Untuk kalangan sendiri tidak untuk diperjualbelikan. Seri 1. Modul. v11

Transkripsi

1 Untuk kalangan sendiri tidak untuk diperjualbelikan Seri 1 Modul v11 Bahan Ajar Kursus SAP 2000

2 Modul v11 Bahan Ajar Kursus SAP 2000 Disusun oleh: Bidang Teknis PKTS Cetakan 1, Maret 2014

3 Modul SAP2000 v11 Daftar Isi Halaman Judul Daftar Isi 1. Pendahuluan 1 2. Analisis Sederhana Jembatan Rangka Atap Baja Konstruksi Beton 3D 116

4 Modul SAP2000 v Pendahuluan Dalam melakukan analisis struktur suatu bangunan, seorang praktisi teknik sipil perlu melakukan perhitungan yang tidak bisa dikatakan sederhana. Perhitungan ini dilakukan mulai dari memperhitungkan beban yang ditahan oleh struktur hingga menghitung distribusi beban tersebut dari struktur ke tanah di bawahnya. Perhitungan ini dapat dilakukan secara manual yaitu dengan metodemetode analisis struktur static maupun dinamik. Namun demikian, semakin lama cara ini semakin terasa merepotkan terutama di era modern ini yang segalanya dituntut untuk efektif dan efisien. Mengahadapi hal itu, maka orang orang mulai menciptakan program program untuk membantu melakukan analisis struktur. Salah satu program tersebut adalah SAP (Structural Analysis Program). Mulai dikembangkan oleh Computers and Structures, Inc. pada tahun 1976, SAP telah mengalami berbagai perkembangan hingga menjadi SAP2000 yang dikenal saat ini. Sesuai dengan tujuan pembuatannya, SAP2000 saat ini hampir bisa melakukan seluruh analisis struktur suatu bangunan. meskipun demikian, pengetahuan pengguna akan analisis struktur wajib dimiliki, hal ini dikarenakan tanpa penggunaan yang benar dan pengetahuan yang cukup kemungkinan terjadi kesalahan analisis sangatlah besar, dan tentunya hal ini tidak diinginkan. Maka dari itu, untuk dapat menggunakan software SAP2000 secara benar, seorang user harus memahami langkah langkah analisis dan perancangan suatu struktur. Hal ini dikarenakan, langkah langkah tersebut juga berlaku dalam penggunaan SAP2000. Langkah langkah tersebut dapat dilihat pada gambar 1.1. Mulai Pembuatan model struktur Pendefinisian : properties materials, dimensi tampang, jenis pembebanan, dan kombinasi beban Perubahan : material properties atau dimensi Analisis Penampilan : gaya gaya dalam (BMD, SFD, NFD), dan deformasi (translasi dan rotasi) tidak Perancangan dan cek kekuatan struktur ya Selesai Langkah langkah melakukan analisis struktur dengan SAP2000

5 2 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 1.1 Pengenalan Standard bar Menu bar Display bar Design bar Drawing bar Select bar Snap bar Unit Tampilan Layar SAP Units (Satuan) Ketika baru dibuka SAP2000 akan menampilkan tampilan dan pengaturan default. Pengaturan default yang perlu diperhatikan adalah pengaturan satuannya. Hal ini dikarenakan satuan dapat sangat berpengaruh pada hasil Beberapa pilihan satuan dalam SAP2000 hitungannya Satuan default yang digunakan oleh SAP2000 adalah yang ditampilkan pada status bar. Satuan ini perlu diubah kedalam satuan yang hendak digunakan dengan cara meng klik anak panah yang berada di sebelah kanan satuan tersebut Menu Bar Menu bar Merupakan menu utama dalam SAP2000. Semua fitur yang disediakan oleh SAP2000 dapat diakses melalui menu bar. Dapat diakses dengan meng klik masing masing menu atau menekan tombol Alt + huruf yang digaris bawah pada masing masing menu secara bersamaan.

6 Modul SAP2000 v11 3 File New Model, berfungsi untuk membuat model/rancangan baru. Open, berfungsi untuk membuka model yang pernah dibuat sebelumnya. Save, berfungsi untuk menyimpan model yang sedang dibuat ke dalam file baru. Import, berfungsi untuk membuka file dari format lain, missal dari SAP90, AutoCAD.dxf dan sebagainya. Export, berfungsi untuk menyimpan file ke dalam format lain. Batch File Control, berfungsi untuk mengontrol penggunaan batch. Create Video, berfungsi untuk merekam langkahlangkah yang dilakukan didalam SAP2000 ke dalam sebuah video. Print Setup For Graphics, berfungsi untuk mengatur format cetakan model Print Graphics, berfungsi untuk mencetak model. Print Tables, berfungsi untuk mencetak table hasil hitungan. Exit, berfungsi untuk menutup program SAP2000. Edit Undo, berfungsi untuk meng cancel perintah sebelumnya. Redo, berfungsi untuk menjalankan kembali perintah yang sebelumnya di Undo. Cut, berfungsi untuk melakukan perintah cut. Copy, berfungsi untuk melakukan perintah copy. Paste, berfungsi untuk melakukan perintah paste. Delete, berfungsi untuk menghapus. Add to Model From Template, berfungsi untuk membuat model baru dari template yang telah tersedia. Interactive Database Editing, berfungsi untuk mengatur table hasil analisis yang dikehendaki. Replicate, berfungsi untuk mereplikasi batang. Extrude, berfungsi untuk meng extrude (menembuskan) obyek ke oblek lain.

7 4 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Move, berfungsi untuk memindah obyek. Edit Points, berfungsi untuk mengedit titik. Edit Lines, berfungsi untuk mengedit garis. Edit Area, berfungsi untuk mengedit are/luasan. Change Label, berfungsi untuk mengubah label/penamaan. View, semua opsi yang berada didalam menu ini berfungsi untuk mengatur tampilan yang diinginkan. Define Sub menu pada menu ini mengalami perubahan ketika memasuki versi 14. Material, berfungsi untuk mengatur jenis bahan yang digunakan oleh struktur tersebut Section Properties, berfungsi untuk menatur bentuk penampang batang struktur Mass Source, berfungsi untuk memilih sumber beban yang hendak di bebankan. Coordinate System/Grids, berfungsi untuk mengatur system koordinat Load Case (v11), Load Patterns (v14), berfungsi untuk mendefinisikan jenisjenis beban yang akan ditahan oleh struktur. Analysis Cases (v11), Load Case (v14), berfungsi untuk mendefinisikan perpaduan beban Combinations (v11), Load Combination (v14), berfugsi untuk mendefinisian kombinasi beban yang akan dikerjakan secara bersamaan. Bridge, berisi menu menu yang berhubungan dengan analisis struktur pada jembatan. Draw, berisi menu menu untuk menggambar struktur memiliki fungsi sama dengan Drawing Bar Set Select Mode, mengatur kursor kedalam mode pemilihan Set Reshape Element Mode, berfugsi untuk mengatur kursor kedalam mode pengubah Section Properties Menu define pada SAP2000 v11 (kiri) dan SAP2000 v14 (atas)

8 Modul SAP2000 v11 5 Draw Special Joint, berfungsi untuk membuat joint baru Draw Frame/Cable/Tendon, berfungsi untuk menggambar batang, kabel, atau tendon. Quick Draw Frame/Cable/Tendon, berfungsi untuk menggambar batang dengan cepat (dengan satu kali klik). Quick Draw Braces, berfungsi untuk membiat brace/ batang silang dengan cepat Quick Secondary Beams, berfungsi untuk membuat batang ganda dengan cepat Draw Poly Area, berfungsi untuk membat luasan dengan bentuk bebas. Draw Rectangular Area, berfungsi untuk membuat liasan berbentuk segi empat. Quick Draw Area, berfungsi untuk membuat luasan secara otomatis. Select, berisi menu untuk mengatur mode pemilihan, memiliki fungsi sama dengan Select Bar. Select, berfungsi untuk memilih. Deselect, berfungsi untuk melepaskan pilihan. Select Using Tables, berfungsi untuk memilih elemen struktur dengan melalui table. Invert Selection, berfungsi untuk menginversi pilihan. Get Previous Selection, berfungsi untuk memilih kembali pilihan sebelumnya yang telah dilepas. Clear Selection, berfungsi untuk melepas semua pilihan. Assign, berisi menu menu untuk memberikan nilai/parameter pada stuktur, baik pada elemennya maupun bebannya. Assign element, berisi menu Joint, Frame, Cable, Tendon, Area, Solid, dan Link Support, berfungsi untuk memberikan nilai dan atau parameter pada masing masing elemen tersebut. Assign loads, berisi menu Joint Loads, Frame Loads, Cable Loads, Tendon Loads, Area Loads, Solid Loads, dan Link Support Loads, berfungsi untuk memberikan nilai dan atau parameter pada masingmasing beban pada elemen elemen tersebut Joint Patterns, berfungsi untuk membuat beban berupa tekanan. Assign to Group, berfungsi untuk mengelompokkan elemen elemen kedalam grup grup. Assign element Assign loads

9 6 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Clear Display of Assign, berfungsi untuk menyembunyikan pengaturan yang baru saja diberikan. Copy Assign, berfungsi untuk menyalin pengaturan pada satu elemen. Paste Assign, berfungsi untuk menerapkan pengaturan elemen yag disalin ke elemen lain. Analyze, berisi menu untuk melakukan analisis pada struktur Set Analysis Options, berfungsi untuk mengatur analisis yang hendak dilakukan Create Analysis Model, berfungsi untuk membuat model analisis Set Load Cases to Run, berfungsi untuk memilih load case apa saja yang hendak dijalankan Run Analysis, berfungsi untuk menjalankan analisis Model Alive, berfungsi untuk mengotomatisasi analisis, analisis akan dijalankan tiap terjadi perubahan pada struktur. Display, berisi menu untuk mengatur tampilan struktur, memiliki fungsi sama dengan Display Bar Show Undeformed Shape, berfungsi untuk menampilkan strktur yang belum terdeformasi Show Load Assigns, berfungsi untuk menampilkan beban Show Misc Assigns, berfungsi untuk menampilkan parameter tertentu dari elemen struktur Show Deformed Shape, berfungsi untuk menampilkan struktur yang sudah terdeformasi akibat beban Show Forces/Stresses, berfungsi untuk menampilkan gaya atau tegangan Show Bridge Forces/Stresses, berfungsi untuk menampilkan gaya atau tegangan struktur jembatan Show Virtual Work Diagram, berfungsi untuk menampilkan diagram kerja virtual (analisis struktur statis tak tentu) Show Table, berfungsi untuk menampilkan tabel hasil analisis

10 Modul SAP2000 v11 7 Design, berisi menu untuk mengatur design penampang batang, memiliki fungsi sama dengan Design Bar Steel Frame Design, berfungsi untuk mendesign penampang batang baja. Concrete Frame Design, berfungsi untuk mendesign penampang batang beton. Aluminum Frame Design, berfungsi untuk mendesign penampang batang aluminium. Lateral Bracing, berfungsi untuk mengatur bracing (perkuatan) lateral. Options, berisi menu untuk mengatur pengaturan SAP2000 secara umum. Tools, berisi menu untuk menambahkan atau mengurangi toolbar yang ditampilkan Help, berisi menu bantuan Standard bar New Save Undo Refresh Windows Run Zoom Pan Set View Perspective Toggle Move Down in List Set Display Options Open Print Redo Lock/ Unlock Model Alive Set Default 3 d View Rotate Move Up Object 3 d View in List Shrink Toggle Assign to Group Standar bar berisi menu menu yang sering digunakan, bertujuan untuk memudahkan pengguna, semua menu menu tersebut sudah ada di dalam menu bar. 1.2 Sistem sumbu Seperti pada analisis struktur yang sebenarnya, SAP2000 juga mengenal system sumbu. System tersebut berupa system 3 sumbu XYZ, dengan arah X mendatar, Y menuju bidang gambar dan Z vertical. System sumbu ini peru diperhatikan teruta ketika menggambar struktur dan juga pengaruhnya terhadap gayagaya dalam batang. Terdapat 2 sistem sumbu dalam SAP2000 yaitu System sumbu global, system sumbu ini jumlahnya 1 untuk setiap jendela kerja, dijadikan acuan dalam menentukan arah beban.

11 8 Pelayanan Komputer Teknik Sipil System sumbu local, dimiliki oleh setiap elemen struktur, sehingga masing masing elemen berbeda. System ini dijadikan acuan dalam menentukan arah gaya gaya dalam. Dalam kondisi default, normal force bekerja searah sumbu X local benda, shear force bekerja searah sumbu Y benda, dan bending moment bekerja terhadap sumbu Z local benda. Dalam system sumbu local sumbu XYZ ini diwakili dengan angka yaitu 1 untuk X, 2 untuk Y dan 3 untuk Z. Untuk menampilkan system sumbu global pada SAP2000 dapat dilakukan dengan buka menu View, pilih Show Axes 1.3 Model struktur Telah disebutkan sebelumnya bahwa SAP2000 dapat melakukan hamper semua analisis struktur bangunan baik dari segi kalkulasi maupun pemodelan. Dalam pemodelan, saat ini SAP2000 telah dilengkapi dengan berbagai template pemodelan seperti yang dapat dilihat pada gambar dibawah. Template tersebut akan otomatis ditampilkan ketika memulai pembuatan model baru. Selain itu juga dapat dibuka dengan menu Edit, Add to Model From Template jika akan membuka setelah mulai bekerja. Adapun penggunaanya akan diterangkan pada bab berikutnya.

12 Modul SAP2000 v Tumpuan Beban pada struktur diteruskan ke tanah melalui tumpuan. Dalam analisis struktur kita mengenal 3 jenis tumpuan yaitu tumpuan sendi, rol, dan jepit. Yang masing masing ketiganya memiliki sifat unik. Ketiga tumpuan tersebut telah diidealisasi dalam SAP2000 sesuai dengan sifatnya masing masing. Selain ketiga tumpuan tersebut, tumpuan lain yang juga disediakan bersamaan adalah sendi gerber, begitu pula dengan sifatnya. Untuk mengaplikasikan tumpuan pada sebuah titik dapat dilakukan langkah langkah sebagai berikut : Klik titik yang akan diberi tumpuan Pilih menu Assign, pilih Joint, Restraints Pilih tumpuan yang dikehedaki Pemilihan dapat dilakukan dengan meninjau tahanannya maupun dengan mengklik langsung tumpuan pada Fast Restrain Dengan meninjau tahanannya. Pengaturan joint restraints ini menggunakan system dumbu global 123. Maka untuk membuat tumpuan, check kotak pada reaksi yang dapat ditaha oleh tumpuan tersebut, misal tumpuan sendi dapat menahan translasi ketiga arah, maka check Translation 1, Translation 2 dan Translation 3. Dengan menggunakan Fast Restraints Untuk jepit klik Untuk roll klik Untuk sendi klik Untuk sendi gerber klik Klik OK

13 10 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 1.5 Material Selain untuk melakukan analisis struktur, SAP2000 juga berkapasitas untuk melakukan digunakan dalam perancangan struktur. Hal ini dikarenakan selain strukturnya, SAP2000 juga menyediakan perancangan penampang dan bahannya. Maka dari itu, ketika melakukan analisis dengan SAP2000 perlu diperhatikan tujuannya, apakah hanya menganalisis atau mendesain. Jika mendesain, material apa yang digunakan. Untuk mendefinisikan jenis material dalam SAP2000 dapat dilakukan dengan membuka dialog Define Materials dengan meng klik Define, Materials. Dalam kondisi default, semua batang didefinisikan sebagai bahan beton (concrete) dengan nama 4000Psi dengan properties seperti tertera pada gambar dibawah. Selain material tersebut juga terdapat material baja steel dengan nama A992Fy50. Dalam melakukan analisis sederhana, misalnya dalam menyelesaikan soal soal analisis struktur statis tertentu, umumnya kekuatan tidak diperhitungkan. Untuk itu, langkahlangkah yang perlu dilakukan adalah. Klik menu Define, pilih Materials Pilih Materials A992Fy50 klik Masukkan nilai 0 pada Weight per Unit Volume, klik OK Dengan cara diatas struktur akan dianggap tidak memiliki berat, seperti batang pada analisis struktur statis tertentu.

