Modul SAP2000 Ver.7.42 Disusun oleh: Ir. Thamrin Nasution Staf Pengajar KOPERTIS WIL-I dpk. ITM Departemen Teknik Sipil FTSP. ITM thamrin_nst@hotmail.co.id thamrinnst.wordpress.com
Praktikum Komputer SAP2000 Sesi Pertama Konsep Dasar SAP2000 Praktikum Gelagar Sederhana Ragam Pembebanan
SUMBU-SUMBU PADA SAP2000 Terdapat dua sumbu pada SAP2000, yaitu Sistem koordinat global (sumbu X, Y dan Z), dan sistem koordinat lokal (sumbu 1, 2, dan 3), bentuk ruang (3 dimensi), mengikuti hukum jari tangan kanan. Sumbu global merupakan sumbu tata ruang struktur, sedangkan sumbu lokal merupakan sumbu frame (batang) seperti gambar berikut. Sumbu Lokal 1, 2, 3 Sumbu Global X, Y, Z Penampang kolom 1 3 2 2 3 1 1 3 2 Z 2 Y X 1 3 Penampang balok 1
BENTUK PENAMPANG DENGAN SUMBU LOKAL 2
RESTRAINTS Restraints, adalah sifat-sifat dari titik buhul (joint). Setiap titik buhul (joint) mempunyai 6 (enam) komponen perpindahan, 3 (tiga) pergeseran global X, Y dan Z, dan 3 (tiga) perputaran global RX, RY dan RZ. Arahnya berhubungan dengan 6(enam) komponen perpindahan yang dikenal sebagai derajat kebebasan (degree of freedom = DOF) dari titik buhul. R=ux,uy,uz,rx,ry,rz Dimana, R = Restraints ux = Kode restraint (pengekangan) untuk pergeseran pada arah sumbu global X. Nilai = 1 menyatakan tidak dapat/bisa; nilai = 0 menyatakan dapat/ bisa. uy = Kode restraint (pengekangan) untuk pergeseran pada arah sumbu global Y. Nilai = 1 menyatakan tidak dapat/bisa; nilai = 0 menyatakan dapat/ bisa. uz = Kode restraint (pengekangan) untuk pergeseran pada arah sumbu global Z. Nilai = 1 menyatakan tidak dapat/bisa; nilai = 0 menyatakan dapat/ bisa. rx = Kode restraint (pengekangan) untuk perputaran pada sumbu global X. Nilai = 1 menyatakan tidak dapat/bisa; nilai = 0 menyatakan dapat/bisa. ry = Kode restraint (pengekangan) untuk perputaran pada sumbu global Y. Nilai = 1 menyatakan tidak dapat/bisa; nilai = 0 menyatakan dapat/bisa. rz = Kode restraint (pengekangan) untuk perputaran pada sumbu global Z. Nilai = 1 menyatakan tidak dapat/bisa; nilai = 0 menyatakan dapat/bisa. Restraints sumbu lokal dengan fitur pilihan cepat SAP2000. 3
C O N T O H : 4
MENU PADA SAP2000 V.7.42 MENU FILE Model dalam bentuk garis-garis gambar, 2 dimensi atau 3dimensi Model dalam bentuk tertentu yang telah jadi, seperti gelagar, portal, rangka dll. Membukafile kerja yang telah ada. Memasukkan filefile SAP90, DXF dll untuk dibuka. 1). New Model Cartesian = sistem koordinat kartesian(ruang) Cylindrical = sistem koordinat silinder. Number of Grid Spaces = jumlah medan bentang padasumbux,ydan Z. Grid Spacing = jarak/panjang medan pada sumbu X,Ydan Z. Koordinat Cartesian 5
Koordinat Cylinder Menu ini berguna apabila bentuk struktur digambar sendiri. 1). New Model From Template Menu ini memberikan fasilitas bentuk struktur tertentu yang telah jadi, sehingga tinggal menetapkan jumlah grid (medan), jarak/spasi medan, tinggi dan lainlain. 6
MENU PADA SAP2000 V.7.42. MENU DEFINE 1 2 3 4 1). Material. Menu penetapan jenis material, menambah material baru, memodifikasi atau menghapus. 7
Menu tempat menetapkan, mengisi, merobah material properti. 2). Frame Sections. Fasilitas ini berguna untuk menetapkan bentuk dan ukuran penampang, atau mengimpor penampang misal dari tabel tertentu seperti AISC, memodifikasi penampang dan lain-lain. 3). Static Load Cases. Adalah menu untuk menetapkan jenis-jenis pembebanan, seperti beban mati, beban hidup, beban angin atau gempa dengan faktor pengali (multiplier). 8
