Modul 2- SAP2000

PERENCANAAN

STRUKTURRANGKABATANG

Workshop Pelatihan SAP

JTS‐UNIMAL

MODUL2

Yulius Rief Alkhaly, ST., M.Eng Modul2:PerencanaanStrukturRangkaBatangJTS–Unimal2012 Hal:1

Struktur rangka (truss, varkwerk) adalah susunan elemen batang lurus yang membentuk satu

segi tiga atau lebih yang pada ujung-ujungnya tersambung dengan sendi. Beban luar dan

reaksi yang terjadi akibat beban tersebut dianggap hanya bekerja pada nodal (titik buhul) dan

menghasilkan gaya tarik/tekan pada elemen batang. Sedangkan momen atau torsi tidak

bekerja karena sifat-sifat dari perletakan/sambungan sendi.

Dalam modul ini akan direncanakan suatu rangka batang baja kantilever dengan data-data

perencanaan sebagai berikut:

1. Geometri

Panjang Bentang = (3 x 1,5 m = 4,5 meter)

Tinggi rangka = 1,21 m.

Sudut kemiringan atap = 15,05o

Konstruksi terbuka sebalah

2. Asumsi Beban yang Bekerja :

a. Beban Gravitasi

- Berat sendiri baja profil

- Berat gording

- Berat penutup atap seng

- Berat alat sambung

- Berat plafond dan penggantung

b. Beban Hidup

c. Beban Angin

3. Pendekatan Perencanaan

a. Asumsi penmpang awal baja propil yang digunakan:

- Batang atas = 2L 30.30.3

- Batang bawah = 2L 40.40.4

- Batang vertikal = 2L 40.40.4

- Batang diagonal = 2L 30.30.3

b. Pembebanan

- Beban mati (gravitasi) per nodal (titik buhul) = 2,8 kN (D)

- Beban hidup (beban pekerja) per nodal = 1,0 kN (La)

- Beban angin kiri (dipihak angin, c=-0,7) = -2,9 kN (Wki)

- Beban angin kanan (belakang angin, c=-0,1) = -0,45 kN (Wka)


c. Mutu Baja, BJ 37

- Fy = 240 MPa

- Fu = 370 MPa

- E = 200.000 MPa

- Poison ratio = 0,3

- Coifficien Thermal = 1,17 10-5

d. Kombinasi Beban

- U1 = 1,4D

- U2 = 1,2D + 0,5La

- U3 = 1,2D + 1,6 La + 0,8W

- U4 = 1,2D + 0,5La + 1,3W

- U5 = 0,9D + 1,3W

Beban Mati

1,21 m

3 x 1,5 m = 4,5 m

0,5 D

D

0,5 D

D


Beban Hidup Atap Wkiv = Wki cos 15O = - 2,8 kN Wkih = Wki sin 15O = - 0,75 kN

Beban Angin Kiri Wkav = Wka cos 15O = - 0,43 kN Wkah = Wka sin 15O = - 0,12 kN

Beban Angin Kanan

Langkah-Langkah Pengisian Data:

1) Periksa kestabilan struktur

m ≥ 2j - r ; di sini: m = jumlah elemen; j = jumlah nodal; r = jumlah tumpuan

11 ≥ 2(5) – 2 11 ≥ 8 (struktur stabil)

2) Buat satu folder baru untuk tempat data SAP2000;

3) Jalankan aplikasi SAP2000 V.14, buat file baru, new model, atur satuan menjadi K, m,

C. Pilih template 2D Truss;

Catatan: Jangan lupa untuk menyimpan (Save) file setiap akhir dari langkah pengisian data.

La

La

La

La

0,5 Wkav

Wkav

Wkav

0,5 Wkav

0,5 Wkah

Wkah

Wkah

0,5 Wkah

0,5 Wkiv

Wkiv

Wkiv

0,5 Wkav

0,5 Wkih

Wkih

Wkih

0,5 Wkah


4) Atur jumlah bagian, Number of Devision = 1; panjang bagian, Devision Length = 1,5;

tinggi rangka, Height = 1,21; hilangkan tanda contreng pada Restraints; klik OK;

5) Tutup jendela layar sebalah kiri; tekan Ctrl-A pada keyboard untuk memilih seluruh

elemen, tekan DEL untuk menghapus;

6) Atur grid: klik kanan mouse pada layar, pilih Edit Grid Data + Modify/Show System;


Isikan: Grid ID Ordinate A 0 B 1,5 C 3 D 4,5

Klik kanan pada kolom-baris 5, pilih Delete untuk menghapus Grid ID – E; Klik OK; Klik OK sekali lagi;

7) Gambarkan geometri struktur sebagaimana data yang diberikan: klik menu Draw +

Draw Frame/Cable/Tendon; lakukan penggambaran dengan cara klik pada titik

perpotongan grid, dari satu titik ke titik yang lain sehingga terlihat seperti gambar di

bawah:

Catatan: untuk mengakhiri perintah setiap kali setelah menggambar satu elemen: gunakan klik kanan mouse.