14 Modul SAP2000 v11 11 Adapun untuk melakukan analisis yang melibatkan desain material, seperti pada kasus analisis tegangan regangan dan deformasi, perlu dimasukkan data data sebagai berikut. General Data Material Name and Display Color, nama material dan warna tampilan material dalam struktur Material Type, jenis material. Dapat berupa material sebagai berikut Material Notes, keterangan tentang material tersebut. Weight and Mass Weight per Unit Volume, berisi berat jenis material. Mass per Unit Volume, akan terisi secara otomatis ketika memasukkan nilai berat jenis. Units, satuan yang digunakan dalam mendefinisikan material Isotropic Property Data Modulus of Elasticity, E, modulus elastisitas bahan Poisson s Ratio, U, angka poisson bahan Coefficient of Thermal Expansion, A, koefisien muai termal bahan, biasa dikenal dengan nilai α Shear Modulus, G, modulus geser bahan Other Properties, berisi informasi lain bahan, nilai yang perlu dimasukan ke dalamnya tergantung pada jenis bahannya. Misalnya pada beton yang perlu dimasukkan adalah nilai kuat tekannya (f c), pada baja yang perlu dimasukkan adalah nilai tegangan leleh minimum (Fy), tegangan ultimate minimum (Fu), tegangan leleh efektif (Fye), dan tegangan ultimate efektif (Fue). Untuk mendefinisikan material baru dapat dilakukan dengan langkah langkah sebagai berikut : Klik menu Define, pilih Materials Klik Masukkan nama material dan jenisnya, lalu masukkan properties lain sesuai dengan tempatnya seperti yang telah diterangkan diatas.

15 12 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 1.6 Penampang Setiap elemen struktur pasti memiliki penampang melintang tertentu. Dalam kondisi tertentu, penampang ini bisa sangat berpengaruh pada struktur, misalnya saja pada batang tekan (kolom) dan sebagainya. Sehingga perlu dalam melakukan perlu didefinisikan penampang melintang struktur tersebut, termasuk ketika menggunakan SAP2000. Namun demikian ada kalanya penampang melintang tidak begitu penting hal ini terjadi ketika melakukan analisis struktur statis tertentu yang menganggap batang tidak memiliki penampang sehingga dapat diabaikan. Dalam kondisi default potongan melintang batang pada SAP2000 berupa batang I dengan nama FSEC1. Batang tersebut memiliki properties seperti gambar dibawah. Adapun langkah langkah yang perlu dilakukan untuk mendefinisikan penampang melintang baru pada SAP2000 adalah sebagai berikut : Klik menu Define, pilih Frame Sections Klik

16 Modul SAP2000 v11 13 Pilih jenis bahan pada Frame Section Property Type, pilihan jenis bahan yang tersedia antara lain sebagai berikut. Lalu pilih bentuk potongan melintang yang diinginkan dengan meng klik gambar di bawahnya. Jika bentuk penampang yang diinginkan tidak tersedia maka dapat dibuat sendiri dengan langkah Pada Frame Section Property Type pilih Other Lalu klik Section Designer Maka akan keluar dialog seperti pada gambar disamping Masukkan nama potongan pada Section Name Pilih jenis bahan dasar pada Base Material, jika bahan tidak tersedia, maka buatlah

17 14 Pelayanan Komputer Teknik Sipil terlebih dahulu bahan tersebut, dengan Define, Materials Pilih tipe desain yang diinginkan pada Design Type. Jika tidak spesifik pilih No Check/Design. Klik Section Designer untuk memulai membuat penampang. SAP2000 akan menampilkan Section Designer seperti pada gambar di bawah. Drawing toolbar Done Gunakan Drawing Toolbar yang berada disamping kiri atas untuk menggambar penampang. Untuk mengedit besaran penampang klik kanan penampang lalu masukkan data yang diinginkan. Setelah didapatkan bentuk yang diinginkan, klik tombol Done pada pojok kanan bawah. Klik OK Pada Frame Section Property klik OK Dengan cara diatas maka dapat dilakukan analisis untuk berbagai penampang. 1.7 Sistem Pembebanan Dalam mendesain suatu struktur, kita perlu mengetahui besarnya gaya yang harus didukung oleh struktur tersebut untuk dapat menentukan dimensinya. Gaya yang harus didukung oleh struktur tersebut berasal dari gaya gaya eksternal yag diberikan ke struktur tersebut, atau lebih kita kenal dengan beban. Sehingga akan sangat penting untuk bisa membuat beban dengan benar apalagi ketika menggunakan perangkat lunak. Hal ini dikarenakan, perangkat lunak hanya akan menghitung saja tanpa melakukan analisis apakah beban tersebut sudah sesuai dengan yang diharapkan.

18 Modul SAP2000 v11 15 Dalam suatu struktur terdapat banyak beban yang mempengaruhinya. Beban beban tersebut dapat dibedakan terhadap sumbernya. Dalam software SAP2000, jenis jenis beban yang membebani suatu struktur dapat ditentukan dengan menggunakan fasilitas Load Patern yang tersedia pada menu Define. Beban beban tersebut adalah : 1. Beban Mati (Dead Load) ialah berat dari semua bagian dari suatu gedung yang bersifat tetap, termasuk segala unsur tambahan, finishing, mesin mesin, serta peralatantetap yg merupakan bagian yg tak terpisahkan dari gedung itu. Dalam arti lain beban mati akan selalu ada selama struktur tersebut berdiri. Dalam SAP2000, beban ini dikenal dengan tipe DEAD. 2. Beban Hidup (Live Load) ialah semua beban yg terjadi akibat penghunian atau penggunaan suatu gedung, termasuk beban beban pada lantai yang berasal dari barang barang yang dapat berpindah, mesin mesin serta peralatan yg tidak merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari gedung dan dapat diganti selama masa hidup dari gedung tersebut, sehingga mengakibatkan perubahan dalam pembebanan lantai atau atap gedung.dalam SAP2000, beban ini dikenal sebagai tipe LIVE. 3. Beban Gempa (Quake Load) ialah semua beban atau gaya gaya di dalam struktur yang terjadi oleh gerakan tanah akibat gempa. Dalam SAP2000 dikenal dengan tipe QUAKE. 4. Beban Angin (Wind Load) ialah semua beban yang bekerja pada gedung atau bagiannya yang disebabkan oleh selisih dalam tekanan udara. Dalam SAP2000 dikenal dengan tipe WIND. 5. Beban Khusus (Other) ialah semua beban yang bekerja pada gedung atau bagian gedung yang terjadi akibat selisih suhu, pengangkatan dan pemasangan, penurunan fondasi serta gaya gaya lainnya.

19 16 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Dialog untuk Define Load Pattern pada SAP2000 v14 yang sama dengan Load Case pada v11 Untuk memasukkan beban beban dan jenisnya dalam suatu struktur, digunakan langkah sebagai berikut: Buka windows dialog untuk Define Load dengan mengklik Define > Load Case Masukkan nama beban yang akan dimasukkan dalam struktur pada kotak Load Name Tentukan jenis beban dengan memilih salah satu tipe beban pada kotak pilihan Type Jika beban tersebut memiliki factor pengali, factor pengali tersebut dapat dimasukkan pada kotak Self Weight Multiplier Klik untuk memasukkan beban tersebut. Lakukan proses ini pada semua beban yang ada pada struktur tersebut. Klik setelah selesai. Pada umumnya beban yang bekerja pada suatu struktur tidak hanya satu jenis beban saja, tetapi merupakan kombinasi dari berbagai jenis beban yang salah satunya adalah beban mati (D) karena jenis beban ini selalu ada. Dalam analisis struktur harus ditinjau berbagai kombinasi beban yang mungkin terjadi dari saat pembangunan sampai bangunan itu melakukan fungsinya.terdapat dua keadaan yang harus ditinjau: 1. Kombinasi beban pada saat layan, yaitu kombinasi dari beban beban saat struktur tersebut melayani fungsinya. Misalnya : D + L 2. Kombinasi beban pada saat beban lebih (overload), yaitu kombinasi beban beban yang dikalikan suatu faktor beban (>1) pada saat perancangan kekuatan struktur. Misalnya: 1,2 D + 1,6 L ; 1,2 D + 1,0 L + 1,0 E dst. Dari berbagai nilai kombinasi tsb, diambil suatu nilai beban rencana, masing masing untuk level beban layan maupun beban lebih. Nilai beban lebih (overload) adalah nilai beban rencana yang digunakan untuk merancang kekuatan struktur. Apabila nilai beban lebih tersebut tercapai atau terlampaui pada saat pemakaian bangunan, maka struktur akan mengalami kerusakan, namun struktur tidak boleh roboh (collapse) meskipun telah terjadi deformasi yg besar. Berarti struktur bangunan harus liat (ductile).

20 Modul SAP2000 v11 17 Dalam SAP2000, kombinasi pembebanan ini dapat dibuat dengan fasilitas Load Combination pada menu Define dengan langkah langkah sebagai berikut : Buka windows dialog Define Load Combinations dengan mengklik Define > Combinations Buat kombinasi dengan mengklik pada windows dialog tersebut. Dengan demikian akan terbuka windows dialog Load Combinations Data. Masukkan nama kombinasi pembebanan pada kotak Load Combination Name Masukkan tipe kombinasi pembebanan pada Load Combination Type. Default SAP2000 akan menunjuk Linear Add sebagai tipe kombinasi. Hal ini tidak sepenuhnya salah karena memang pada umumnya kombinasi beban merupakan tipe ini. Pilih jenis beban yang akan dibuat kombinasinya pada kotak Load Case Name, kemudian masukkan factor pengali pada kotak Scale Factor, lalu klik Add Lakukan untuk beban lain, setelah selesai klik Combinations pada menu Define Windows Dialog untuk Define Load Combinations Windows Dialog untuk Load Combination Data

21 18 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Selain dari asalnya, beban juga dapat dibedakan terhadap bentuknya Dari bentuknya beban pada struktur dapat dibedakan menjadi: 1. Beban terpusat/titik (Concentrated Load) P Yaitu beban yang bekerja terpusat pada suatu bidang yang kecil. Misal roda mobil diatas jembatan. Selain bekerja secara tunggal, beban terpusat juga bekerja bersama sama dengan membentuk serangkaian beban terpusat. P P P P (a) (b) Beban terpusat (a) dan rangkaian beban terpusat Untuk menganalisis beban terpusat perlu diketahui posisi beban, arah dan besar dari beban tersebut. Dengan SAP2000, jika melihat posisi bebannya, beban dapat dimasukkan dengan dua cara, yaitu sebagai Joint Load (beban join) dan sebagai Frame Load (beban batang). Cara untuk memasukkan beban pada struktur dengan SAP2000 dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut : Sebagai Joint Load Pilih joint yang akan diberikan beban dengan mengklik joint tersebut Pilih menu Assign > Joint Loads > Forces untuk membuka dialog Joint Forces (a) Tentukan jenis beban pada kotak pilihan Load Pattern Name Masukkan besarnya beban dengan arahnya pada kotak Force Global. Arah dapat ditentukan dengan (b) melihat system sumbu pada struktur tersebut. Misalnya saja pada struktur simple beam di gambar 7 (b) disamping, untuk membuat beban ke arah bawah maka beban dimasukkan pada kotak Force Global Z dengan nilai negative. (c) (a) Joint Load pada menu Assign, (b) Simple Beam, (c) Windows dialog Joint Forces

22 Modul SAP2000 v11 19 Jika beban tersebut merupakan beban tambahan pada beban yang sebelumnya sudah ada, pada kotak Options pilih Add to Existing Loads. Jika untuk menggan beban yang sebelumnya sudah ada, pilih Replace Existing Load Setelah selesai klik Sebagai Frame Load Pilih Frame yang akan diberikan beban dengan mengklik batang tersebut. Pilih menu Assign > Frame Loads > Point untuk membuka dialog Frame Point Loads Tentukan jenis beban pada kotak pilihan Load Pattern Name Tentukan bentuk beban dan arahnya pada kotak Load Type and Direction. Untuk beban berupa gaya, pilih Forces untuk moment pilih Moments. Tentukan arah gaya pada kotak Direction. Arah dapat berdasarkan sumbu (X,Y dan Z) atau kearah gravitasi (Gravity) Pada kotak Point Loads pilih system acuan jarak terlebih dahulu. Jika akan menggunakan system acuan relative, pilih opsi Relative Distance from End I. Dengan system ini jarak yang dimasukkan ke Distance merupakan perbandingan jarak beban dari join awal batang terhadap panjang batang keseluruhan. Missal untuk membuat gaya di tengah tengah bentang, maka masukkan 0,5 pada salah satu kotak Distance. Jika Frame Load pada menu Assign (atas) dan kotak dialog Frame Frame Point Loads (bawah) menggunakan system acuan absolut, pilih Absolute Distance from End I. Dengan system ini jarak yang dimasukkan merupakan jarak gaya terhadap awal batang.