4). Load Combination. Menu Load Combination, memberikan kemudahan untuk mengkombinasikan gayagaya yang bekerja yang telah ditetapkan lebih awal, seperti Beban Mati + Beban Hidup dan seterusnya. 9
MENU PADA SAP2000 V.7.42. MENU DRAW EDIT GRID. Sangat berguna untuk menggambar struktur yang diinginkan, atau melakukan perobahanperobahan pada bentuk struktur yang telah ada dengan memakai garisgaris bantu. 10
MENU PADA SAP2000 V.7.42. MENU ASSIGN 1 2 3 4 1). Joint. Menu Joint Restraint untuk menetapkan derajat kebebasan titik-titik buhul dan perletakan. 11
2). Frame. a b a). Menu Assign Frame Sections untuk menetapkan penampang yang digunakan. 12
b). Menu Assign Frame Releases untuk menetapkan kebebasan batang terhadap gaya-gaya dalam, seperti pada struktur rangka tidak terdapat momen dan gaya lintang. 3). Joint Static Load. Menu untuk menetapkan beban titik buhul. 13
4). Frame Static Load. Menu untuk menetapkan beban pada balok atau kolom dengan beban-beban gravitasi, beban titik dan beban terbagi rata, beban trapesium, temperatur dan prestress. Semua beban bekerja pada frame. 14
MENU PADA SAP2000 V.7.42. MENU ANALYZE 2 1 1). Menu Analyze untuk menetapkan jenis struktur, apakah struktur berupa portal kaku, atau struktur rangka, sebelum analisis dilaksanakan program SAP2000. 2). Run,adalah eksekusiprogramsap 2000. 15
MENU PADA SAP2000 V.7.42. MENU DISPLAY 1 2 3 1). Menu Show Loads, untuk melihat gaya-gaya luar yang bekerja, yang telah ditetapkan lebih awal pada layar monitor. 2). Menu Show Deformed Shape, untuk melihat pelenturan akibat aksi pembebanan, pada layar monitor. 3). Menu Show Element Forces/Stresses untuk melihat reaksi perletakan, dan gaya-gaya dalam seperti momen, gaya lintang, gaya normal dan lain-lain. PRAKTIKUM 1). PRAKTIKUM I P = 1 ton 2,5 m A C B 5 meter Balok beton Berat jenis = 2400 kg/m 3 40 cm 25 cm 16
HASIL Akibat berat sendiri, q = 0,40x0,25x2400=240kg/m = 0,240 t/m Ra,Rb=½qL=0,5x240x5=600kg. M C = 1/8qL 2 = 1/8 x240 x5 2 = 750kg.m = 75000kg.cm Akibat beban terpusat P Ra,Rb=½P=½x1000 = 500kg. M C = 500x2,5 = 1250 kg.m = 125000kg.cm. Jumlah D A M C = 600+500 = 1100 kg. = 75000+125000 = 200000kg.cm. Langkah-langkah : 1. Buatlah sebuah folder tempat data SAP2000. 2. Tentukan satuan berat, panjang pada sudut kanan bawah layar monitor. 3. Menu File, New Model Template, pilih Gelagar. 4. Tentukanjumlahbentang (number of spans) = 1,panjangbentang(span length)=5m 5. Menu Define Materials, pilih Other Modify/Show Material Analysis Property Data, tetapkan Massa persatuan volume = 0, Berat persatuan volume =0, OK, OK. 6. Menu Define Frame Section Modify/Show Section Material FSEC1, pilih OTHER. 7. Menu Define Static Load Cases Add New Load P dan Q, OK. 8. Menu Define Load Combination Add New Combo Load Cobination Name = PQ Add=PLoad Case Add=QLoad Case, OK 9. Tekan tombol kiri mouse pada bentang. 10. Menu Assign Frame Static Load Point and Uniform Load Case Name pilihp Distance pilih=0,5 (artinya ½ bentang),load pilih=1(artinya 1 ton),ok 11. Menu Assign Frame Static Load Point and Uniform Load Case Name pilihq Distance pilih = 0,5 (artinya ½ bentang), Load = 0 UniformLoad = 0,24,OK. 12. Menu Analyze RUN 13. Buat direktori praktikum tempat data-data analisis 14.Buatnama File 15. Program melakukan eksekusi. 16. Membaca hasil melalui layar monitor. 17. Cetak data dan hasil. 17
