MODUL SAP2000 V 11
PENGANTAR SAP2000 Program SAP2000 sebagai salah satu program rekayasa teknik sipil yang berbeda dengan program komputer pada umumnya. Hal ini disebabkan pengguna program ini dituntut untuk memahami latar belakang metode penyelesaian dan batasan-batasan yang dihasilkan serta bertanggung jawab penuh terhadap outputnya. Program ini digunakan untuk Analisis dan Design struktur menggunakan konsep metode elemen hingga yang didukung dengan analisis Statis, Dinamis, Linear, maupun Nonlinear. Fasilitas design yang disediakan program ini hanya untuk struktur beton dan baja dengan menggunakan peraturan perencanaan dari Amerika, Eropa serta negara lainnya. Perencanaan dengan menggunakan peraturan Indonesia dapat dilakukan dengan cara memodifikasi beberapa faktor reduksi kekuatan. Segala resiko sehubungan dengan pemakaian program ini sepenuhnya menjadi tanggung jawab pemakai, seperti pada salah satu disclamer pada setiap tutorial program ini. Dalam modul ini kita hanya mempelajari analisis linear statis sebagai dasar dalam mempelajari program SAP2000. Seri Program SAP2000 yang akan kita pelajari adalah program SAP2000 V.9.03 yang merupakan kelanjutan dari program SAP2000 versi sebelumnya. Adapun keunggulan dari versi ini, disediakannya menu tambahan untuk analisis struktur jembatan. Pengenalan Menu Toolbar Menu Window 1 Window 2 Model Struktur Satuan 1
Sistem Koordinat (Global & Lokal) Sistem koordinat digunakan untuk menempatkan geometri struktur dan menentukan arah pembebanan, perpindahan, gaya internal, dan tegangan yang terjadi. Semua sistem koordinat yang digunakan dalam pemodelan dinyatakan terhadap satu sistem koordinat global, sedangkan setiap bagian (nodal, elemen, atau constraint) memiliki sistem sumbu koordinat tersendiri (koordinat lokal). Z Y 3 2 1 Sumbu Lokal Joint 2 1 X Sumbu Global Struktur 3 Sumbu Lokal Batang Perjanjian Tanda dan Arah Hasil Perhitungan (Output) Setiap program rekayasa mempunyai kesepakatan tanda yang berbeda. SAP2000 menyatakan sumbu XZ sebagai salah satu sumbu bidang. 2
Deformasi dan Gaya-Gaya pada Nodal Gaya-Gaya pada Elemen Frame P, gaya aksial yaitu gaya searah sumbu 1. Positif jika menyebabkan tegangan tarik pada batang. T, momen torsi yaitu momen yang berputar pada sumbu 1. V2, gaya geser pada bidang 1-2 (sumbu kuat). M2, momen lentur pada bidang 1-3 (terhadap sumbu 2). 3
V3, gaya geser pada bidang 1-3 (sumbu lemah). M3, momen lentur pada bidang 1-2 (terhadap sumbu 3). Langkah-langkah analisis dan disain struktur : 1. Tetapkan satuan (kg-m; t-m; dan sebagainya) 2. Definisikan : material, penampang, jenis beban, jenis analisis, kombinasi beban. 3. Gambar geometri struktur : tentukan grid struktur, gambar elemen struktur. 4. Assign : jenis perletakan, penampang, dan beban ke elemen struktur. 5. Analisis : Set Option Analysis, Run Analysis. 6. Design : tentukan faktor reduksi kekuatan, tentukan kombinasi beban, start design. 4
Beberapa Langkah Kerja SAP2000 1. Menetapan Satuan Pilih satuan pada pojok kanan bawah (Misal : kg-m, kg-cm, t-m, dan sebagainya) 2. Membuat Dokumen Baru Klik File New Pilih Model Struktur 3. Membuka Dokumen Klik File Open Pilih Nama File 4. Menyimpan File Klik File Pilih Save/Save As Ketik Nama File OK. 5. Membuka Dokumen Baru Klik File New Pilih Model Struktur 6. Mendefinisikan Material Klik Define Materials Pilih Add New Material Input data material 5
7. Mendefinisikan Penampang Frame Klik Define Frame Section Addd New Property Pilih Frame Section Property Type Input Dimensi Penampang OK OK. Penampang Baja Penampang Beton 6
Penampang Other 8. Mendefinisikan Penampang Shell Klik Define Area Section Pilih Shell Pilih Add New Section Ketik Nama Shell Input Data Shell 7
9. Mendefinisikan Jenis Beban Klik Define Load Case Ketik nama beban pada Load Name, Pilih Type, Pada Self Weight Multiplier ketik 1 (berat sendiri dihitung) ketik 0 (berat sendiri tidak dihitung) Klik Add New Load untuk menambah, klik Modify Load untuk Modifikasi. OK. 10. Mendefinisikan Jenis Analisis Klik Define Analysis Case Klik Add New Case atau Modify/Show Case Ketik Nama Jenis Analisis pada Analysis Case Name, Pilih Analysis Case Type, Pilih Analysis Type, Pilih Load Applied OK. 11. Mendefinisikan Kombinasi Beban Klik Define Combinations Klik Add New Combo Ketik Nama Kombinasi pada Response Combination Name, Pilih Case Name, Ketik Scale Factor, Klik Add, dan seterusnya OK. 12. Membuat Grid Struktur Klik kanan mouse Edit Grid Pada System pilih Global Pilih Modify/Show System Ketik Koordinat sumbu X, Y, Z pada ordinate OK. 13. Menggambar Elemen Struktur (Garis/Shell) Gunakan Toolbar Draw Elemen garis Elemen shell 14. Assign Penampang, Beban ke Elemen Struktur a. Assign Penampang Frame Pilih elemen frame Klik Assign Pilih Frame Pilih Frame Section Pilih penampang OK. b. Assign Beban Frame Pilih elemen frame Klik Assign Pilih Frame Loads 8
