
A. PEMBEBANAN
Sebelum melangkah lebih jauh dalam menghitung atau mendesain suatu konstruksi. Anda diharuskan lebih mengenal masing-masing jenis beban yang bekerja diatas konstruksi Anda.
1. Beban Mati (Dead)
Adalah berat dari semua bagian dari suatu bangunan yang bersifat tetap, termasuk segala unsur tambahan, mesin-mesin serta peralatan tetap (fixed equipment) yang merupakan bagian yang tak terpisahkan dari bangunan itu (perlengkapan/ peralatan bangunan).
Menurut Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983, berat sendiri bahan bangunan dan komponen gedung dapat dilihat pada Tabel di bawah ini.
Tabel. Berat sendiri bahan bangunan dan komponen gedung MATERIAL
Bahan Bangunan Baja
Batu Alam
Batu Belah/ Bulat/ Gunung Batu Karang
Batu Pecah (Split) Besi Tuang
Beton (untuk struktur) Beton bertulang Kayu (Kelas I)
Kerikil, koral, (kering udara sampai lembab) Pasangan batu merah
Pasangan batu belah/ bulat/ gunung Pasangan batu batu cetak
Pasangan batu karang
Pasir (kering udara sampai lembab) Pasir (jenuh air)
Pasir kerikil, koral (kering udara – lembab) Tanah, lempung & lanau (kering – lembab) Tanah, lempung & lanau (basah)
Tanah hitam (Timbel) Komponen Gedung
7850 kg/m3 2600 kg/m3 1500 kg/m3 700 kg/m3 1450 kg/m3 7250 kg/m3 2200 kg/m3 2400 kg/m3 1000 kg/m3 1650 kg/m3 1750 kg/m3 2200 kg/m3 2200 kg/m3 1450 kg/m3 1600 kg/m3 1800 kg/m3 1850 kg/m3 1700 kg/m3 2000 kg/m3 11400 kg/m3
Adukan, per cm tebal :
Dari semen
Dari kapur, semen merah atau tras Aspal, per cm tebal
Dinding pasangan bata merah
Satu batu
Setengah batu
Dinding batako berlubang
Tebal dinding 20 cm
Tebal dinding 10 cm
Dinding batako tanpa lubang :
Tebal dinding 15 cm
Tebal dinding 10 cm Langit-langit:
Serat semen, tebal maksimum 4 mm
Kaca, dengan tebal 3-4 mm
Lantai kayu dengan balok (rumah tinggal) Penggantung plafon (bentang maks. 5 m) Penutup atap:
Genteng/kaso/reng per m2 luas atap
Sirap/kaso/reng per m2 luas atap
Serat semen gelombang (tebal maks. 5 mm)
Aluminium gelombang
Penutup lantai (teraso, keramik & beton)
21 kg/m3 17 kg/m3 14 kg/m3
450 kg/m3 250 kg/m3
250 kg/m2 120 kg/m2
300 kg/m2 200 kg/m2
11 kg/m2 10 kg/m2 40 kg/m2 7 kg/m2
50 kg/m2 24 kg/m2 11 kg/m2 5 kg/m2 24 kg/m2
Pendekatan lain dalam menghitung Beban Mati dapat dilakukan dengan memperhatikan struktur bangunan yang digunakan, sebagaimana tertera dalam Tabel di bawah ini.
Jenis Struktur Beban Mati (kg/m2) Beton Bertulang :
Portal
Portal & Inti/ Dinding Geser
Tabung dalam Tabung
Kotak/ Panil
0,30 x 2400 = 720 0,35 x 2400 = 840 0,40 x 2400 = 960 0,20 x 2400 = 480 Baja:
Ketinggian < 30 lantai
Ketinggian ≥ 30 lantai
Balok anak
Balok induk
Deck plate
Kolom
100 150 20 35 15 30 Komposit
Ketinggian < 30 lantai 100 + 480 = 580
Ketinggian ≥ 30 lantai 150 + 480 = 630
Partisi 100
Elemen Arsitektural (finishing) 100
2. Beban Hidup (Live)
Adalah semua beban yang terjadi akibat penghunian atau penggunaan suatu bangunan, dan di dalamnya termasuk beban- beban pada lantai yang berasal dari barang-barang yang dapat berpindah (moveable equipment), mesin-mesin serta peralatan yang tidak merupakan bagian yang terpisahkan dari bangunan dan dapat diganti selama masa hidup dari bangunan itu, sehingga mengakibatkan perubahan dalam pembebanan lantai dan atap bangunan tersebut. Khusus untuk atap yang dianggap beban hidup termasuk beban yang berasal dari air hujan, baik akibat genangan maupun akibat tekanan jatuh (energy kinetic) butiran air. Beban hidup tidak termasuk Beban Angin dan Beban Gempa.
Menurut Peraturan Pembebanan Indonesia untuk Gedung 1983, beban hidup pada lantai bangunan dapat dilihat pada Tabel di bawah ini.