8) Potong kelebihan panjang elemen pada grid B dan C serta hubungkan seluruh elemen

pada setiap titik kumpulnya: Lakukan Ctrl-A; klik menu Edit + Edit Lines + Divide

Frame; klik Break at Intersection with….; klik OK;

9) Hapus elemen bagian atas grid B dan C: pilih elemen yang dimaksud dengan cara

Click-Drag dari kanan ke kiri; tekan DEL untuk menghapus;

10) Gambarkan elemen diagonal: klik menu Draw + Draw Frame/Cable/Tendon; klik

pada titik perpotongan elemen, dari satu titik ke titik yang lain sehingga terlihat seperti

gambar di bawah:


11) Atur nomor elemen: tekan Ctrl-A; klik Menu Edit + Change Label; pada jendela yang

muncul: klik Edit + Auto Relabel + All in List; klik OK;

12) Atur nomor nodal, seperti langkah 10: tekan Ctrl-A; klik menu Edit + Change Label;

pada jendela yang muncul: ubah Item Type = Element - Labels Joint, klik Edit +

Auto Relabel + All in List; klik OK;

13) Tampilkan nomor nodal dan nomor elemen pada layar: klik menu View + Set Display

Options…; pada bagian Joints: contreng Label dan Restraints; dan pada bagian

Frame: contreng Label; klik OK;


14) Buat pengekangan tumpuan sendi nodal 7: pilih nodal dengan cara Click-Drag dari kiri

ke kanan; pilih menu Assign + Joint + Restrains; pilih template sendi pada bagian

Fast Restraints; klik OK;

15) Buat pengekangan tumpuan rol nodal 4: pilih nodal dengan cara Click-Drag dari kiri ke

kanan; pilih menu Assign + Joint + Restrains; pilih template rol pada bagian Fast

Restraints; klik OK;

16) Atur posisi tumpuan: pilih nodal 4 dan 7; klik menu Assign + Joint + Local Axes…; isi

perputaran nodal, Rotation about Y’ = -90; klik OK;

17) Definisikan mutu baja: pilih menu Define + Material…+ add New Material;


Isikan: Material Name and Display Color = BJ240MPa;

Material Type = Steel;

Unit = N, mm, C;

Weight per Unit Volume = 0;

Modulus of Elasticity, E = 200.000;

Poisson’s Ratio = 0,3;

Coefficient of Thermal Expiation, A = 1,170E-05;

Minimum Yield Stress, Fy =240;

Minimum Tensile Stress, Fu =360;

Expected Yield Stress, Fye = Fy * 1,1 = 480;

Expected Tensile Stress, Fue =Fu * 1,1 = 390;

Klik OK;

Klik OK untuk mengakhiri.


18) Definisikan ukuran penampang: ganti terlebih dahulu satuan ke N, mm, C; pilih menu

Define + Section Properties + Frame Sections…+ Add New Property…; pilih

template Double Angle;

Isikan: Section Name = 2L30.30.3;

Material = BJ240MPa;

Outside depth (t3) = 30;

Outside width (t2) = 38; 30 + 8 mm (tebal plat sambungan)

Horizontal leg thickness (tf) = 3

Vertikal leg thickness (tw) = 3


Back to back distance (dis) = 8;

Klik Set Modifiers…

Isikan: Cross-section (axial) Area = 1; dan data yang lainnya = 0

Klik OK; klik OK sekali lagi;

Ulangi untuk pofil 2L 40.40.4: klik Add Copy Property…;

Isikan: Section Name = 2L40.40.4;

Material = BJ240MPa;

Outside depth (t3) = 40;

Outside width (t2) = 48; 40 + 8 mm (tebal plat sambungan)

Horizontal leg thickness (tf) = 4

Vertikal leg thickness (tw) = 4

Back to back distance (dis) = 8;

Klik Set Modifiers…, isikan data sebagaimana di atas;

klik OK; klik OK sekali lagi;

Klik OK untuk mengakhiri;

19) Definisikan pola beban: Define + Load Pattern


Isikan:

Item Beban Mati

Beban Hidup

Beban Angin

Kiri Kanan

Load Pattern Name BM BH BAki BAka

Type Dead Live Wind Wind

Self-weight Multiplier 0 0 0 0

klik Add New Load Pattern setiap selesai pengisian data satu beban;

klik OK;