Beban Titik Beban Merata Segiempat, Segitiga, Trapesium Suhu Deformasi Jenis Beban Type Beban & Arah Satuan Menambah Mengganti Menghapus Persentase Bentang Nilai Beban Bentang (satuan panjang) Nilai Beban 9
c. Assign Penampang Shell Pilih elemen shell Klik Assign Klik Area Pilih Section Pilih Nama Shell pada Section OK. d. Assign Beban Shell Pilih elemen shell Klik Assign Pilih Area Loads Pilih Uniform (Shell) Pilih beban, ketik nilai beban OK 15. Memberi Kondisi Batas / Perletakan pada Joint Elemen Struktur Pilih Joint Struktur Klik Assign Pilih Joint Pilih Restraints Pilih Jenis Perletakan OK. Jepit Sendi Rol Joint 16. Membagi Elemen Frame Secara Otomatis Pilih Frame Klik Assign Pilih Frame Pilih Automatic Frame Mesh Pilih at Intermediate Joints, at Intersection with Other Frame, Minimum Number of Segmen, Ketik jumlah segmen yang diinginkan OK. 17. Membagi Elemen Shell Secara Otomatis Pilih Shell Klik Assign Pilih Area Pilih Automatic Area Mesh Pilih Auto Mesh Area Into This Number of Elemen Ketik jumlah segmen yang diinginkan pilih Add restraints / constaints on fece if corner have restraints/constraints OK. 10
18. Membagi Elemen Frame Sesungguhnya Pilih Frame Klik Edit Pilih Edit Lines Divide Frames Ketik jumlah segmen pada Divide Into dan Last/First Ratio OK. (Catatan: Last/First Ratio tergantung local axes frame atau ujung i dan ujung j elemen batang). 19. Membagi Elemen Shell Sesungguhnya Pilih Shell Klik Edit Areas Pilih Divide Areas 11
20. Memutar Local Axes Joint Pilih Joint Klik Assign Pilih Joint Pilih Local Axes Ketik sudut putaran terhadap sumbu x atau y atau z OK. 21. Memutar Local Axes Frame Pilih Frame Klik Assign Pilih Frame Pilih Local Axes Ketik sudut putaran OK. 22. Replicate Elemen Frame/Shell Pilih Shell/Frame Klik Edit Pilih Replicate Ketik jarak sesuai arah dan satuan pada Increments, ketik jumlah copian pada Number, Klik Delete Original Objects bila diperlukan OK. 23. Merelease frame Pilih Frame Klik Assign Pilih Frame/Cable/Tendon Pilih Release/Partial Fixity Tandai M22 (Minor) dan M33 (Mayor) OK. 24. Menayangkan Nomor, Penampang, Local Axes Joint/Frame/Shell/Solid Klik View Pilih Set Display Options Pilih item yang diinginkan OK 25. Menghilangkan/Menampilkan Grid dan Axes Klik View Pilih Show Grid atau Show Axes 26. Analysis a. Set Analysis Options Klik Analyze Pilih Set Analysis Options Pilih DOF (Degree of Freedom) dari struktur 2D or 3D OK. b. Analysis Klik Analyze Pilih Run Analysis atau tekan F5 Pilih Analysis Case yang akan di Running Run Now. 27. Menayangkan Deformasi Klik Display Pilih Show Deformed Shape Pilih case/combo name OK. 28. Menayangkan Reaksi Perletakan Klik Display Pilih Show Force/Stresses Pilih joint Pilih case/combo name OK. 12
29. Menayangkan Gaya-Gaya Dalam Frame Klik Display Pilih Show Force/Stresses Pilih Frame/Cables Pilih case/combo name Pilih Components, Scaling, Options OK. Jenis Beban/Kombinasi M, D, N Penayangan Grafis Penayangan Value Penayangan Deformasi 30. Design Sebelum melakukan proses design, terlebih dahulu harus menetapkan nilai faktor reduksi kekuatan struktur berdasarkan peraturan. Klik Options Preferences Pilih Frame Steel Design atau Frame Concrete Design, dan sebagainya Input nilai faktor reduksi OK. Faktor reduksi kekuatan struktur menurut SNI03-2847-2002 Lentur tanpa beban aksial 0,8 Aksial tekan dengan tulangan spiral 0,7 Aksial tekan dengan tulangan sengkang biasa 0,65 Geser dan torsi 0,75 Pilih jenis kombinasi beban Klik Design Pilih Frame Steel Design atau Frame Concrete Design Pilih Select Design Combos Pindahkan Kombinasi Beban yang dipilih dari List of Combos ke Design Combos OK Proses Design Klik Design Pilih Frame Steel Design atau Frame Concrete Design Start Design/Check of Structure. Catatan: o Bila penampang tidak cukup maka ditandai dengan O/S (Over Stress). o Luas tulangan longitudinal dalam satuan m 2, mm 2, cm 2, dsbnya. o Luas tulangan geser dalam satuan m 2 /m, mm 2 /mm, cm 2 /cm, dsbnya. 13