23 20 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Setelah menentukan system acuan, masukkan jarak gaya pada kotak Distance dan besarnya pada kotak Load. Pastikan jarak dan besarnya beban dimasukkan pada kotak dengan kolom yang sama. Jika beban tersebut merupakan beban tambahan pada beban yang sebelumnya sudah ada, pada kotak Options pilih Add to Existing Loads. Jika untuk menggan beban yang sebelumnya sudah ada, pilih Replace Existing Load Setelah selesai klik 2. Beban merata (Uniform Load) q Yaitu beban yang bekerja pada suatu luasan secara merata. Misalnya: beban mati pada plat atau balok, beban dinding pada balok. Beban ini dapat dimasukkan ke struktur pada SAP2000 sebagai Frame Loads. Untuk memasukkannya, dapat digunakan langkahlangkah sebagai berikut: Pilih Frame yang akan diberikan beban dengan mengklik batang tersebut. Pilih menu Assign > Frame Loads > Distributed untuk membuka dialog Frame Distributed Loads Tentukan jenis beban pada kotak pilihan Load Pattern Name Tentukan bentuk beban dan arahnya pada kotak Load Type and Direction. Untuk beban berupa gaya, pilih Forces untuk moment pilih Moments. Tentukan arah gaya pada kotak Direction. Arah dapat berdasarkan sumbu (X,Y dan Z) atau kearah gravitasi (Gravity) Untuk beban merata di sepanjang batang dapat dimasukkan dengan memasukkan besarnya beban merata pada kota Uniform Load Untuk beban yang tidak merata di sepanjang batang gunakan kotak Traperzoidal Loads. Pilih system acuan jarak terlebih dahulu. Lalu masukkan jarak gaya pada kotak Distance dan besarnya pada kotak Load. Jarak yang diamasukkan adalah Frame Load pada menu Assign (atas) dan kotak dialog Frame Distributed Loads (bawah)

24 Modul SAP2000 v11 21 jarak mulainya beban merata dan selesainya beban merata terhadap pangkal batang. Besarnya gaya dimasukkan pada kotak dibawahnya. Contoh : Contoh pembuatan beban Jika beban tersebut merupakan beban tambahan pada beban yang sebelumnya sudah ada, pada kotak Options pilih Add to Existing Loads. Jika untuk menggan beban yang sebelumnya sudah ada, pilih Replace Existing Load Setelah selesai klik

25 22 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 2. Analisis Sederhana Dalam bab ini akan dibahas beberapa penggunaan SAP2000 dalam melakukan analisis sederhana seperti dalam analisis struktur stasis tertentu Balok Sederhana Pada bab Analisis Sederhana, model struktur yang akan pertama kali di bahas adalah balok sederhana. Pada contoh yang akan di bahas berikut adalah balok sederhana dengan tumpuan sendi dan rol serta pembebanan berupa beban terpusat dan beban merata Pemodelan Struktur Kita akan memodelkan struktur menggunakan 2 metode, yaitu dengan template Beam dan template Grid Only. Sebelum pemodelan, ubah terlebih dahulu satuan menjadi satuan yang diinginkan. 1. Ubah satuan menjadi. 2. Klik menu File > New Model atau klik tombol New Model a Dengan Template Beam 1. Klik template Beam, sehingga muncul kotak dialog Beam.

26 Modul SAP2000 v Tentukan jumlah tumpuan pada bagian Number of Spans. 3. Tentukan jarak antar tumpuan pada bagian Span Lengths 4. Klik tombol OK, maka SAP2000 akan menampilkan model dalam 2 jendela (3D View/jendela 3D dan jendela 2D X Z Y=0). Dalam hal ini, hanya ada satu bidang X Z karena kita bekerja secara 2D b Menggunakan Template Grid Only Kadang kadang, lebih mudah menggunakan pilihan lain selain 2D Trusses. Setelah beberapa kali kita menggunakan pilihan 2D Trusses, tidak ada salahnya jika kita juga mengenal dan berlatih menggunakan pilihan Grid Only. 1. Klik template Grid Only, sehingga muncul kotak dialog New Coordinate/Grid System.

27 24 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Pastikan tab Cartesian aktif, kemudian isi bagian Number of Grid Lines dengan 3 (X direction), 1 (Y direction), dan 1 (Z direction). 3. Pada bagian Grid Spacing, ini nilai X direction dengan 1 (m), abaikan Y dan Z. Catatan: Jumlah garis grid untuk arah Y hanya 1 karena kita bekerja secara 2D sehingga dengan Y=1 berarti kita bekerja pada bidang X Y=0. Karena garis grid Y = 1, berapapun jarak garis grid arah Y tidak akan berpengaruh. Penambahan garis grid Z menjadi 2 hanya untuk membantu dalam menggambar model struktur. i. Menggambar Model Struktur Berbeda dengan pilihan Beam yang kita gunakan sebelumnya, pilihan Grid Only hanya menyediakan garis grid tanpa objek/elemen struktur. Kita akan mencoba menggambar elemen struktur dengan bantuan garis grid. 1. Klik tombol Draw Frame/Cable element Klik di titik 1 dan 2 kemudian akhiri dengan klik kanan.

28 Modul SAP2000 v Menambahkan Dukungan Model yang telah selesai kita gambar perlu ditambahkan dukungan sendi roll (ingat, kita menggunakan pilihan grid only). 1. Pilih dengan klik titik kiri bawah model yang diberi dukungan sendi. 2. Klik menu Assign > Joint > Restraints untuk menampilkan kotak dialog Joint Restraints. 3. Lakukan hal yang sama untuk penambahan dukungan roll.

29 26 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Menghilangkan Berat Balok Untuk bab analisis sederhana, profil dan material nya akan kita abaikan. Namun, dalam SAP2000, sudah secara default untuk batang atau balok telah terdefinisi profil dan material nya. Hal ini tidak mengganggu dalam perhitungan analisis sederhana, tetapi berat jenis yang ikut terdefinisi di dalam nya akan memberikan berat sendiri batang. Untuk itu, sebelum dilanjutkan proses analisis struktur, akan kita nol kan dahulu berat jenis batang. 1. Periksa dahulu tipe material yang mana yang di gunakan oleh batang. Cara nya yaitu klik kanan pada balok. Akan muncul window Object Model. Perhatikan pada menu Assignment. Perhatikan dan ingat Frame Section Mana yang di gunakan. 2. Lalu, klik menu Define > Frame Section. Akan muncul window Frame Properties. 3. Pilih Frame Section yang digunakan, lalu klik Modify/Show Property 4. Pada window Frame Section, perhatikan material yang digunakan frame tersebut. 5. Kemudian klik menu Define > Materials. Pada window Define Material, pilih material yang digunakan. Lalu klik Modify/Show Material

30 Modul SAP2000 v Pada window Material Property Data, di kotak Weight per Unit Volume, ubah angka yang ada menjadi 0. Kemudian klik Ok Menambahkan Beban Beban yang bekerja pada model struktur simple beam ini adalah beban titik atau beban terpusat dan beban merata. Nilai beban yang bekerja pada struktur sangat mempengaruhi proses analisis dan desain struktur sehingga perlu diperhitungkan dengan cermat a Beban Terpusat Untuk beban terpusat pada struktur simple beam ini, beban terpusat terletak tepat di tengah balok. Cara penambahan beban terpusat yaitu: 1. Klik pada balok. Kemudia pilih menu Assign > Frame Loads > Point 2. Klik pada lingkaran Absolute Distance from End I. Lalu pada kolom 1, isi kotak Distance dengan jarak titik tengah dari ujung balok, untuk contoh ini 1 m. Lalu pada kolom Load isi dengan beban yang akan diberikan pada balok, untuk contoh ini 10 kn. 3. Lalu klik Ok.

31 28 Pelayanan Komputer Teknik Sipil b Beban Merata Untuk beban merata pada subbab Simple Beam ini, akan kita berikan pada setengah balok. Yaitu dari titik 1 (sebelah kiri) sampai ke tengah balok. 1. Klik pada balok. Kemudia pilih menu Assign > Frame Loads > Distributed 2. Pada bagian Option, pilih Add to Existing Loads. 3. Ada dua pilihan untuk penentuan letak pembebanan. Yaitu Relative Distance from End I yang menggunakan jarak relatif dari ujung kiri dan Absolute Distance from End I yang menggunakan jarak mutlak dari ujung kiri. Karena pada beban terpusat kita telah menggunakan Absolute Distance from End I, maka untuk beban merata akan kita coba menggunakan Absolute Distance from End I. 4. Pada 4 kolom yang tersedia, isi pada kolom 1 dengan Distance 0 dan Load 10. Pada kolom 2 isi Distance 0.5 dan Load 10. Lalu pada kolom 3 dan 4, nolkan Distance dan Load nya. 5. Klik ok Analisis Struktur Setelah penambahan beban, maka simple beam ini telah siap untuk di analisis. 1. Klik pada tool bar. 2. Akan muncul kotak dialog Set Analysis to Run. Klik Run Now.

32 Modul SAP2000 v11 29 Setelah program SAP2000 selesai menganalisis data, hasil analisis dapat dilihat dengan menggunakan fitur dalam menu Display, antara lain Show Deformed Shape untuk melihat struktur yang telah terdeformasi akibat pembebanan dan Show Forces/Stresses untuk mengetahui gaya, tegangan, dan momen pada joint maupun batang.

33 30 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 2.2. Frame Frame atau portal merupakan struktur yang terdiri atas batang mendatar yang ditumpu oleh 2 batang tegak. Sambungan antara kedua batang tegak dan batang mendatar sambungan kaku. Di lapangan umumnya, struktur frame pada kedua tumpuannya berupa tumpuan sendi dan termasuk struktur statis tak tentu. Dalam analisis struktur statis tertentu, frame kemudian dikembangkan dalam 2 jenis, yaitu frame dengan tumpuan sendi dan rol dan frame 3 sendi. Frame 3 sendi adalah frame dengan 2 sendi biasa yang ditambahkan sebuah sendi gerber pada salah satu batangnya. Sendi tersebut memiliki ΣM=0 dan ditempatkan di daerah yang menguntungkan yaitu misalnya pada titik dengan gaya aksial dan gaya geser kecil atau nol. Dalam melakukan analisis struktur frame dengan SAP2000, frame dapat dibuat dengan 2 cara, yang pertama dengan menggunakan template frame dan yang kedua dengan menggunakan template grid dengan bidang acuan XZ. Yang akan dibahas pada sub bab ini adalah membuat frame dengan template Frame. Untuk dapat membuat frame ini dengan SAP2000, langkah langkah yang perlu dilakukan adalah Buka menu File, pilih New Model, atau klik tombol pada standard bar. Pilih satuan yang akan digunakan pada Initialize Model from Defaults with Units dengan mengklik anak panah yang ada di sebelah kanan satuan. Pilih 2D Frame Maka akan muncul dialog seperti gambar dibawah

34 Modul SAP2000 v11 31 Masukkan jumlah ruang tegak pada Number Of Stories, dan tingginya pada Story Height Masukkan jumlah ruang datar pada Number Of Bays, dan lebarnya pada Bay Width Jika akan membuat frame dengan lebar atau tinggi ruang yang berbeda beda, maka check Use Custom Grid Spacing and Locate Origin, klik Edit Grid

35 32 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Atur lebar tiap tiap ruang pada X Grid Data dengan mengubah nilai pada kolom Ordinate. Dan atur tinggi tiap tiap ruang pada Z Grid Data dengan mengubah nilai pada kolom Ordinate. Acuan ordinat ini adalah, garis grid paling bawah untuk Z dan tengah tengah bentang total untuk X. Selain menggunakan system ordinate, pengaturan ini dapat dilakukan langsung dengan memasukkan nilai lebar/tinggi masing masing ruang yaitu dengan sebelumnya mengubah Display Grid as mejadi Spacing pada bagian kanan tengah. Dengan demikian lebar/tinggi masing masing ruang dapat langsung dimasukkan. Klik OK. Lalu akan kembali ke dialog sebelumnya. Pada bagian kiri bawah dialog terdapat checkbox Restraint. Jika checkbox ini di check, secara otomatis bagian ujung ujung batang tegak akan diberi tumpuan sendi. Maka dari itu, jika hendak membuat portal sederhana sebaiknya, checkbox ini tidak dicentang, tumpuan nanti di Assign sendiri. Dan jika hendak membuat portal 3 sendi akan lebih praktis jika checkbox ini dicentang. Klik OK, maka pada monitor akan ditampilkan struktur frame yang dibuat. Untuk frame sederhana, assign joint berupa sendi dan roll pada titik yang dikehendaki. Untuk frame 3 sendi, assign joint berupa sendi gerber pada titik yang dikehendaki. Selain meng assign joint, hal yang perlu diperhatikan adalah membebaskan sendi tersebut dari momen sesuai dengan sifat sendi gerber dimana ΣM=0. Hal ini dapat dilakukan dengan cara: pilih batang yang terhubung dengan joint tersebut. Perhatikan batang tersebut terhubung dengan joint tersebut pada pangkalnya atau ujungnya. Jiak tidak diketahui maka dapat dicoba coba pilih menu Assign, pilih Frame, Release/Partial Fixity

36 Modul SAP2000 v11 33 Contoh : beri tanda check pada kotak Moment 33. Jika joint berada pada pangkal batang beri check pada kolom start, jika pada ujung beri tanda check pada kolom End. Klik OK 6 kn 6 kn 6 kn 10 kn S 6 kn 6 kn 6 kn 2 m 4 m 6 x 2 m Pemodelan Struktur Buka menu File, pilih New Model Pilih satuan, pilih Masukkan 2 pada Number Of Stories, dan 4 pada Story Height Masukkan 2 pada Number Of Bays, dan 6 pada Bay Width Check Use Custom Grid Spacing and Locate Origin, klik Edit Grid Ubah Z Grid Data menjadi

37 34 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Klik OK Beri tanda check pada checkbox Restraints, maka akan terbentuk struktur seperti di bawah Hapus semua batang kecuali batang paling kiri bawah dan kanan bawah. Buat 2 batang baru dari titik sendi gerber, sehingga sendi gerber berada di pangkal batang dan struktur menjadi seperti dibawah

38 Modul SAP2000 v11 35 Menghilangkan berat batang Klik pada Select bar Definisikan material dengan klik Define, Materials. Pilih Materials A992Fy50 klik. Masukkan nilai 0 pada Weight per Unit Volume, klik OK Memasang sendi Pada titik S lihat soal assign sendi gerber dengan cara klik joint, pilih menu Assign, Joint, Restraint. Klik ikon pada Fast Restraint. Menghilangkan moment pada sendi Pilih kedua batang miring, pilih menu Assign, pilih Frame, Release/Partial Fixity Beri tanda check pada kotak Moment 33 pada kolom Start, klik OK, sehingga struktur menjadi seperti dibawah Menambahkan beban Assign beban pada frame hingga menjadi struktur seperti dibawah

39 36 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Menjalankan Analisis Lakukan analisis dengan pilih menu Analyze, pilih Run Analysis Lakukan konfigurasi sebagai berikut Klik Run Now, jika muncul dialog untuk menyimpan file simpanlah file tersebut dalam sebuah folder kosong karena file SAP2000 terdiri atas banyak file. Lihat hasil analisis, jika tidak tertampil, klik pada display bar. Pilih Joint, klik OK Maka akan muncul keluaran sebagai berikut.