20) Definisikan Kombinasi beban: Define + Load Combination…+ Add New Combo;

Untuk kombinasi beban 1:

Isikan: Load Combination Name = U1

Load Case Name = BM;

Load Case Type = Linier Static;

Scale Factor = 1,4;

Klik Add; klik OK;

Lanjutkan untuk kombinasi beban 2:

Klik Add New Combo;


Isikan: Load Combination Name = U2



Scale Factor = 1,2;

Klik Add;

Load Case Name = BH;


Scale Factor = 0,5;

Klik Add; klik OK;

Lanjutkan untuk kombinasi beban 3A:

Klik Add New Combo;

Isikan: Load Combination Name = U3A



Scale Factor = 1,2;

Klik Add

Load Case Name = BH;


Scale Factor = 1,6;

Klik Add;

Load Case Name = BAki;


Scale Factor = 0,8;

Klik Add; klik OK;

Lanjutkan untuk kombinasi beban 3B:

Klik pada U3A;

Klik Add Copy of Combo;

Isikan: Load Combination Name = U3B;

Klik pada Baki;

Ubah Load Case Name = menjadi BAka;

Klik Modify; klik OK;


Klik pada U3A;

klik Add Copy of Combo;


Isikan: Load Combination Name = U4A;

Klik pada BH;

Ubah Scale Factor = menjadi 0,5;

Klik Modify;

Klik pada BAki;




Klik pada U4A;



Klik pada BAki;




Klik pada U1;


Isikan: Load Combination Name = U5A;

Klik pada BM;


Klik Modify;

Isikan: Load Case Name = BAki;


Scale Factor = 1,3;

Klik Add; klik OK;


Klik pada U5A;



Klik pada BAki;



Klik OK untuk mengakhiri;


21) Penetapan sifat penampang pada elemen:

Elemen batang bawah dan elemen batang vertikal:

pilih elemen yang dimaksud dengan cara Click-Drag dari kanan ke kiri; pilih menu

Assign + Frame + Frame Sections…; klik 2L40.40.4; klik OK;

Elemen batang atas dan elemen batang diagonal:

pilih elemen yang dimaksud dengan cara Click-Drag dari kanan ke kiri; pilih menu

Assign + Frame + Frame Sections…; klik 2L30.30.3; klik OK;

22) Penetapan nodal sebagai sambungan sendi: tekan Ctrl-A; klik Menu Assign + Frame +

Release/Partial Fixity…; pada bagian Moment 33 (Mayor) contreng Start dan End;

klik OK;

23) Penetapan beban mati pada struktur: ubah satuan menjadi kN, m, C;


Pilih nodal 1 dan 7; klik menu Assign + Joint Loads + Forces…;

Isikan: Load Pattern Name = BM

Unit = kN, m, C

Force Global Z = -1,4

Klik OK;


Isikan: Load Pattern Name = BM

Unit = kN, m, C

Force Global Z = -2,8

Klik OK;

24) Penetapan beban hidup pada struktur:

Pilih nodal 1, 5, 6, dan 7; klik menu Assign + Joint Loads + Forces…;

Isikan: Load Pattern Name = BH

Unit = kN, m, C

Force Global Z = -1

Klik OK;

25) Penetapan beban angin kiri pada struktur:


Isikan: Load Pattern Name = BAki

Unit = kN, m, C

Force Global X = -0,375

Force Global Z = 1,4

Klik OK;


Isikan: Load Pattern Name = BAki

Unit = kN, m, C




Klik OK;

26) Penetapan beban angin kanan pada struktur:


Isikan: Load Pattern Name = BAka

Unit = kN, m, C



Klik OK;


Isikan: Load Pattern Name = BAka

Unit = kN, m, C



Klik OK;

27) Menentukan derajat kebebasan dari jenis struktur yang akan analisis: pilih menu

Analyze + Set Analysis Option;

Klik Plane Frame;

Klik OK.

28) Menentukan Load Case (kondsi beban) yang akan disertakan dalam analisis: pilih

menu Analyze + Set Load Case to Run;


Pilih DEAD dan MODAL, klik Run/Do Not Run Case;

Klik OK untuk mengakhiri; atau klik Run Now untuk eksekusi analisis.

29) Menampilkan hasil analisis struktur dalam bentuk grafis: Display + Show

Forces/Stresses + Frames/Cables

Isikan: Case/Combo Name = U1 atau U2 dan seterusnya

Klik Axial untuk menampilkan digram gaya batang

Klik OK;


30) Menampilkan deformasi struktur dalam bentuk grafis: Display + Show Deformed

Shape…

Modul 2- SAP2000

Documents

Transcript of Modul 2- SAP2000