Tutorial Portal Baja 3 D dengan SAP 2000 V.11 Structure Program
MODEL PORTAL BAJA 3D
A.
Data
Awal Struktur
Sebuah
bangunan portal baja seperti gambar, (BJ 37) dengan fy (tegangan leleh
baja) : 240 MPa, Fu = (tegangan putus baja) : 370 MPa, dan modulus elastisitas Es
: 2.105 MPa, dengan balok menggunakan profil baja WF 300.300.10.15
mm, profil kolom menggunakan baja WF 350.350.12.19 mm, seperti Gambar,
bangunan difungsikan sebagai gedung perkantoran. Setiap balok pada lantai 1 dan
2, difungsikan untuk menahan plat lantai dan dinding bata, balok pada atap
hanya menahan palat lantai. Beban yang digunakan sesuai dangan peraturan yang
ditetapkan. Lokasi gedung berada di kota Jakarta.
1.
Beban-beban yang
bekerja sebagai berikut :
·
Beban dinding = 250,98 Kg/m3
·
Beban mati
tambahan lantai = 50,98 Kg
· Beban mati tambahan atap = 50,98 Kg/m3
· Beban mati tambahan atap = 50,98 Kg/m3
·
Beban hidup
lantai = 250,98 Kg/m3
·
Beban hidup atap = 150,98 Kg/m3
·
Beban gempa arah
X (lantai 1) = 200,98 kN
·
Beban gempa arah
Y (lantai 1) = 180,98 kN
·
Beban gempa arah
X (lantai 2) = 250,98 kN
·
Beban gempa arah
Y (lantai 2) = 220,98 kN
·
Beban gempa arah
X (lantai 3) = 300,98 kN
·
Beban gempa arah
Y (lantai 3) = 260,98 kN
2.
Kombinasi beban
sebagai berikut :
·
1,4 DL
·
1,2 DL + 1,6 LL
·
1,2 DL + 0,5 LL
+1 EX + 0,3 EY
·
1,2 DL + 0,5 LL
- 1 EX – 0,3 EY
·
1,2 DL + 0,5 LL
+ 0,3 EX + 1 EY
·
1,2 DL + 0,5
LL – 0,3 EX – 1EY
B.
Langkah
Kerja Analisis Portal Baja 3D
1.
Input Model
a.
Menentukan
Geometri Struktur
File > New Model
Ø Klik
tombol grid only
Pada
kotak dialog berikutnya (Quick grind
lines) : isikan data sebagi berikut seperti Gambar 3.7.
· Number Of Grid
Lines (Nilai jumlah garis)
X Direction (grid
arah X) = 5
Y Direction (grid arah Y) = 3
Z Direction (grid
arah Z) = 4
· Grid Spacing
(jarak antar garis)
X Direction (grid
arah X) = 7,98
Y Direction (grid arah Y) = 7,98
Z Direction (grid
arah Z) = 4,98
Ø Klik
Ok
b.
Mengubah
tampilan ke bidang XZ
Klik toolbar :
(untuk merubah tampilan ke bidang XZ).

Anda dapat merubah tampilan pada
menu bar, sesuai tinjauan pada koordinat yang anda pilih, misal tampilan koordinat xy atau yz.
c. Mendefinisikan tipe bahan
c. Mendefinisikan tipe bahan
1)
Untuk Baja
Define
> Materials
Toolbar
: 

Ø Klik
tombol add new material
Pada kotak dialog berikutnya (material property data) :
Pada kotak dialog berikutnya (material property data) :
Ø Beri
nama bahan pada isian material name baja
Ø Materil type
pilih steel
Ø Weight per unit
volume (berat jenis baja)= 7850 Kg/m3
Ø Modulus
Elastisitas Baja = 200000 MPa
Ø Pada
isian fy (tegangan leleh baja) isikan = 240 MPa,
Ø Pada
isian fu (tegangan putus baja) isikan = 410 Mpa
Ø Klik
OK lagi.
d.
Mendefinisikan
penampang elemen struktur
1)
Untuk Baja
profil WF 300x300x10x15 mm
Define
> Frame section
Toolbar
: 

Ø Klik
tombol add new property
Ø
Pada
kotak dialog berikutnya add frame section
property pilih steel