40 Modul SAP2000 v Grid Dalam melakukan analisis struktur berupa struktur plat, beban didistribusikan kedalam balok lantai dengan berbentuk grid. Secara umum struktur grid memiliki prinsip yang sama dengan struktur portal. Perbedaannya hanya arah beban terhadap struktur. Beban pada struktur grid memiliki arah tegak lurus dengan penampang grid, sedangkan pada portal beban memiliki arah sejajar dengan penempang grid. Q Q z Q Q Q Q y x Grid (kiri) dan Portal (kanan) Dengan demikian sangatlah penting untuk memperhatikan sumbu dalam melakukan analisis struktur grid. Pada dasarnya semua pemodelan struktur pada SAP2000 dibuat berdasar system grid 3 sumbu. Sehingga bukan menjadi hal yang sulit untuk melakukan analisis struktur berbentuk grid pada SAP2000. Pemodelan struktur ini pada SAP2000 dapat dilakukan dengan template Grid Only dengan cara sebagai berikut : Buka menu File, pilih New Model, atau klik tombol pada standard bar. Pilih satuan yang akan digunakan pada Initialize Model from Defaults with Units dengan mengklik anak panah yang ada di sebelah kanan satuan. Klik template Grid Only, sehingga muncul kotak dialog New Coordinate/Grid System. Catatan : Template Grid Only menyediakan 2 cara untuk mebuat grid, yang pertama adalah dengan system sumbu Cartesian, yang ke dua dengan Cylindrical. Pada modul ini system yang digunakan dan dipelajari adalah system Cartesian

41 38 Pelayanan Komputer Teknik Sipil sehingga ketika membuat model pastikan tab Cartesian dalam kondisi aktif. Masukkan jumlah garis grid pada Number of Grid Lines sesuai dengan arah masing masing. Yang perlu diperhatikan adalah, angka dimasukkan adalah jumlah garis grid bukan jumlah grid. Sehingga jika kita mengkonfigurasi Number of Grid Lines seperti di samping akan terbentuk struktur seperi pada gambar di bawah. Masukkan lebar masing masing grid pada Grid Spacing sesuai dengan sumbunya. Kemudian klik OK. Setelah grid terbentuk, buat struktur dengan drawing toolbar dengan membuat batang pada bagian yang dikehendaki. Pada kondisi default, 2D view pada SAP2000 akan menampilkan struktur dengan system sumbu xy pada z terbesar (paling atas). Untuk mengubahnya, dapat dilakukan dengan memilih system sumbu pada standard

42 Modul SAP2000 v11 39 toolbar sebagai berikut. Dengan toolbar tersebut, struktur akan diperlihatkan dengan system sumbu yang terpilih pada nilai sumbu lainterbesar. Cara lain untuk mengubah struktur yang ditampilkan dapat dilakukan dengan pilih menu View, Set 2D View. Pada dialog Set 2D View pilih system sumbu pada Plane kemudian masukkan nilai sumbu yang tidak dipilih. Dalam kondisi normal, struktur akan dilihat dari depan. Jika ingin mengubahnya, pada View Direction pilih Back Face. Pasang tumpuan pada titik titik yang dikehendaki, dengan memperhatikan sumbunya. Lakukan pemasangan pada 2D view dengan sumbu vertical sama dengan arah vertical tupuan yang dikehendaki. Misal jika akan memasang tumpuan dengan reaksi vertical searah sumbu z, maka gunakan 2D view xz atau yz. Adapun penggunaan sendi dan roll perlu memperhatikan design struktur sebenarnya yang dikehendaki. Contoh : D C D 3 x 3 A z C y x B A B 3 x 3 m Batang batang pada struktur tersebut diberi beban merata q = 10 kn/m searah sumbu z. hitunglah reaksi reaksinya!

43 40 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Pemodelan Struktur Buka menu File, pilih New Model Pilih satuan, pilih Masukkan jumlah batang pada Number of Grid Lines dan panjangnya pada Grid Spacing Gambar batang dengan, dengan mengklik pada grid yang diinginkan. Pada 3 D view, klik titik tumpuan kemudian assign tumpuan berupa sendi.

44 Modul SAP2000 v11 41 Menghilangkan berat batang Klik pada Select bar Definisikan material dengan klik Define, Materials. Pilih Materials A992Fy50 klik. Masukkan nilai 0 pada Weight per Unit Volume, klik OK Menambahkan beban Assign beban pada frame hingga menjadi struktur seperti dibawah Menjalankan Analisis Lakukan analisis dengan pilih menu Analyze, pilih Run Analysis Lakukan konfigurasi sebagai berikut

45 42 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Klik Run Now, jika muncul dialog untuk menyimpan file simpanlah file tersebut dalam sebuah folder kosong karena file SAP2000 terdiri atas banyak file. Lihat hasil analisis, jika tidak tertampil, klik pada display bar. Pilih Joint, klik OK Maka akan muncul keluaran sebagai berikut.

46 Modul SAP2000 v Truss Pada subbab ini, kita akan berlatih menganalisis struktur sederhana berupa truss dengan model Pratt truss. Selain melalui template 2D Truss, kita juga akan berlatih menggambar menggunakan Grid Only. Gambar Model struktur Pratt Truss Memodelkan Struktur Kita akan memodelkan struktur menggunakan template 2D Truss dan memilih Vertical Truss. 1. Ubah satuan menjadi. 2. Klik menu File > New Model atau klik tombol New Model a Menggunakan Template 2D Trusses

47 44 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Gambar 1.2 Memilih template 2D Trusses Gambar Memilih template 2D Trusses 1. Klik template 2D Trusses, sehingga muncul kotak dialog 2D Trusses. Gambar Memilih tipe Pratt Truss dan menentukan dimensinya 2. Pilih Pratt Truss pada bagian 2D Truss Type. 3. Pada bagian Pratt Truss Dimension, Ketik 6 untuk Span Length, L1 dengan Num of Division, N1=3. Span Length, L2=10 dengan Num of Division, N2=5 sementara H1, H2, dan H3 masing masing 0.2, 3 dan Klik tombol OK, maka SAP2000 akan menampilkan model dalam 2 jendela (3D View/jendela 3D dan jendela 2D X Z Y=0). Dalam hal ini, hanya ada satu bidang X Z karena kita bekerja secara 2D.

48 Modul SAP2000 v11 45 Gambar Jendela 3D dan 2D Gambar Pratt Truss dari template Gambar Menghapus elemen di sebelah kiri Gambar Menghapus elemen di sebelah kanan Gambar Pratt Truss setelah modifikasi model struktur b Menggunakan Template Grid Only

49 46 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Kadang kadang, lebih mudah menggunakan pilihan lain selain 2D Trusses. Setelah beberapa kali kita menggunakan pilihan 2D Trusses, tidak ada salahnya jika kita juga mengenal dan berlatih menggunakan pilihan Grid Only. 1. Klik menu File > New Model atau klik tombol New Model. 2. Ubah satuan menjadi. Gambar Memilih template Grid Only 3. Klik template Grid Only, sehingga muncul kotak dialog New Coordinate/Grid System

50 Modul SAP2000 v11 47 Gambar Menentukan jumlah dan jarak garis grid 4. Pastikan tab Cartesian aktif, kemudian isi bagian Number of Grid Lines dengan 9 (X direction), 1 (Y direction), dan 3 (Z direction). 5. Pada bagian Grid Spacing, ini nilai X direction dengan 2 (m), abaikan Y dan Z direction dengan 0.2 (m). Catatan: Jumlah garis grid untuk arah Y hanya 1 karena kita bekerja secara 2D sehingga dengan Y=1 berarti kita bekerja pada bidang X Y=0. Karena garis grid Y=1, berapapun jarak garis grid arah Y tidak akan berpengaruh. Perhatikan garis grid yang dibuat SAP2000 (ada 9 ke arah X dan 3 ke arah Z atas). Jarak garis grid yang paling atas seharusnya 3 m bukan 0.4 m ( ), sehingga kita perlu mengeditnya. Gambar Pilihan Edit Grid Data pada floating menu 6. Klik kanan mouse, kemudian pilih Edit Grid Data untuk menampilkan kotak dialog Coordinate/Grid System (lihat Gambar 1.12) atau klik ganda pada garis grid untuk menampilkan kotak dialig Define Grid Data (lihat Gambar 1.13).

51 48 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Gambar Tombol Modify/Show System 7. Pada kotak dialog Coordinate/Grid System, klik tombol Modify/Show System agar kita dapat mengedit koordina grid lewat kotak dialog Define Grid Data. Klik ganda di sini Gambar Model Struktur 8. Pada Bagian X Grid Data, data sudah benar, yaitu terdapat 9 grid dengan jarak masingmasing 2 m, sementara Y Grid Data tidak masalah karena hanya 1 (2D).

52 Modul SAP2000 v11 49 Gambar Mengganti ordinat Z3 9. Klik ganda nilai Ordinate X3 (0.4) dan ganti dengan 3 (m), kemudian klik tombol OK untuk menutup kotak dialog Define Grid Data. Gambar Menutup Coordinate/Grid System yang sudah diganti 10. Klik tombol OK pada kotak dialog Coordinate/Grid System, maka Z ordinat garis grid telah diganti dengan nilai yang baru. Gambar Bidang XZ dengan Z3 yang telah berubah i. Menggambar Model Struktur Berbeda dengan pilihan 2D Trusses yang kita gunakan sebelumnya, pilihan Grid Only hanya menyediakan garis grid tanpa objek/elemen struktur. Kita akan mencoba menggambar elemen struktur dengan bantuan garis grid. 1. Klik tombol Draw Frame/Cable element.

53 50 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Gambar 1.17 Menggambar 3 garis awal 2. Klik di titik 1 dan 2 kemudian akhiri dengan klik kanan. 3. Klik di titik A B C dan akhiri dengan klik kanan. 4. Klik di titik 1 7 untuk menggambar sebuah batang vertikal. ii. Menggunakan Fasilitas Replicate Gambar Tambahan sebuah garis vertikal Ada 9 buah garis tegak yang harus digambarkan, Anda dapat mengulang langkah nomor 4 sebanyak 8 kali lagi atau menggunakan fasilitas Replicate yang disediakan SAP2000. Berikut panduan menggunakan fasilitas Replicate. 1. Klik tombol Set Select Mode dan pilih batang vertikal. 2. Klik menu Edit > Replicate untuk menampilkan kotak dialog Replicate. 3. Isi nilai dx dengan 2 (m) dan nilai number dengan 8 (buah), dan klik tombol OK maka akan terbentuk 8 batang vertikal baru hasil Replicate. 2 8 Gambar Kotak dialog Replicate

54 Modul SAP2000 v11 51 Gambar Memilih objek untuk trim iii. Menggunakan Fasilitas Trim Trim digunakan untuk memotong objek yang dibatasi oleh objek yang lain. Sebagai contoh, objek batang vertical yang baru saja kita gambarkan akan kita potong sebatas garis miring yang telah ada sebelumnya. Kita bias menggunakan fasilitas trim dengan memilih objek yang akan ditrim dan bagian yang terpotong (titiknya harus aktif). 1. Gunakan crossing untuk memilih batang atas dan semua batang vertical. Jika seleksi benar, akan tampil pesan di sudut kiri bawah (8 titik paling atas kecuali yang paling tinggi dan 10 frame 2 frame atas + 8 frame vertical kecuali yang paling tinggi). Gambar Hasil Pemilihan objek untuk Trim

55 52 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 2. Kik menu Edit > Edit Lines > Trim/Extend Frames untuk menampilkan kotak dialog Trim/Extend Selected Frames. Gambar Melaksanakan Trim 3. Patikan Trim Frames aktif, kemudian klik tombol OK, maka semua batang vertical akan dipotong pada perpotongan dengan batang atas (yang terpotong yang titiknya terseleksi). Gambar Hasil Trim 4. Lengkapi gambar dengan batang diagonal menggunakan tombol Draw Frame/Cable Element. iv. Divide Frames Tiga elemen batang atas dan bawah yang digambarkan pertama kali perlu dibagi agar terjadi konekso dengan elemen batang vertical dan diagonal yang digambar belakangan. Berikut ini cara menggunakan perintah Divide Frames. 1. Tekan Ctrl+A untuk memilih semua objek batang. 2. Klik menu Edit > Edit Lines > Divide Frames untuk menampilkan kotak dialog Divide Selected Frames.

56 Modul SAP2000 v11 53 Gambar Menu dan kotak dialog Divide Frames 3. Klik pilihan Break at intersections with selected Frames and Joints dan klik tombol OK, maka sekarang terdapat 31 elemen batang penyusun model struktur truss Menambahkan Dukungan Model yang telah selesai kita gambar perlu ditambahkan dukungan sendi roll (ingat, kita menggunakan pilihan grid only). Gambar Penambahan dukungan sendi rol 1. Pilih dengan klik titik kiri bawah model yang diberi dukungan sendi. 2. Klik menu Assign > Joint > Restraints untuk menampilkan kotak dialog Joint Restraints.

57 54 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Gambar Memilih dukungan sendi iii. Menghilangkan Berat Sendiri Truss Untuk bab analisis sederhana, profil dan material nya akan kita abaikan. Namun, dalam SAP2000, sudah secara default untuk batang atau balok telah terdefinisi profil dan material nya. Hal ini tidak mengganggu dalam perhitungan analisis sederhana, tetapi berat jenis yang ikut terdefinisi di dalam nya akan memberikan berat sendiri batang. Untuk itu, sebelum dilanjutkan proses analisis struktur, akan kita nol kan dahulu berat jenis batang. 1. Periksa dahulu tipe material yang mana yang di gunakan oleh batang. Cara nya yaitu klik kanan pada balok. Akan muncul window Object Model. Perhatikan pada menu Assignment. Perhatikan dan ingat Frame Section Mana yang di gunakan. 2. Lalu, klik menu Define > Frame Section. Akan muncul window Frame Properties. Gambar window Frame Properties 3. Pilih Frame Section yang digunakan, lalu klik Modify/Show Property

58 Modul SAP2000 v11 55 Gambar window Frame Section 4. Pada window Frame Section, perhatikan material yang digunakan frame tersebut. 5. Kemudian klik menu Define > Materials. Pada window Define Material, pilih material yang digunakan. Lalu klik Modify/Show Material Gambar menghilangkan berat sendiri batang 6. Pada window Material Property Data, di kotak Weight per Unit Volume, ubah angka yang ada menjadi 0. Kemudian klik Ok. iv. Menambahkan Beban Untuk analisis sederhana struktur truss. Beban yang akan di gunakan hanya beban terpusat. 1. Klik semua joint di bagian atas.

59 56 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 2. Klik menu Assign > Joint Loads > Forces untuk menampilkan kotak dialog Joint Forces. 3. Di kotak dialog Joint Forces, pastikan DEAD aktif pada bagian Load Case Name, dan satuan (Units) gaya yang aktif kn. Gambar Beban mati 10 kgf 4. Ketik 10 pada Force Global Z dan klik tombol OK. Gambar Beban mati teraplikasi Analisis Struktur analisis. Setelah penambahan beban, maka struktur pratt truss ini telah siap untuk di 1. Klik pada tool bar. 2. Akan muncul kotak dialog Set Analysis to Run. Klik Run Now.