Uraian Beban
Hidup (kg/m2)
Lantai dan tangga rumah tinggal 200
Lantai dan rumah tinggal sederhana 125
Lantai sekolah, kantor, toko, restoran, hotel, asrama & rumah sakit 250
Lantai ruang olah raga 400
Lantai ruang dansa 500
Lantai dan balkon ruang pertemuan, bioskop, ibadah 400
Panggung penonton dengan penonton berdiri 500
Tangga, bordes tangga, dan gang bangunan umum 300
Tangga, bordes tangga, dan gang gedung umum 500
Lantai ruang perlengkapan gedung pertemuan 250
Lantai pabrik, bengkel, gudang, perpustakaan, ruang mesin 400 Lantai gedung parkir bertingkat:
Untuk lantai bawah (basement) Untuk lantai tingkat lainnya
800 400
Balkon yang menjorok bebas ke luar 300
3. Beban Angin (Wind)
Adalah semua beban yang bekerja pada bangunan, atau bagian bangunan, yang disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara.
Tekanan tiup harus diambil minimum 25 kg/m2, dan di tepi laut atau dekat pegunungan sampai sejauh 5 km dari pantai harus diambil minimum 40 kg/m2.
Jika ada kemungkinan kecepatan angin mengakibatkan tekanan tiup yang lebih besar, maka tekanan tiup harus dihitung menurut rumus :
=16
Keterangan:
v
adalah kecepatan angin (m/det).4. Beban Gempa (Seismic)
Adalah semua beban statik ekivalen yang bekerja pada bangunan atau bagian bangunan yang menirukan pengaruh dari gerakan tanah akibat gempa itu. Ketika pengaruh gempa pada struktur bangunan ditentukan berdasarkan suatu analisa dinamik, maka yang diartikan dengan beban gempa di sini adalah gaya-gaya didalam struktur tersebut yang terjadi oleh gerakan tanah akibat gempa itu.
Setiap struktur bangunan, menurut Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung (SNI 03-1726-2002), harus direncanakan untuk menahan suatu beban geser dasar akibat gempa (V) dalam arah-arah yang ditentukan menurut rumus berikut :
= × × Keterangan:
C adalah koefisien gempa dasar I adalah faktor keutamaan R adalah faktor reduksi gempa
Wt adalah kombinasi beban mati dan beban hidup
= 1,05 × ( + 0,3 )
5. Beban Kombinasi
B. JENIS PERLETAKAN
Beberapa jenis perletakan/ tumpuan yang sering digunakan diantaranya, sebagai berikut:
1. Sendi
Sendi merupakan tumpuan yang dapat menerima gaya reaksi vertikal dan gaya reaksi horizontal.
2. Roll
Rol merupakan tumpuan yang hanyadapat menerima gaya reaksi vertikal.
3. Jepit
Jepit merupakan tumpuan yang dapat menerima gaya reaksi vertical, gaya reaksi horizontal dan momen akibat jepitan dua penampang.
C. JENIS PEMBEBANAN
Salah satu faktor yang mempengaruhi besarnya defleksi pada batang adalah jenis beban yang diberikan kepadanya. Adapun jenis pembeban :
1. Beban terpusat
Titik kerja pada batang dapat dianggap berupa titik karena luas kontaknya kecil.
2. Beban Terbagi Merata
Disebut beban terbagi merata karena beban yang bekerja diatas balok terjadi secara merata sepanjang batang dan biasanya dinyatakan dalam satuan kg/m atau KN/m.
3. Beban Segitiga
Disebut beban segitiga karena beban yang bekerja diatas balok terjadi secara tidak merata sepanjang batang dengan variasi beban yang terlihat seperti bentuk segitiga. Dan biasanya beban ini dinyatakan dalam satuan kg/m atau KN/m.
4. Beban Trapesium
Disebut beban trapesium karena beban yang bekerja diatas balok terjadi secara tidak merata sepanjang batang dengan variasi beban yang terlihat seperti bentuk trapesium. Dan biasanya beban ini dinyatakan dalam satuan kg/m atau KN/m.
LATIHAN-1
Loading:
Uniform Force = 2 kN/m Joint Loads = 0,3 kN
LATIHAN-2
Loading:
Uniform Force = 0,5 kN/m Joint Loads = 1 kN dan 3 kN Moment = 2 kNm
2kNm
LATIHAN-3
Property:
Loading:
Beban Mati (Dead) Uniform Force = 10 kN/m Beban Hidup (Live) Uniform Force = 5 kN/m
Data Desain : Fc’ = 25 mPa Fy = 400 mPa Fys = 240 mPa
YD = 600
ZD = 300
LATIHAN-4
Property:
Balok Kolom
Loading:
Beban Mati (Dead)
Uniform Force = 100 kg/m Beban Hidup (Live)
Uniform Force = 50 kg/m
Data Desain : Fc’ = 25 mPa Tulangan Lentur
D 13 dengan mutu Fy = 400 mPa Tulangan Geser
ø10 dengan mutu Fy = 240 mPa YD = 0.17
ZD = 0.25
YD = 0.30
ZD = 0.30
LATIHAN-5
Property :
Kolom 0.5m x 0.5m Balok 0.3m x 0.3m
Loading :
Beban Mati (Dead) Portal beton
Beban Hidup (Live) Lantai 1 = Parkir
Lantai 2 = Ruang Kaprodi
Lantai 3 = Laboratorium dan Perpustakaan
Beban Angin (Wind) Lokasi didaerah Malang
Berdasarkan data BMKG daerah setempat didapatkan nilai kecepatan angin sebesar 35 m/det
Beban Gempa (Seismic) Lokasi didaerah Malang
4m
5m
3m 3m 5m
3m 3m
5m 5m
