Modul 2- SAP2000
-
Upload
yasser-elviena -
Category
Documents
-
view
193 -
download
11
description
Transcript of 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)
Yulius Rief Alkhaly, ST., M.Eng Modul2:PerencanaanStrukturRangkaBatangJTS–Unimal2012 Hal:2
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
Yulius Rief Alkhaly, ST., M.Eng Modul2:PerencanaanStrukturRangkaBatangJTS–Unimal2012 Hal:3
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
Yulius Rief Alkhaly, ST., M.Eng Modul2:PerencanaanStrukturRangkaBatangJTS–Unimal2012 Hal:4
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;
Yulius Rief Alkhaly, ST., M.Eng Modul2:PerencanaanStrukturRangkaBatangJTS–Unimal2012 Hal:5
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:
Yulius Rief Alkhaly, ST., M.Eng Modul2:PerencanaanStrukturRangkaBatangJTS–Unimal2012 Hal:6
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;
Yulius Rief Alkhaly, ST., M.Eng Modul2:PerencanaanStrukturRangkaBatangJTS–Unimal2012 Hal:7
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;
Yulius Rief Alkhaly, ST., M.Eng Modul2:PerencanaanStrukturRangkaBatangJTS–Unimal2012 Hal:8
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.
Yulius Rief Alkhaly, ST., M.Eng Modul2:PerencanaanStrukturRangkaBatangJTS–Unimal2012 Hal:9
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
Yulius Rief Alkhaly, ST., M.Eng Modul2:PerencanaanStrukturRangkaBatangJTS–Unimal2012 Hal:10
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
Yulius Rief Alkhaly, ST., M.Eng Modul2:PerencanaanStrukturRangkaBatangJTS–Unimal2012 Hal:11
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;
Yulius Rief Alkhaly, ST., M.Eng Modul2:PerencanaanStrukturRangkaBatangJTS–Unimal2012 Hal:12
Isikan: Load Combination Name = U2
Load Case Name = BM;
Load Case Type = Linier Static;
Scale Factor = 1,2;
Klik Add;
Load Case Name = BH;
Load Case Type = Linier Static;
Scale Factor = 0,5;
Klik Add; klik OK;
Lanjutkan untuk kombinasi beban 3A:
Klik Add New Combo;
Isikan: Load Combination Name = U3A
Load Case Name = BM;
Load Case Type = Linier Static;
Scale Factor = 1,2;
Klik Add
Load Case Name = BH;
Load Case Type = Linier Static;
Scale Factor = 1,6;
Klik Add;
Load Case Name = BAki;
Load Case Type = Linier Static;
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;
Lanjutkan untuk kombinasi beban 4A:
Klik pada U3A;
klik Add Copy of Combo;
Yulius Rief Alkhaly, ST., M.Eng Modul2:PerencanaanStrukturRangkaBatangJTS–Unimal2012 Hal:13
Isikan: Load Combination Name = U4A;
Klik pada BH;
Ubah Scale Factor = menjadi 0,5;
Klik Modify;
Klik pada BAki;
Ubah Scale Factor = menjadi 1,3;
Klik Modify; klik OK;
Lanjutkan untuk kombinasi beban 4B:
Klik pada U4A;
klik Add Copy of Combo;
Isikan: Load Combination Name = U4B;
Klik pada BAki;
Ubah Load Case Name = menjadi BAka;
Klik Modify; klik OK;
Lanjutkan untuk kombinasi beban 5A:
Klik pada U1;
klik Add Copy of Combo;
Isikan: Load Combination Name = U5A;
Klik pada BM;
Ubah Scale Factor = menjadi 0,9;
Klik Modify;
Isikan: Load Case Name = BAki;
Load Case Type = Linier Static;
Scale Factor = 1,3;
Klik Add; klik OK;
Lanjutkan untuk kombinasi beban 5B:
Klik pada U5A;
klik Add Copy of Combo;
Isikan: Load Combination Name = U5B;
Klik pada BAki;
Ubah Load Case Name = menjadi BAka;
Klik Modify; klik OK;
Klik OK untuk mengakhiri;
Yulius Rief Alkhaly, ST., M.Eng Modul2:PerencanaanStrukturRangkaBatangJTS–Unimal2012 Hal:14
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;
Yulius Rief Alkhaly, ST., M.Eng Modul2:PerencanaanStrukturRangkaBatangJTS–Unimal2012 Hal:15
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;
Pilih nodal 5 dan 6; klik menu Assign + Joint Loads + Forces…;
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:
Pilih nodal 1 dan 7; klik menu Assign + Joint Loads + Forces…;
Isikan: Load Pattern Name = BAki
Unit = kN, m, C
Force Global X = -0,375
Force Global Z = 1,4
Klik OK;
Pilih nodal 5 dan 6; klik menu Assign + Joint Loads + Forces…;
Isikan: Load Pattern Name = BAki
Unit = kN, m, C
Force Global X = -0,75
Yulius Rief Alkhaly, ST., M.Eng Modul2:PerencanaanStrukturRangkaBatangJTS–Unimal2012 Hal:16
Force Global Z = 2,8
Klik OK;
26) Penetapan beban angin kanan pada struktur:
Pilih nodal 1 dan 7; klik menu Assign + Joint Loads + Forces…;
Isikan: Load Pattern Name = BAka
Unit = kN, m, C
Force Global X = -0,06
Force Global Z = 0,215
Klik OK;
Pilih nodal 5 dan 6; klik menu Assign + Joint Loads + Forces…;
Isikan: Load Pattern Name = BAka
Unit = kN, m, C
Force Global X = -0,12
Force Global Z = 0,43
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;
Yulius Rief Alkhaly, ST., M.Eng Modul2:PerencanaanStrukturRangkaBatangJTS–Unimal2012 Hal:17
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;
Yulius Rief Alkhaly, ST., M.Eng Modul2:PerencanaanStrukturRangkaBatangJTS–Unimal2012 Hal:18
Yulius Rief Alkhaly, ST., M.Eng Modul2:PerencanaanStrukturRangkaBatangJTS–Unimal2012 Hal:19
30) Menampilkan deformasi struktur dalam bentuk grafis: Display + Show Deformed
Shape…