60 Modul SAP2000 v11 57 Gambar window Set Analysis Setelah program SAP2000 selesai menganalisis data, hasil analisis dapat dilihat dengan menggunakan fitur dalam menu Display, antara lain Show Deformed Shape untuk melihat struktur yang telah terdeformasi akibat pembebanan dan Show Forces/Stresses untuk mengetahui gaya, tegangan, dan momen pada joint maupun batang. Gambar menu Display

61 58 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 3. Jembatan 3.1 Memulai Model Jembatan 1. Pilih menu File > New Model (Ctrl + N) 2. Pilih satuan Kn, M, C 3. Pilih template Grid Only Gambar Pilih Cartesian Number of Grid Lines o X direction 11 o Y direction 2 o Z direction 2 Grid Spacing o X direction 2 o Y direction 4 o Z direction 4

62 Modul SAP2000 v Menggunakan AutoSelect Autoselect adalah fitur di dalam Sap2000 yang menyediakan sekelompok data profil Sap2000 akan memilih secara otomatis profil yang paling cocok untuk stuktur kita dari data yang ada. Klik Menu Define > Frame Sections Klik Import New Property, kemudian Double Angle Masuk ke dalam directory Sap anda ( mis: C:\Program Files (x86)\computers and Structures\SAP ) Pilih File Section.pro, Open Pilih Profil 2L2X2 Paling Atas, Scroll ke paling bawah, tekan shift, pilih profil 2L4X4 paling bawah, kemudian OK, klik Ok kembali

63 60 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Pilih Add New Property, Pilih Auto Select List Pilih Semua Profil pada List of Section, Kemudian klik Add > Beri Nama Auto1 dan Klik OK Pilih Property Auto1 dan klik OK

64 Modul SAP2000 v Menggambar Stuktur 1. Klik Jendela Sebelah kiri dan pilih bidang XY yang aktif 2. Klik Tombol agar kita bekerja di bidang X Y Z = 0 3. Klik Tombol Draw Frame/Cable Element Pilih Auto1 pada Section Menggambar garis dari titik x1 y1 ke titik x11 y1. Pilih titik x1 y1 kemudian titik x12 y1. Tekan enter Menggambar garis dari titik x1 y2 ke titik x11 y2. Pilih titik x1 y2 kemudian titik x12 y2. Tekan enter Menggambar garis dari titik x1 y1 ke titik x1 y2. Pilih titik x1 y1 kemudian titik x1 y2. Tekan enter Menggunakan Replicate Sekarang kita akan menggambar 5 buah batang melintang lainnya. Kita menggunakan fasilitas replicate : 1. Pilih batang melintang yang akan kita Replicate 2. Pilih menu Edit > Replicate (Ctrl + R) Pada dx isi 4 m ( jarak antar 4 m) Pada number pilih 5 ( replicate sebanyak 5 buah)

65 62 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Menggunakan Auto Frame Mesh Batang memanjang digambar sebagai batang yang utuh. Hal ini menyebabkan tidak adanya joint atau kaitan antara antara batang memanjang dan batang melintang yang ditengah. Kita akan memecah batang memanjang dengan fasilitas Auto Mesh. Dengan fungsi Auto Mesh batang memanjang tetap 2 tetapi dalam proses analisis dianggap sebagai beberapa batang sehingga ada koneksi antara batang memanjang dan batang melintang. 1. Klik kedua batang memanjang 2. Klik Menu Assign > Frame > Automatic Frame Mesh Klik Auto Mesh Frame Pilih at Intermediate Joints Pilih at Intersection with Other Frames, Area Edges and Solid Edges Menggambar Rangka Atas Jembatan 1. Klik tombol Select All (Ctrl + A) 2. Klik Menu Edit > Replicate Ketik 2 pada dx

66 Modul SAP2000 v11 63 Ketik 4 pada dz Ketik 1 pada number kemudian Ok Fasilitas Trim dan Extend Pada bagian ini kita akan menghapus bagian rangka atas jembatan yang keluar menggunakan fungsi Trim. 1. Klik agar kita bekerja di bidang X Y Z = 4 2. Pilih kedua batang memanjang 3. Pilih 2 batang melintang di sebelah kanan sebagai batas trim 4. Klik 2 ujung paling kanan 5. Klik Menu Edit > Edit Lines > Trim/Extend Frames 6. Pilih trim kemudian OK 7. Klik garis vertikal paling kanan kemudian tekan pada keyboard DELETE

67 64 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Menggambar Kerangka Samping 1. Klik Tombol untuk pindah ke bidang X Z 2. Pastikan ada berapa pada X Z Y = 0 3. Klik tombol Draw Frame/Cable Element 4. Pastikan Auto1 di Sections 5. Gambarkan 2 buah batang seperti gambar dibawah ini 6. Klik kedua batang yang baru saja kita gambarkan tadi 7. Klik Menu Edit > Replicate Ketik 4 pada dx Ketik 4 pada number kemudian Ok 8. Klik Intersecting Line. Kemudian tarik dari kiri ke kanan pada bagian tengah untuk memilih semua batang vertikal samping

68 Modul SAP2000 v Klik Menu Edit > Replicate Ketik 4 pada dy Ketik 1 pada number kemudian Ok Moment Release Rangka batang tidak dirancang untuk menaham momen. Di dalam Sap2000 terdapat fasilitas untuk me release sehingga model stuktur tidak menahan momen seperti halnya model truss 1. Pastikan ada berapa pada X Z Y = 0 2. Klik Prespective Toggle 3. Klik Intersecting Line. Kemudian tarik dari kiri ke kanan pada bagian tengah untuk memilih semua batang vertikal samping

69 66 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 4. Klik menu Assign > Frame > Release/Partial Fixity 5. Beri tanda cek pada kotak start dan end pada Moment 33(major) 6. Klik Tombol OK Menambahkan Plat Jembatan 1. Menambahkan Area Section Kita akan tambahkan plat pada bagian bawah jembatan Klik menu Devine > Area Section Pada Select Section Type to Add pilih Shell Klik Add New Section Ganti Section Name menjadi Deck Type Shell Thin Material 4000Psi (Beton) Pada Thickness, ketik 0.15 (15cm) untuk mebrane dan bending Klik OK dan OK lagi

70 Modul SAP2000 v Menggambar Area Objek Pastikan anda di bidang X Y Z = 0 Klik tombol Draw Poly Area Pastikan pada Section terpilih Deck Klik ke 4 titik Sudut dari jembatan yang akan kita beri deck Klik tombol Set Display Option dan cek pada Fill Objek agar deck yang baru saja kita buat dapat terlihat

71 68 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 3. Divide Area Objek Karena area plat digambarkan sebagai objek, maka plat tersebut harus di divide. Divide mirip dengan mesh yang kita lakukan sebelumnya. Hanya saja divide menyebabkan adanya objek baru ( Pada kasus ini akan ada 5 objek baru) Pastikan anda di bidang X Y Z = 0 Select semua objek yang ada di bidang tersebut. Perhatikan pesan di sisi kiri bawah. Klik menu Edit > Edit Area > Divide Areas. Klik Divide Area Using Cookie Cut Based On Selected Point Objects Klik OK 4. Menambah Tumpuan

72 Modul SAP2000 v11 69 Pastikan anda di bidang X Y Z = 0 Klik Titik X1 Y1 dan dan X1 Y2 Klik Menu Assign > Joint > Restraints Klik (Sendi) pada Fast Restraints, OK Klik Titik X11 Y1 dan X11 Y2 Klik Menu Assign > Joint > Restraints Klik (Roll) pada Fast Restraints, OK 3.3 Pembebanan 1. Pastikan anda di bidang X Y Z = 0 2. Klik Menu Define > Load Cases Ketik LL pada load name Pilih Live pada type Cek nilai Self Weigt Multiplier = 0 Klik add new load Klik OK 3. Pilih dan Klik ke 5 Area / Plat 4. Klik Menu Assign > Area Loads > Uniform (Shell) Pastikan Dead pada Load Case Name Ketik 1.5 Kn/m 2 pada load Pastikan direction Gravity Klik OK

73 70 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 5. Klik tombol Get Previous Selection untuk memilih objek sebelumnya 6. Klik Menu Assign > Area Loads > Uniform (Shell) Pastikan LL pada Load Case Name Ketik 15 Kn/m 2 pada load Pastikan direction Gravity Klik OK 3.4 Assign Area Stiffness Modifiers Kita akan memberikan perintah yang mampu mencegah membran properties dari objek area berlaku sebagai sayap dari batang yang memanjang. 1. Klik tombol Get Previous Selection untuk memilih objek sebelumnya 2. Klik menu Assign > Area > Area Stiffness Modifiers Ketik 0 pada membran f11 dan f22

74 Modul SAP2000 v Analisis Stuktur Jembatan 1. Klik Run Analysis untuk menampilkan kotak Set Analysis Cases to Run Klik Modal Klik tombol Run/ Do Not Run Case Periksa untuk Case Dead dan LL pada kondisi run pada kotak Action Klik tombol Run Now 2. Periksa pesan yang tampil. Seharusnya tidak ada error 3. Klik tombol Set X Z View 4. Klik menu Display > Show Forces/Stresses > Frames/Cables Pilih Case/Combo Name Dead Pilih Axial Force pada kotak component Pilih Show Values on Diagram pada kotak Options, kemudian OK

75 72 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 5. Klik kanan pada batang atas. Akan ditampilkan detil dari batang yang bersangkutan

76 Modul SAP2000 v11 73 Mengetahui Nilai Lendutan 1. Aktif pada jendela Deformed Shape 2. Pindahkan pointer pada salah satu joint (akan ditampilkan nilai perpindahannya) 3. Klik kanan pada joint tersebut untuk menampilkan dalam bentuk tabel 3.6 Desain Stuktur Jembatan 1. Klik menu Design > Steel Frame Design > Start Design/Check of Structur untuk memulai proses design 2. Klik menu Design > Steel Frame Design > Veritify Analysis Vs Design Stuctur Akan ditampilkan adanya batang yang tidak sesuai Klik no 3. Lakukan Proses analisis dan desain beberapa kali sampai didapat profil yang digunakan untuk proses dan analisis sama semua 4. Kita bisa melihat perbandingan tegangan yang bekerja di setiap batang yang ditampilkan secara grafis oleh Sap2000 Ternyata masih ada beberapa elemen batang yang masih berwarna merah ( rasio lebih dari 1)

77 74 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 5. Setelah profil yang digunakan untuk analisis dan design sudah sama klik menu Design > Steel Frame Design > Veritify All Member Passed. Akan ditampilkan batang yang belum memenuhi syarat. Ada 6 batang yang tidak memenuhi syarat. Yaitu batang paling batang atas dan kerangka paling luar. Langkah yang dapat dilakukan: 1. Memperkecil jarak antar Grid 2. Mengurangi beban yang bekerja 3. Menambah profil yang lebih besar pada proses design

78 Modul SAP2000 v Rangka Atap Baja Pada bab ini, kita akan berlatih dengan model Pratt truss. Selain melalui template 2D Truss, kita juga akan berlatih menggambar menggunakan Grid Only. Model struktur Pratt Truss 4.1 Memodelkan Struktur Kita akan memodelkan struktur menggunakan template 2D Truss dan memilih Vertical Truss. 1. Ubah satuan menjadi. 2. Klik menu File > New Model atau klik tombol New Model Menggunakan Template 2D Trusses Memilih template 2D Trusses

79 76 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 1. Klik template 2D Trusses, sehingga muncul kotak dialog 2D Trusses. Memilih tipe Pratt Truss dan menentukan dimensinya 2. Pilih Pratt Truss pada bagian 2D Truss Type. 3. Pada bagian Pratt Truss Dimension, Ketik 6 untuk Span Length, L1 dengan Num of Division, N1=3. Span Length, L2=10 dengan Num of Division, N2=5 sementara H1, H2, dan H3 masing masing 0.2, 3 dan Klik tombol OK, maka SAP2000 akan menampilkan model dalam 2 jendela (3D View/jendela 3D dan jendela 2D X Z Y=0). Dalam hal ini, hanya ada satu bidang X Z karena kita bekerja secara 2D. Jendela 3D dan 2D

80 Modul SAP2000 v11 77 Pratt Truss dari template Menghapus elemen di sebelah kiri Menghapus elemen di sebelah kanan Pratt Truss setelah modifikasi model struktur Menggunakan Template Grid Only Kadang kadang, lebih mudah menggunakan pilihan lain selain 2D Trusses. Setelah beberapa kali kita menggunakan pilihan 2D Trusses, tidak ada salahnya jika kita juga mengenal dan berlatih menggunakan pilihan Grid Only. 1. Klik menu File > New Model atau klik tombol New Model. 2. Ubah satuan menjadi.

81 78 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Gambar 1.9 Memilih template Grid Only 3. Klik template Grid Only, sehingga muncul kotak dialog New Coordinate/Grid System Gambar 1.10 Menentukan jumlah dan jarak garis grid 4. Pastikan tab Cartesian aktif, kemudian isi bagian Number of Grid Lines dengan 9 (X direction), 1 (Y direction), dan 3 (Z direction). 5. Pada bagian Grid Spacing, ini nilai X direction dengan 2 (m), abaikan Y dan Z direction dengan 0.2 (m).

82 Modul SAP2000 v11 79 Catatan: Jumlah garis grid untuk arah Y hanya 1 karena kita bekerja secara 2D sehingga dengan Y=1 berarti kita bekerja pada bidang X Y=0. Karena garis grid Y=1, berapapun jarak garis grid arah Y tidak akan berpengaruh. Perhatikan garis grid yang dibuat SAP2000 (ada 9 ke arah X dan 3 ke arah Z atas). Jarak garis grid yang paling atas seharusnya 3 m bukan 0.4 m ( ), sehingga kita perlu mengeditnya. Gambar 1.11 Pilihan Edit Grid Data pada floating menu 6. Klik kanan mouse, kemudian pilih Edit Grid Data untuk menampilkan kotak dialog Coordinate/Grid System (lihat Gambar 1.12) atau klik ganda pada garis grid untuk menampilkan kotak dialig Define Grid Data (lihat Gambar 1.13). Gambar 1.12 Tombol Modify/Show System 7. Pada kotak dialog Coordinate/Grid System, klik tombol Modify/Show System agar kita dapat mengedit koordina grid lewat kotak dialog Define Grid Data.

83 80 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Klik ganda di sini Gambar 1.13 Model Struktur 8. Pada Bagian X Grid Data, data sudah benar, yaitu terdapat 9 grid dengan jarak masingmasing 2 m, sementara Y Grid Data tidak masalah karena hanya 1 (2D). Gambar 1.14 Mengganti ordinat Z3 9. Klik ganda nilai Ordinate X3 (0.4) dan ganti dengan 3 (m), kemudian klik tombol OK untuk menutup kotak dialog Define Grid Data. Gambar 1.15 Menutup Coordinate/Grid System yang sudah diganti

84 Modul SAP2000 v Klik tombol OK pada kotak dialog Coordinate/Grid System, maka Z ordinat garis grid telah diganti dengan nilai yang baru Menggambar Model Struktur Bidang XZ dengan Z3 yang telah berubah Berbeda dengan pilihan 2D Trusses yang kita gunakan sebelumnya, pilihan Grid Only hanya menyediakan garis grid tanpa objek/elemen struktur. Kita akan mencoba menggambar elemen struktur dengan bantuan garis grid. 1. Klik tombol Draw Frame/Cable element. Menggambar 3 garis awal 2. Klik di titik 1 dan 2 kemudian akhiri dengan klik kanan. 3. Klik di titik A B C dan akhiri dengan klik kanan. 4. Klik di titik 1 7 untuk menggambar sebuah batang vertikal. Tambahan sebuah garis vertikal

85 82 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Menggunakan Fasilitas Replicate Ada 9 buah garis tegak yang harus digambarkan, Anda dapat mengulang langkah nomor 4 sebanyak 8 kali lagi atau menggunakan fasilitas Replicate yang disediakan SAP2000. Berikut panduan menggunakan fasilitas Replicate. 1. Klik tombol Set Select Mode dan pilih batang vertikal. 2. Klik menu Edit > Replicate untuk menampilkan kotak dialog Replicate. 3. Isi nilai dx dengan 2 (m) dan nilai number dengan 8 (buah), dan klik tombol OK maka akan terbentuk 8 batang vertikal baru hasil Replicate. 2 8 Gambar 1.19 Kotak dialog Replicate Menggunakan Fasilitas Trim Memilih objek untuk trim Trim digunakan untuk memotong objek yang dibatasi oleh objek yang lain. Sebagai contoh, objek batang vertical yang baru saja kita gambarkan akan kita potong sebatas garis miring yang

86 Modul SAP2000 v11 83 telah ada sebelumnya. Kita bias menggunakan fasilitas trim dengan memilih objek yang akan ditrim dan bagian yang terpotong (titiknya harus aktif). 1. Gunakan crossing untuk memilih batang atas dan semua batang vertical. Jika seleksi benar, akan tampil pesan di sudut kiri bawah (8 titik paling atas kecuali yang paling tinggi dan 10 frame 2 frame atas + 8 frame vertical kecuali yang paling tinggi). Hasil Pemilihan objek untuk Trim 2. Kik menu Edit > Edit Lines > Trim/Extend Frames untuk menampilkan kotak dialog Trim/Extend Selected Frames. Melaksanakan Trim 3. Patikan Trim Frames aktif, kemudian klik tombol OK, maka semua batang vertical akan dipotong pada perpotongan dengan batang atas (yang terpotong yang titiknya terseleksi). Hasil Trim 4. Lengkapi gambar dengan batang diagonal menggunakan tombol Draw Frame/Cable Element.