MEMBACA FILE HASIL SAP2000 v7.42 File: PRAKTIKUM I Kgf-cm Units PAGE 1 4/13/11 21:36:07 KOPERTIS - ITM LOAD COMBINAT ION M U LTIPLIERS COMBO TYPE CASE FACTOR TYPE TITLE PQ ADD COMB1 P 1.0000 STATIC(DEAD) Q 1.0000 STATIC(DEAD) SAP2000 v7.42 File: PRAKTIKUM I Kgf-cm Units PAGE 2 4/13/11 21:36:07 KOPERTIS - ITM J O I NT D I SP LACEMENTS JOINT LOAD U1 U2 U3 R1 R2 R3 1 LOAD1 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 1 P 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 1.975E-04 0.0000 1 Q 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 1.580E-04 0.0000 1 PQ 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 3.556E-04 0.0000 2 LOAD1 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 2 P 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000-1.975E-04 0.0000 2 Q 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000-1.580E-04 0.0000 2 PQ 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000-3.556E-04 0.0000 SAP2000 v7.42 File: PRAKTIKUM I Kgf-cm Units PAGE 3 4/13/11 21:36:07 KOPERTIS - ITM J O I NT REACTIONS JOINT LOAD F1 F2 F3 M1 M2 M3 1 LOAD1 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 1 P 0.0000 0.0000 500.0000 0.0000 0.0000 0.0000 1 Q 0.0000 0.0000 600.0000 0.0000 0.0000 0.0000 1 PQ 0.0000 0.0000 1100.0000 0.0000 0.0000 0.0000 2 LOAD1 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 2 P 0.0000 0.0000 500.0000 0.0000 0.0000 0.0000 2 Q 0.0000 0.0000 600.0000 0.0000 0.0000 0.0000 2 PQ 0.0000 0.0000 1100.0000 0.0000 0.0000 0.0000 18
SAP2000 v7.42 File: PRAKTIKUM I Kgf-cm Units PAGE 4 4/13/11 21:36:07 KOPERTIS - ITM F R AME E LEMENT F O RCES FRAME LOAD LOC P V2 V3 T M2 M3 1 LOAD1 1 P 1 Q 1 PQ 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 125.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 250.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 375.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 500.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00-500.00 0.00 0.00 0.00 0.00 125.00 0.00-500.00 0.00 0.00 0.00 62500.00 250.00 0.00-500.00 0.00 0.00 0.00 125000.00 375.00 0.00 500.00 0.00 0.00 0.00 62500.00 500.00 0.00 500.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00-600.00 0.00 0.00 0.00 0.00 125.00 0.00-300.00 0.00 0.00 0.00 56250.00 250.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 75000.00 375.00 0.00 300.00 0.00 0.00 0.00 56250.00 500.00 0.00 600.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00-1100.00 0.00 0.00 0.00 0.00 125.00 0.00-800.00 0.00 0.00 0.00 118750.00 250.00 0.00-500.00 0.00 0.00 0.00 200000.00 375.00 0.00 800.00 0.00 0.00 0.00 118750.00 500.00 0.00 1100.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Catatan : LOC = lokasi P = gaya normal V2 = gaya lintang searah sumbu lokal 2 V3 = gaya lintang searah sumbu lokal 3 T = gaya torsi M2 = momen lentur dengan pusat rotasi sumbu lokal 2 M3 = momen lentur dengan pusat rotasi sumbu lokal 3 2 3 19
2). PRAKTIKUM II P1 = 0,75 ton P2 = 1,5 ton 0,75 m 0,75 m q = 0,25 t/m P3 = 1 ton A C D B E 5 meter 1 m 1 m 3 m 1 m HASIL Akibat q, Ra = 0,5000 ton. Mc = 0,35 t.m Rb = 0,5000 ton Md = 0,60 t.m Mb = 0 Akibat P1, Ra = 0,6375 ton. Mc = 0,4781 t.m Rb = 0,1125 ton Md = 0,3938 t.m Mb = 0 Akibat P2, Ra = 1,0500 ton. Mc = 0,79 t.m Rb = 0,4500 ton Md = 1,57 t.m Mb = 0 Akibat P3, Ra = -0,2000 ton. Mc = -0,15 t.m Rb = 1,2000 ton Md = -0,30 t.m Mb = -1,00 t.m Jumlah akibat q+p1+p2+p3, Ra = 1,99 ton. Mc = 1,22 t.m Rb = 2,26 ton Md = 1,95 t.m Mb = -1,0 t.m 20
Coba dibuat seperti ini, 0,25 t/m 1/4 L 1/4 L A C D B L = 5 meter 0,25 t/m 0,40 t/m A C B L = 5 meter 1/2 L 1/2 L 0,40 t/m A B L = 5 meter 0,35 t/m 0,25 t/m 1/3 L 1/3 L A C D B L = 5 meter 21