87 84 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Divide Frames Tiga elemen batang atas dan bawah yang digambarkan pertama kali perlu dibagi agar terjadi konekso dengan elemen batang vertical dan diagonal yang digambar belakangan. Berikut ini cara menggunakan perintah Divide Frames. 1. Tekan Ctrl+A untuk memilih semua objek batang. 2. Klik menu Edit > Edit Lines > Divide Frames untuk menampilkan kotak dialog Divide Selected Frames. Menu dan kotak dialog Divide Frames 3. Klik pilihan Break at intersections with selected Frames and Joints dan klik tombol OK, maka sekarang terdapat 31 elemen batang penyusun model struktur truss. 4.2 Memilih Profil Untuk kemudahan dan menghindari kesalahan pemasangan (tertukar), dalam praktek, luasan profil bisa disamakan atau paling tidak dibuat tidak terlalu banyak macamnya, Untuk keperluan belajar, berikut diberikan alternatif yang cukup banyak untuk dipilih (cukup 1 3 macam).

88 Modul SAP2000 v Mendefinisikan Dimensi Penampang Profil Salah satu kelebihan SAP2000 adalah kemampuannya untuk memilih profil yang paling efisien dengan auto select nya. Misalnya tersedia plat setebal 8 mm untuk menyambung dobel siku dan 9 macam profil dengan data sebagai berikut. Nama Profil t3 t2 tf=tw dist Daftar ukuran penampang profil Sebelum masuk pada tahap pendefinisian dimensi penampang, perlu kita definisikan terlebih dahulu material struktur yang akan kita pakai. 1. Klik menu Define > Materials lalu pilih Add New Material atau Modify/Show Material untuk menampilkan kotak dialog Material Property Data. 2. Pada bagian Material Name ketikkan nama material yang diinginkan (di sini kita akan menggunakan baja, sehingga ketikkan STEEL ), lalu pilih Steel pada Material Type. 3. Kemudia atur karakteristik bahan yang digunakan, misalnya berat jenis dan modulus elastisitas baja. 4. Klik tombol OK untuk kembali ke kotak dialog Define Material, lalu klik OK lagi untuk menyelesaikan pendefinisian material. Contoh pendefinisian dimensi penampang: Ubah satuan di sudut kanan bawah menjadi agar satuan panjang berubah menjadi mm. 1. Klik menu Define > Frame Sections untuk menampilkan kotak dialog Frames Properties.

89 86 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 2. Untuk mendefinisikan penampang dobel siku, klik Add New Property lalu pilih Double Angle, pastikan STEEL aktif pada bagian Frame Section Property Type. Memilih Double Angle

90 Modul SAP2000 v Pada kotak Double Angle Section, ketik pada Section Name untuk nama profil Pastikan STEEL aktif pada bagian Material. Nama dan ukuran profil Pada bagian Dimension, ketik t3=45 mm tinggi profil, t2=98 (2x45+8) 2 tinggi profil + tebal plat, tf=5 tebal profil, tw=5 tebal profil, dis=8 tebal plat. 6. Klik tombol OK, maka profil telah masuk dalam daftar. 7. Setelah selesai dengan satu profil, kita dapat gunakan tombol Add Copy of Property untuk profil berikutnya. 8. Pastikan terpilih/tersorot, kemudian klik tombol Add Copy of Property untuk menampilkan kotak dialolg Double Angle Sections. 9. Ketik nama dan dimensi profil sesuai dengan tersedianya bahan seperti terlihat pada table yang ada.

91 88 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Add Copy of Property untuk profil sejenis Profil dan

92 Modul SAP2000 v Membuat Kelompok Auto Select Setelah kita mendefinisikan 9 macam profil, kita akan mendefinisikan AutoSelect yang terdiri atas 9 profil yang ada. 1. Dari kotak dialog Frames Properties, klik Add New Property lalu pilih Auto Select List untuk menampilkan kotak dialog Auto Selection Sections. Memilih Auto Select List 2. Pada kotak dialog Auto Selection Sections, ketik PRATT pada bagian Auto Selection Name. 3. Gulung scroll vertical dan klik pada List of Sections di sebelah kiri. 4. Tekan tombol SHIFT di keyboard, dan klik atau item terakhir dari daftar. 5. Klik tombol maka daftar yang tersorot di sebelah kiri (List of Sections) akan berpindah ke sebelah kanan (Auto Selections). Proses Auto Selections (kiri) dan hasilnya (kanan)

93 90 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 6. Klik tombol OK, maka PRATT akan masuk dalam daftar pada kotak dialog Frame Properties. Daftar Auto Selection (PRATT) Mengaplikasikan Data Profil ke Model Struktur Setelah kelompok data ditetapkan, kita harus mengaplikasikan ke model struktur agar SAP2000 dapat memproses sesuai dengan data yang kita tetapkan. 1. Tekan tombol Ctrl+A di keyboard, atau klik tombol Select All di kiri layar. 2. Klik menu Assign > Frames > Frame Sections untuk menampilkan kotak dialog Frame Properties. 3. Pada kotak dialog Frame Properties, pilih PRATT, kemudian klik tombol OK, maka di layar akan ditampilkan model struktur dengan profil PRATT. Memilih PRATT untuk ditampilkan

94 Modul SAP2000 v11 91 Daftar penampang teraplikasi Catatan: PRATT terdiri atas 9 profil yang akan dipilih oleh SAP2000 pada saat desain struktur. Tombol Remove di kotak Auto Selection Sections berguna untuk menghapus data tersorot (pindah ke sebelah kiri) Menambahkan Dukungan Model yang telah selesai kita gambar perlu ditambahkan dukungan sendi roll (ingat, kita menggunakan pilihan grid only). Penambahan dukungan sendi rol 1. Pilih dengan klik titik kiri bawah model yang diberi dukungan sendi. 2. Klik menu Assign > Joint > Restraints untuk menampilkan kotak dialog Joint Restraints.

95 92 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Gambar 1.36 Memilih dukungan sendi 4.3 Menambahkan Beban Beban yang bekerja pada model struktur 2D Truss ini adalah beban titik uang terdiri atas beban mati dan beban hidup atau beban manfaat. Nilai beban yang bekerja pada struktur sangat mempengaruhi proses analisis dan desain struktur sehingga perlu diperhitungkan dengan cermat. Sekadar contoh latihan, model struktur akan diberi beban pada 3 titik, masing masing beban mati 1 ton/titik dan beban hidup 2 ton/titik Mendefinisikan Macam Beban (Load Case) Ada 3 macam beban yang akan kita definisikan, yaitu beban mati termasuk beban sendiri, beban hidup, dan beban angin (tekan/hisap). 1. Klik menu Define > Load Cases untuk menampilkan kotak dialog Define Loads. 2. Pada kotak Define Loads, klik pada Load Name, kemudian ketik HIDUP. Pilih LIVE pada type dan klik tombol Add New Load agar type LIVE ditambahkan di daftar. 3. Klik pada Load Name, kemudian ketik ANGIN_KI (angin dari kiri). Pilih WIND pada type dan klik tombol Add New Load agar type WIND ditambahkan di daftar. 4. Lakukan seperti nomor 3 dengan nama beban ANGIN_KA (angin dari kanan). 5. Setelah didapat 4 macam beban pada kotak dialog Define Load, klik tombol OK.

96 Modul SAP2000 v11 93 Menambahkan beban hidup Daftar beban terdefinisi (DEAD dan HIDUP) Tambahan beban angin

97 94 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Mendefinisikan Kombinasi Beban Rencana SAP2000 menyediakan bermacam kode desain yang dipakai oleh beberapa negara. Di Indonesia, kita menggunakan SNI Karena kode ini tidak dicantumkan di SAP2000, maka kita akan menggunakan kode yang paling dekat dengan kode tersebut, yaitu LRFD AISC93. Kita dapat mendefinisikan kombinasi beban sesuai dengan peraturan untuk konstruksi baja di Negara kita atau menggunakan kombinasi beban default yang diberikan SAP sesuai dengan kode desain yang kita pilih (dalam hal ini LRFD AISC93). Kombinasi beban yang digunakan oleh kode LRFD AISC93 adalah: 1.4 DL (dead load/beban mati) 1.2 DL LL (live load/beban hidup) 1.2 DL LL WL (wind load/beban angin) 0.9 DL WL Jika bentuk model struktur simetris, maka keempat macam kombinasi beban tersebut didefinisikan secara default menjadi 6 kombinasi beban dengan nama DSTL1 hingga DSTL6 sebagai berikut: DSTL1 = 1.4 DL. DSTL2 = 1.2 DL LL. DSTL3 = 1.2 DL LL WL. DSTL4 = 1.2 DL LL 1.3 WL. DSTL5 = 0.9 DL WL. DSTL6 = 0.9 DL 1.3 WL. Karena model struktur tidak simetris, maka gaya akibat angina akan dibagi menjadi 2, yaitu tekan kiri+hisap kanan dan tekan kana+hisap kiri sehingga terdapat tambahan 4 macam beban kombinasi (WL ada 2 macam).

98 Modul SAP2000 v11 95 Mendefinisikan kombinasi beban rencana Menghitung Beban yang Bekerja Misalnya model struktur Pratt Truss yang sedang kita kerjakan direncanakan untuk kuda kuda. Kuda kuda atap menerima 3 macam beban dasar berupa beban mati, beban hidup, dan beban angin berikut ini. 1. Bagian atas kuda kuda (miring) Bagian atas kuda kuda atap menerima beban mati dan hidup searah dengan gravitasi bumi atau Z. Beban mati berasal daripenutup genteng, gording, dan reng, sedang beban hidup berasal dari beban manusia atau air hujan. Selain beban mati dan beban hidup, bagian atas kuda kuda juga menerima beban angina dengan arah tegak lurus bidang miring atap dengan kombinasi tekan kiri + hisap kanan atau sebaliknya ( tekan kanan + hisap kiri ).

99 96 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 2. Bagian bawah kuda kuda (mendatar) Bagian bawah atap hanya menerima beban mati dan hidup searah dengan gravitasi bumi atau Z. Beban mati berasal dari berat langit langit dan penggantungnya. Beban hidup bisa berupa beban manusia atau barang lainnya. Besar Beban: Beban Mati Bagian atas : Genteng termasuk reng dan usuk: 50kg/m 2. ( 6m x 2.2m x 50kg/m 2 = 660 kg ) + gording 700 kg. Bagian bawah : Langit langit termasuk rangka dan penggantungnya. Beban Hidup ( ) kg/m 2 = 6 x 2 x kg. Sebesar 100 kg pada tiap titik joint Aplikasi Beban Mati dan Hidup pada SAP2000 A. Bagian Atas 1. Ubah satuan di sudut kanan bawah menjadi. 2. Klik semua joint di bagian atas. 3. Klik menu Assign > Joint Loads > Forces untuk menampilkan kotak dialog Joint Forces. 4. Di kotak dialog Joint Forces, pastikan DEAD aktif pada bagian Load Case Name, dan satuan (Units) gaya yang aktif kgf. Beban mati 700 kgf

100 Modul SAP2000 v Ketik 700 pada Force Global Z dan klik tombol OK. Beban mati teraplikasi 6. Klik tombol Get Previous Selection untuk kembali memilih titik bagian atas. 7. Klik menu Assign > Joint Loads > Forces. 8. Pilih HIDUP, kemudian ketik 100 pada Force Global Z dan klik tombol OK. Beban Hidup 100 kgf Beban hidup teraplikasi

101 98 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Catatan: Add to existing loads: Tambahkan ke beban yang sudah pernah ada. Replace existing loads: Timpa data beban sebelumnya. Delete existing loads: Hapus data beban yang ada. B. Bagian Bawah 1. Pilih semua titik di bawah. 2. Klik menu Assign > Joint Loads > Forces. 3. Ketik 100 pada Force Globe Z. 4. Klik tombol Get Previous Selection untuk memilih kembali objek yang dipilih sebelumnya. 5. Klik menu Assign > Joint Loads > Forces. Beban hidup untuk bagian bawah Beban hidup teraplikasi (atas bawah)

102 Modul SAP2000 v11 99 Gambar 1.47 Beban DEAD bagian bawah 6. Pilih DEAD, kemudian ketik 220 pada Force Global Z dan klik tombol OK. Beban DEAD teraplikasi Aplikasi Beban Angin pada SAP2000 Dihitung 25 kg/m 2 (Pasal 4.2. PPI 83) Koefisien α tergantung kemiringan (pasal 4.3. PPI 83) Tg α = 3/6 α = Tg α = 3/10 α = Tekan kiri: koef. = 0.02 x = Tekan kanan: koef. = 0.02 x = 0.06 Hisap: koef. = 0.44

103 100 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Beban angin tekan ki: x 6 x 25 = kg/m 1. Beban angin tekan ka: x 6 x 25 = 8.46 kg/m 1. Beban angin hisap: 0.4 x 6 x 25 = 60 kg/m 1. A. Angin Tekan Kiri + Hisap Kanan Tekan kiri 1. Pilih semua objek atas sebelah kiri kemudian klik menu Assign > Frame Loads > Distributed untuk menampilkan kotak dialog Frame Distributed Loads. 2. Pada kotak dialog Frame Distributed Loads, pilih ANGIN_KI (angin dari kiri) pada bagian Load Case Name dan pastikan Units dalam kgf, m, C. 3. Pada bagian Load Type and Direction, pilih Forces dengan Coord System = Local dan Direction = Perhatikan bagian Uniform Load. Ketik untuk Load dan klik tombol OK, maka beban angin, merata searah sumbu lokal 2 sebesar kg/m 1 akan ditambahkan. Gambar 1.49 Mengaplikasikan beban angina

104 Modul SAP2000 v Beban angin tekan kiri Hisap Kanan 5. Pilih semua objek atas sebelah kanan kemudian klik menu Assign > Frame Loads > Distributed. 6. Pastikan parameter ANGIN_KI, (kgf, m, C), sumbu lokal 2 masih aktif dan ketik 60 untuk Load di bagian Uniform Load. Gambar 1.51 Mengaplikasikan beban angin hisap kanan 7. Klik tombol OK, maka angin hisap kanan sebesar 60 kg/m 1 akan ditambahkan.

105 102 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Aplikasi beban angin (tekan kiri+hisap kanan) B. Angin Tekan Kanan + Hisap Kiri 1. Lakukan hal yang sama dengan Tekan kiri + hisap kanan. Kali ini angin tekan dari kanan dan angin hisap di kiri (definisikan dulu angin kanan). 4.4 Memeriksa Input Data Aplikasi beban angin dari kanan (tekan kanan+hisap kiri) Hasil analisis, sangat tergantung pada ketepada kita dalam menginput data. Semakin kompleks model struktur dan/atau pembebanan yang bekerja pada model, maka semakin besar pula kemungkinan kita salah memasukkan data. Untuk menghindari kemungkinan salah input data, ada baiknya input data yang telah dilakukan diperiksa lagi Memeriksa Beban Mati (Terpusat) Memeriksa beban mati terpusat 1. Klik menu Display > Show Load Assigns > Joint untuk menampilkan kitak dialog Show Joint Loads.

106 Modul SAP2000 v Pilih DEAD dan klik tombol OK untuk menampilkan gambar diagram beban terpusat akibat beban mati. Diagram beban mati terpusat Memeriksa Beban Hidup (Terpusat) Memeriksa beban hidup terpusat 1. Klik menu Display > Show Load Assigns > Joint untuk menampilkan kotak dialog Show Joint Loads. 2. Pilih HIDUP dan klik tombol OK untuk menampilkan diagram beban terpusat akibat beban hidup. Diagram beban hidup terpusat

107 104 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Memeriksa Beban Angin dari Kiri Memeriksa beban angina kiri 1. Klik menu Display > Show Load Assigns > Frame/Cable/Tendon untuk menampilkan kotak dialog Show Frame Loads. 2. Pilih ANGIN dan klik tombol OK untuk menampilkan gambar diagram beban merata akibat beban angin dari kiri. Diagram beban angin kiri (tekan kiri+hisap kanan) Memeriksa Beban Angin dari Kanan Memeriksa beban angin kanan

108 Modul SAP2000 v Klik menu Display > Show Load Assigns > Frame/Cable/Tendon untuk menampilkan kotak dialog Show Frame Loads. 2. Pilih ANGIN_KA dan klik tombol OK untuk menampilkan gambar diagram beban merata akibat beban angin dari kanan. Diagram beban angin kanan (tekan kanan+hisap kiri) 4.5 Analisis Struktur Proses analisis adalah proses untuk mengetahui gaya dalam, seperti momen, normal, geser, dan lain lain, serta lendutan yang timbul. 1. Klik menu Analyze > Set Analysis Options untuk menampilkan kotak dialog Analysis Options. 2. Pilih dengan klik Plane Frame XZ Plane (2D pada bidang XZ) dan hilangkan tanda cek pada. 3. Klik tombol OK untuk menutup kotak dialog Analysis Options. Gambar 1.62 Memilih Plane Frame XZ Plane

109 106 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 4. Klik menu Analyze > Run Analysis atau klik tombol Run Analysis atau tekan tombol F5 untuk menampilkan kotak dialog Set Analysis to Run. 5. Klik MODAL agar disorot, kemudian klik tombol Run/Do Not Run Case, sehingga Action Run diubah menjadi Do Not Run. Gambar 1.63 Memilih modal untuk dinonaktifkan 6. Klik tombol Run Now dan simpan file dengan nama Pratt. Gambar 1.64 Memulai proses analisis 7. Klik tombol Save maka SAP2000 akan memulai proses analisis. Tunggu sebentar, proses analisis sedang berlangsung. 8. Setelah proses analisis selesai dan muncul pesan Analysis Complete, periksa pesan yang muncul, apakah ada pesan kesalahan. 9. Jika sudah selesai diperiksa, klik tombol OK, maka SAP2000 akan menampilkan bentuk terdeformasi struktur. 10. Ubah satuan panjang menjadi mm dan tempatkan pointer pada joint dengan deformasi yang paling besar untuk melihat nilai deformasinya.

110 Modul SAP2000 v Analysis Monitor Struktur terdeformasi dan lendutan yang ditimbulkan Ternyata deformasi struktur yang timbul akibat analisis struktur sangat tidak ideal (pemahaman ideal/tidak hanya bisa dilakukan jika Anda punya dasar yang cukup mengenai ilmu teknik). Karena model tidak ideal, kita perlu mengubah model yang ada. 1. Gunakan crossing untuk memilih 2 elemen batang di kiri atas seperti gambar a dan tekan tombol Delete di keyboard sehingga elemen terpilih terhapus (b). 2. Lakukan hal yang sama untuk elemen batang di kanan atas. 3. Klik tombol Draw Frame/Cable Element dan pastikan PRATT aktif pada bagian Section di kotak dialog Properties of Object.

111 108 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Menghapus elemen struktur kiri Menghapus elemen struktur kanan Memilih Section PRATT 4. Gambarkan sebuah elemen batang untuk mengganti 2 elemen batang yang terhapus (di kiri dan di kanan), sehingga model struktur berubah seperti tampil di gambar contoh. Model struktur yang baru 5. Lakukan analisis ulang dan perhatikan hasilnya (deformasi struktur lebih ideal dan lendutan jauh berkurang).

112 Modul SAP2000 v Bentuk deformasi yang baru Menampilkan Hasil Analisis Bentuk terdeformasi tentunya merupakan salah satu hasil analisis yang berguna, antara lain mengetahui lendutan maksimum akibat beban untuk dibandingkan dengan lendutan izinnya. Hasil analisis yang lain, misalnya reaksi perletakan dan tegangan yang bekerja pada elemen model struktur. A. Deformasi Akibat Beban Angin 1. Tekan tombol F6 untuk menampilkan kotak dialog Deformed Shape dan pilih ANGIN untuk menampilkan bentuk terdeformasi akibat beban angina (tekan kiri + hisap kanan). Memilih deformasi akibat angin (dari kiri)

113 110 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Deformasi akibat angin kiri 2. Tampilkan juga bentuk terdeformasi akibat angin dari arah kanan (tekan kanan + hisap kiri). Deformasi akibat angin kanan B. Reaksi Perletakan Gambar 1.75 Menampilkan kotak dialog Joint Reaction Forces 1. Klik menu Display > Show Forces/Stresses > Joints atau klik segitiga drop down kecil pada tombol Show Forces/Stresses dan pilih Joints untuk menampilkan kotak dialog Joint Reaction Forces.

114 Modul SAP2000 v Memilih beban kombinasi DSTL1 2. Pilih jenis pembebanan (Case/Combo Name) di bagian Case/Combo. 3. Aktifkan tande cek pada kotak Show as Arrows jika menghendaki arah panah reaksi perletakan ditampilkan. 4. Klik tombol OK untuk menampilkan reaksi perletakan. C. Diagram Tegangan Reaksi perletakan akibat kombinasi beban DSTL1 Diagram tegangan diperlukan untuk mengetahui tegangan setelah proses analisis. Untuk menampilkan diagram tegangan, ikuti langkah berikut. Menampilkan kotak dialog Member Forces Diagram for Frames

115 112 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 1. Klik menu Display Show Forces/Stresses > Frame/Cables atau klik segitiga drop down di kanan tombol Show Forces/Stresses dan klik Frame/Cables untuk menampilkan kotak dialog Member Forces Diagram for Frames. Gambar 1.79 Memilih Axial Force akibat DSTL1 2. Klik Axial Force untuk menampilkan gaya aksial. 3. Gunakan skala otomatis yang disediakan SAP2000 pada scaling. 4. Perhatikan bagian Options. Beri tanda cek pada Fill Diagram agar diagram yang ditampilkan memiliki bentuk isian (merah/kuning). 5. Klik tombol OK untuk menampilkan diagram. 6. Perhatikan diagram yang ditampilkan. Merah adalah gaya tekan dan kuning adalah gaya tarik. Diagram gaya aksial akibat kombinasi beban DSTL1 7. Klik tombol Show Forces/Stresses dan hilangkan tanda cek pada Fill Diagram dan beri tanda cek pada kotak Show Values on Diagram (ulangi langkah 2 5 sebelumnya).

116 Modul SAP2000 v Memilih Show Values in Diagram 8. Klik tombol OK untuk menampilkan diagram beserta nilainya. Diagram gaya aksial beserta nilainya 4.6 Desain Struktur Dalam mendesai struktur, selalu didasrkan pada beban rencana. Beban rencana dalam kasus ini ada 10 DSTL1 hingga DSTL10. SAP2000 akan menghitung semua jenis beban dan menawarkan profil yang paling ekonomis akibat beban yang paling kritis. Di samping jumlah beban yang beragam, pilihan jenis profil pun juga beragam (AutoSelect) sehingga kita akan melakukan proses analisis beberapa kali sampai profil yang digunakan untuk proses analisis dan proses desain adalah profil yang sama. 1. Klik menu Design > Steel Frame Design > Start Design/Check of Structure. Hasil desain awal

117 114 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 2. SAP2000 akan melakukan proses desain dan menampilkan penampang profil terpilih beserta kisaran diagram tegangan yang timbul (ditampilkan dalam warna berbeda dan tidak boleh ada yang merah/ >1). 3. Klik menu Design > Steel Frame Design > Verify Analysis vs Design Section untuk memeriksa apakah profil yang digunakan untuk proses analisis dan desain sudah sesuai. Ternyata masih ada profil yang berbeda dalam proses analisis dan proses desain. Informasi kesesuaian section untuk analisis dan desain 4. Lakukan proses analisis (Run Analysis) dan proses Desain (Design > Steel Frame Design > Start Design/Check of Structure). 5. Periksa kembali menggunakan menu Design > Steel Frame Design > Verify Analysis vs Design Section setiap kali selesai melakukan proses analisis dan desain. Section untuk analisis dan desain sudah sesuai 6. Lakukan proses tersebut beberapa kali hingga muncul pesan Profil yang digunakan untuk proses analisis dan desain sudah sesuai seperti gambar di atas. 7. Klik menu Design > Steel Frame Design > Verify All Member Passed untuk memeriksa apakah ada elemen struktur yang tidak memenuhi syarat.

118 Modul SAP2000 v Pemeriksaan section yang memenuhi syarat 8. Ternyata masih ada 2 profil yang tidak memenuhi syarat. Klik tombol Yes untuk menampilkan 2 profil yang tidak memenuhi syarat tersebut. 9. Klik kanan dan pilih Show Selection Only untuk menampilkan profil yang tidak memenuhi syarat tersebut. `Diagram penampang yang tidak memenuhi syarat 10. Klik kanan dan pilih Show All untuk kembali menampilkan semua elemen struktur. 11. Lakukan perbaikan seperlunya, karena hasil dari praktek yang Anda lakukan sangat mungkin tidak persis sama dengan yang disajikan di buku. Kemampuan Anda melakukan judgement yang didasai pemahaman teknis menjadi sangat menentukan. Penulis tidak bertanggung jawab jika Anda melakukan kesalahan dalam mengaplikasikan program SAP2000 untuk pekerjaan Anda.

119 116 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 5. Konstruksi Beton 3D 5.1 Model Ruko Satu Petak Pada umumnya, ruko terdiri atas beberapa petak dengan bentuk yang seragam. Dari sudut pandang struktur konstruksi, apakah ada perbedaan desain struktur pada ruko yang hanya terdiri atas satu petak dengan ruko banyak petak? Kita akan pelajari bersama. Sebelumnya, mari kita ubah satuan yang digunakan dengan satuan yang lebih umum digunakan di Indonesia dan menggambarkan modelnya Gambar model stuktur 1. Ubah satuan menjadi. 2. Klik menu File > New Model atau klik tombol New Model atau Ctrl + N untuk membuat model baru. 3. Pada bagian Select Template, pilih 3D Frames, sehingga ditampilkan jendela 3D Frames 4. Pastikan Open Frame Building terpilih, kemudian, isikan data pada Open Frame Building Dimension dengan data berikut: Number of Stories (jumlah tingkat) = 4 (bh), Story Height (tinggi tingkat) = 3 (m), Number of Bays, X (jumlah bentang arah X) = 1 (bh), Bay Width, X (lebar bentang arah X) = 5 (m), Number of Bays, Y (lebar bentang arah Y) = 4 (bh), dan Bay Width, Y (lebar bentang arah Y) = a (m) Menentukan section properties Kolom

120 Modul SAP2000 v Properties adalah sifat sifat yang melekat pada objek atau frame, sementara Section Properties antara lain berupa dimensi penampang balok (beams) dan kolom (columns). Kita akan menentukan penampang dan bahan yang digunakan dalam model struktur 3D frames sebagai berikut. 1. Pada Section Properties, Klik + disebelah kanan untuk menampilkan jendela Frame Properties 2. Pilih Add New Property pada jendela Frame Properties 3. Pilih type (jenis) property yang akan digunakan. Dalam hal ini kita menggunakan concrete (beton) 4. Pilih salah satu pilihan penampang beton ( Concrete Section ). Misalnya bentuk rectangle ( Kotak persegi panjang) 5. Pada jendela Rectangular Section, ketik K15x30 untuk nama penampang kolom dengan dimensi l5 cm x 30 cm.

121 118 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 6. Pada bagian Dimensions, ketik nilai Depth (t3) dengan 0.30 (m) dan Width (t2) dengan 0.15 (m). 7. Klik tombol Concrete Reinforcement untuk mengatur penulangan beton. 8. Pada bagian Design Type, pastikan kolom terpilih dan klik tombol OK, maka jendela Reinforcement data akan ditutup dan kembali ke jendela Rectangular Section. 9. Klik OK untuk menutup jendela Rectangular Section. 10. Perhatikan bahwa daftar pada jendela Frame Properties yang semula kosong, kini telah berisi sebuah property K15x30. Klik tombol Add Copy of Property untuk menambah daftar property dengan yang sejenis dengan cara menyalin.

122 Modul SAP2000 v Catatan: Pilihan Add Copy of Property berarti menggunakan penampang sama dengan penampang terpilih (dalam hal ini penampang rectangle seperti penampang K15x30). 1. Ketik K25x25 pada Section Name dan 0.25 (m) dimensions (depth maupun width), dan klik tombol OK. 2. Ulangi dengan K30x30 untuk kolom dengan dimensi 30 cm x 30 cm dan K40x40 untuk kolom dengan dimensi 40 cm x 40 cm. Catatan: Dengan cara tersebut, kita telah memiliki 4 macam Penampang kolom dengan dimensi yang berbeda (bahannya sama). Tidak semua kolom yang ada harus digunakan. Jika memungkinkan, cukup gunakan satu jenis kolom saja.

123 120 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Property Balok (Beams) balok. Setelah menentukan 4 jenis kolom, kita juga perlu menentukan paling tidak satu jenis 1. Klik add Copy of Property 2. Pada Section Name, ketik B20x20 untuk balok dengan dimensi 20 cm x 50 cm.ketik 0.5 dan 0.2 pada bagian Dimensions 3. Klik tombol Concrete Reinforcement, untuk mengatur penulangan balok 4. Pilih Beam pada Design Type kemudian klik OK. 5. Ulangi beberapa kali untuk menentukan dimensi lain sesuai rancangan anda 6. Kembali di jendela 3D Frames, pilih salah satu balok dan salah satu kolom pada bagian Section Properties (misalnya kita gunakan B20x40 untuk beams, dan K25x25 untuk kolom) sebagai property yang akan kita gunakan pada model struktur.

124 Modul SAP2000 v Klik OK, model akan ditampilkan dalam 2 jendela 2D dan 3D.

125 122 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 5.2 Mengedit Gambar Standart Gambar model struktur yang telah kita buat sejauh ini adalah garmbar standar dengan jarak grid yang seragam. Karena tidak semua desain memiliki jarak garis grid seragam, maka kita perlu mengedit gambar. 1. Klik ganda grid untuk menampilkan jendela Define Grid Data 2. Perhatikan gambar preview di kanan atas jendela ini sebelum diganti. Pada bagian Y Grid Data, ganti nilai 8 dengan 6 dan perhatikan perubahan yang terjadi pada jendela preview, (Klik ganda nilai 8 dan ketik 6 agar data diganti.) Catatan: Selain klik dengan cara pada garis grid, editing grid bisa dilakukan dengan cara: Klik kanan dan pilih Edit Grid Data untuk menampilkan jendela Coordinate/Grid System. 3. Pada bagian Z Grid Data, klik ganda nilai 0 dan ketik 0.5 agar data 0 diganti dengan 0.5

126 Modul SAP2000 v Beri tanda cek pada Glue to Grid Lines agar element stuktur mengikuti perubahan yang terjadi pada garis grid. 5. Klik OK, maka garis grid beserta elemen struktur telah berganti Menambah Area Dalam contoh ini, area berupa plat lantai di lantai 1, 2 dan 3. Masing masing area memiliki 4 buah plat area yang terdiri atas 3 macam plat area. A. Menambah Garis Grid Sebelum menggambar area, kita akan buat sebuah garis grid baru untuk lubang tangga. Misalnya kita akan membuat tangga letter L dengan lebar 1.25 m dj bagian belakang sehingga kita membutuhkan lubang tangga selebar 1.25 m. 1. Klik ganda garis grid untuk menampilkan jendela Define Grid Data 2. Klik ganda pada sel berikut sehingga hasilnya seperti contoh ( Primary, Show, Start) 3. Pada bagian X Grid data, tambahkan 1 buah garis grid (XT = 1.25). 4. Klik OK, maka grid baru akan ditambahkan pada model stuktur Anda.

127 124 Pelayanan Komputer Teknik Sipil B. Mendefinisikan Area SAP menyediakan area section default dengan nama area section (disingkat asec1). Anda dapat menggunakan area section ini dengan menyesuaikan ketebalannya, atau mendefinisikan area section baru. 1. Klik Define > Area Scetions untuk menampilkan jendela Area Sections 2. Pada jendela Area Sections, klik tombol Add New Sections untuk menampilkan jendela Shell Section Data. 3. Beri nama plat12 pada section Name, dan ganti nilai Membrane dan Bending pada bagian Thickness dengan 0.12 (m), lalu klik OK. C. Menggambar Area 1. Klik tombol XY agar SAP2000 menampilkan Plane View 2. Klik tombol Move Up/Down in List hingga pada posisi X Y

128 Modul SAP2000 v Klik Tombol Draw Rectangular Area Element untuk menggambar area dengan klik titik titik diagonalnya. 4. Klik di titik X1 Y5 dan titik XT Y4 untuk menggambar area pertama. 5. Klik di titik X1 Y4 dan titik X2 Y3 untuk menggambar area kedua. 6. Klik di titik X1 Y3 dan titik X2 Y2 untuk menggambar area ketiga. 7. Klik di titik X1 Y2 dan titik X2 Y1 untuk menggambar area keempat. 5.3 Beban Beban yang bekerja pada model struktur adalah beban tetap yang terdiri atas 2 macam beban. 1. Beban bekerja pada plat (bisa plat, spesi dan keramik, penggantung + langit langit). Beban ini nantinya diteruskan ke balok, kolom dan pondasi. 2. Beban balok berupa dinding. Beban ini juga diteruskan ke kolom dan pondasi Beban Plat Berat sendiri area/plat sudah dihitung secara otomatis oleh SAP2000 sehingga kita tinggal menambahkan beban mati akibat (spesi/adukan, keramik dan penggantung/langitlangit. Beban mati dihitung sebesar 150 kg/m 2 sementara beban hidup ditetapkan sebesar 250 kg/m Tekan tombol CTRL + A untuk memilih semua objek.

129 126 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 2. Klik menu Assign > Area Loads > Uniform (Shell) 3. Pastikan Dead Aktif dengan unit Ton, M, C kemudian ketik nilai (ton/m 2 ) dan klik OK 4. Klik tanda + di sebelah kiri Dead untuk menambahkan jenis beban yang belum terdefenisikan. 5. Ketik hidup, kemudian pilih type LIVE, dan klik tombol Add New Load. 6. Klik OK, maka jendela Area Uniform Loads akan ditampilkan kembali.

130 Modul SAP2000 v Klik beban Dead untuk menampilkan pilihan dan pilih hidup. 8. Ketik nilai (ton/m 2 ), kemudian klik ok Beban Dinding Dinding adalah salah satu beban yang paling besar. Berat dinding mencapai 250 kg/m 2 atau sebesar 750 kg/m 3 untuk dinding setinggi 3 m. Beban paling kritis adalah beban yang melayang di atas plat dan balok anak. Beban dinding yang ditahan balok yang ditumpu kolom, terlebih yang menerus, relatif lebih stabil. Khusus untuk dinding yang menerus, beban dinding sebetulnya diteruskan ke tanah sehingga paling aman. Meski demikian, balok harus tetap didesain untuk kuat menahan beban dinding guna menjaga jika dinding bagian bawah dihilangkan (dibongkar). Berikut aplikasi berat sebesar 750kg/m3 pada balok keliling bagian luar (yang merupakan balok utama). 1. Klik tombol Set XY View, Kemudian klik tombol Perspective Toogle 2. Tekan tombol CTRL + E untuk menampilkan jendela Display Option For Active Window.

131 128 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 3. Pada bagian Areas, beri tanda cek pada Not in View agar area tidak ditampilkan dan klik OK 4. Klik menu View > Set Limits untuk membatasi pandangan. 5. Pada bagian Set Z Axis Limits, ubah nilai Max menjadi 9 kemudian klik OK.

132 Modul SAP2000 v Jaring dari kiri ke kanan (windowing) bagian balok sebelah luar. 7. Klik menu Assign > Frame Loads > Distributed. 8. Pada bagian Uniform Load, ketik nilai 0.750, klik OK.

133 130 Pelayanan Komputer Teknik Sipil Cek Beban 1. Klik menu Display > Show Load Assigns > Frame/Cable/Tendon untuk memeriksa beban yang bekerja pada frame. 2. Klik menu Options > Preferences > Dimensions/Tolerances. 3. Uba nilai minimum menjadi lebih besar agar cukup jelas terlihat. 4. Klik menu Display > Show Load Assigns > Area untuk memeriksa beban yang bekerja di area.

134 Modul SAP2000 v Klik menu Display > Show Misc Assigns > Frame/Cable/Tendon untuk menampilkan property frame teraplikasi. 6. Klik menu Display > Show Misc Area > Area untuk menampilkan property area teraplikasi Menggunakan Replicate untuk Menggambar Area Lain Setelah selesai menggambar area di salah satu elevasi (dalam contoh pada lantai 3/elevasi 9), kita dapat menggunakan cara yang sama untuk menggambar area pada lantai 2 dan 3 atau menggunakan fasilitas Replicate, Kelebihan Replicate adalah hasil penggandaan akan memiliki sifat seperti objek sumber sehingga plat yang telah diberi beban akan digandakan beserta bebannya. 1. Pilih dengan klik keempat area yang akan di replicate, sehingga muncul pesan 2. Klik menu Edit > Replicate atau tekan tombol ctrl + R 3. Pastikan tab Linear aktif, kemudian ketik nilai 3 (kebawah 3 meter) pada dz di bagian increments dan 2 pada Number di bagian Increment Data. 4. Klik OK, maka 2 buah area akan ditambahkan dengan selisih elevasi 3 meter ke bawah (z=6 dan z=3)

135 132 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 5. Klik 3 balok melintang pada Y = 4, 0, dan 4 kemudian klik tombol Delete di keyboard untuk mengapus balok tersebut. 5.4 Menggunakan Proses Analisis Jika semua data suda dimasukkan dengan benar, kita bisa melakukan proses analisis untuk mengetaui gaya dalam yang bekerja pada stuktur, baik akibat beban mati atau beban hidup. 1. Klik menu Analyze > Run Analysis atau tekan F5 di keyboard. 2. Nonaktifkan modal dengan memilih dan klik tombol Run/Do Not Run Case 3. Klik tombol Run Now untuk mulai melaksanakan analisis.

136 Modul SAP2000 v Periksa jendela analisis apakah ada pesan kesalahan. 5. Klik OK untuk menutup jendela analisis, maka SAP2000 akan menampilkan bentuk terdeformasi akibat beban mati/dead. 6. Bawa pointer ke salah satu titik nodal untuk mengetahui nilai lendutan di titik tersebut. 7. Klik tombol Show Deformed Shape (F6) dan pilih hidup untuk menampilkan bentuk terdeformasi akibat beban hidup.

137 134 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 8. Klik Logo dan pilih Frames/Cables untuk melihat gaya dalam.

138 Modul SAP2000 v Gaya normal, gaya lintang dan momen 5.5 Desain Stuktur Analisis struktur berguna untuk mengetahui gaya dalam yang bekerja pada model struktur (bidang M, N, D, puntir, lendutan dan sebagainya) akibat gaya luar (dalam hal ini berupa beban). Karena kita tidak mendefinisikan beban kombinasi, maka gaya dalam yang muncul adalah gaya dalam akibat beban mati (DEAD) dan beban hidup (LIVE) Memilih Beban Kombinasi SAP2000 menyediakan beban kombinasi default dengan nama DCON1 (1,4D) dan DCON2 (1.2 D L). Anda dapat memilih satu atau dua dari beban kombinasi tersebut. 1. Klik menu Design > Conrete Frame Design > Select Design Combos untuk menampilkan jendela Design Load Combination Selection.

139 136 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 2. Design Combos yang akan digunakan berada di kotak sebelah kanan. Pilih salah satu (misalnya DCON1), kemudian klik tombol Show untuk menampilkan rincian dari DCON1 3. Klik OK untuk menutup jendela Response Combination Data yang berisi DCON1. 4. Jika anda tidak membutuhkan combo ini, klik tombol Remove untuk memindahkan DCON1 ke daftar di kiri sehingga tidak ikut diproses nantinya. 5. Pilih DCON2 dan klik Show untuk menampilkan rincian beban kombinasi DCON Menyesuaikan Faktor Reduksi Selain didesain menggunakan beban kombinasi dengan factor beban tertentu, desain struktur beton juga harus memperhitungkan pengurangan/ reduksi kekuatan bahan. Faktor reduksi kekuatan ini misalnya guna memperhitungkan pengurangan kekuatan beton dibanding dengan kekuatan rencana akibat pelaksanaan yang kurang baik. Pengurangan kekuatan baja akibat pemasangan yang kurang sesuai, dan akibat "korupsi" atau diameter "banci". Dengan memperhatikan beberapa hal yang menyebabkan timbulnya pengurangan kekuatan, maka wajar jika untuk negara berkembang, pengurangan kekuatan lebih besar dari negara maju yang perangkat hukum maupun etos kerjanya lebih baik. 1. Klik menu Options > Preferences > Conrete Frame Design untuk menampilkan jendela Concrete Frame Design Preferences.

140 Modul SAP2000 v Pilih peraturan yang digunakan sebagai acuan/referensi desain pada Design Code (Default dari sap2000 ver.11 menggunakan ACI /IBC 2003). 3. Ganti nilai Phi (tension Controled) dengan 0.8 dan Phi (Shear and/or Torsion) dengan Klik OK untuk menutup jendela Concrete Frame Design Preferences Melaksanakan Proses Desain Setelah design combo ditetapkan, Anda dapat melaksanakan Proses desain yang akan menghasilkan penulangan lentur, geser, dan beberapa informasi yang berkenaan dengan desain struktur. 1. Klik menu Conrete Frame Design > Start Design/Check of Stucture untuk memulai proses desain 2. Setelah beberapa saat, SAP2000 akan menampilkan kebutuhan tulangan lentur.

141 138 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 3. Ubah satuan panjang menjadi cm agar kebutuhan tulangan lentur lebih muda dibaca dan dipahami. Tulangan kolom misalnya membutuhkan 6.25 cm2 tulangan lentur atau 1 % dari luas tulangan penampang kolom 25 x Klik Menu Concrete Frame Design > Verity Analisys Vs Design Section untuk memastikan bahwa penampang yang digunakan untuk proses analisis sama dengan yang digunakan untuk proses desain. 5. Jika belum muncul keterangan yang memastikan bahwa penampang yang digunakan untuk proses analisis sama dengan yang digunakan seperti gambar diatas, anda harus mengulang proses analisis dan desain sampai pesan tersebut muncul.

142 Modul SAP2000 v Klik menu Concrete Frame Design > verity All Member Passed untuk memeriksa apakah semua element stuktur yang digunakan telah memenuhi syarat 7. Sap2000 akan menampilkan element stuktur yang tidak/belum memenuhi syarat. 8. Klik Yes, untuk memilih elemen yang dimaksud 9. Klik kanan, kemudian Show Selection Only jika hanya ingin menampilkan element yang dipilih. 10. Ubah penampang yang belum memenuhi syarat dengan penampang lain yang lebih memenuhi syarat Menampilkan Hasil Desain Geser dan Tulangan Dalam stuktur beton bertulang, tulangan lentur hanya salah satu jenis tulangan yang diperlukan. Penulangan yang lain adalah penulangan geser(berupa begel/sengkang) dan penulangan puntir. Berikut cara menampilkan tulangan geser. 1. Klik menu Conrete Frame Design > Display Design Info

143 140 Pelayanan Komputer Teknik Sipil 2. Pastikan Design Output aktif, kemudian pilih Shear Reinforcing (tulangan geser), dan klik OK. 3. Pastikan anda menggunakan satuan panjang cm atau mm agar hasil kebutuhan tulangan lebih mudah dibaca. 4. Jika anda menggunakan satuan mm dan sap2000 menampilkan data 0.65, berarti kebutuhan tulangan geser adalah 0.65 mm2/mm atau 650mm2/1000. Luas tulangan sengkang dengan diameter 8mm dan jarak 150mm adalah 670mm.