Ø Klik
double angel
Ø Pada
kotak dialog berikutnya (double angel
section). Beri nama penampang pada section
name untuk elemen profil batang BALOK
Ø Isikan
data material dengan material yang
sudah dibuat pilih Baja
Ø Selanjutnya
isikan data dimensi profil
·
Isikan (t3) =
0,3 (tinggi penampang baja 300 mm)
·
Isikan (t2) =
0,3 (lebar penampang atas baja 300 mm)
·
Isikan (tf) =
0,01 (tebal sayap atas penampang 10 mm)
·
Isikan (tw) =
0,015 (tebal badan penampang baja 15 mm)
·
Isikan (t2b) = 0,3
(lebar penampang bawah baja 300 mm)
·
Isikan (tfb) =
0,01 (tebal sayap bawah penampang 10 mm),
Ø Selanjutnya
klik OK
2)
Untuk Baja
profil 350x350x12x19 mm
Ø Klik
tombol add new property
Ø
Pada kotak
dialog berikutnya add frame section
property pilih steel

Ø Klik
double angel
Ø Pada
kotak dialog berikutnya (double angle
section). Beri nama penampang pada section
name KOLOM
Ø Isikan
data material dengan material yang
sudah dibuat pilih Baja
Ø Selanjutnya
isikan data dimensi profil
Ø Isikan
(t3) = 0,35 (tinggi penampang baja 350 mm)
Ø Isikan
(t2) = 0,35 (lebar penampang atas baja 350 mm)
Ø Isikan
(tf) = 0,012 (tebal sayap atas penampang 12 mm)
Ø Isikan
(tw) = 0,019 (tebal badan penampang baja 19 mm)
Ø Isikan
(t2b) = 0,35 (lebar penampang bawah baja 350 mm)
Ø Selanjutnya
klik OK dan klik ok lagi.
e.
Menggambar
model struktur
Draw
> draw Frame/Cable Element
Toolbar
: 

Pada kotak dialog yang muncul (properties of object), pilih section
sesuai dengan profil yang sudah di buat pada point d.
Ø Menggambar
dengan cara mengklik kiri mouse di setiap joint, dan klik kanan mouse sebagai
pemutus garis.
Ø Setelah
selesai menggambar object, klik ESC
untuk menghilangkan kotak dialog properties
object
Ø Selanjutnya
membuat kolom. Ubah tampilan bidang koordinat pada menu bar, sesuai tinjauan
pada tampilan koordinat xz. Lihat point b. Pada kotak dialog yang muncul (properties of object), pilih section
sesuai dengan profil yang sudah di buat pada point d, yaitu KOLOM.
Ø Jika ingin melihat gambar atau memunculkan dimensi profil lihat pada menubar, klik Display, kemudian klik Show Misc Assigns klik frame section dan klik Ok.
Ø Jika ingin melihat gambar atau memunculkan dimensi profil lihat pada menubar, klik Display, kemudian klik Show Misc Assigns klik frame section dan klik Ok.
f.
Memberi
tipe tumpuan struktur sendi
Ø Ubah tampilan menjadi xy
Ø Memblok tampilan base xy
Ø Klik
Assign > joint > Restraints
Toolbar
: 

Pada kotak dialog yang muncul
Ø klik
tumpuan sebagai sendi 

Ø klik
OK
g.
Mendefinisikan
Tipe Beban
Define > Load Cases
Toolbar : 

Ø pada
load name isikan LIVE; pilih LIVE pada Type lalu klik
Add New Load.
Ø pada
load name isian LIVE ; diganti dengan GEMPA X ; pilih QUAKE
pada Type lalu klik Add New Load.
Ø pada
load name isian GEMPA X; diganti dengan GEMPA Y ; pilih
QUAKE pada Type lalu klik Add New Load,
Ø Klik
OK
h.
Mendefinisikan
kombinasi pembebanan
Define
> Combinations
Toolbar
: Klik
tombol Add New Combo
Pada Define Combinations of Case Results
Ø Klik
tombol Add New Combo
· Pada
combinasi 1, pilih DEAD pada Case Name
dan isikan 1,4 pada Scale Factor lalu
klik add , dan klik OK.
Dengan cara yang sama, lakukan untuk kombinasi
berikutnya,
· Pada
combinasi 2, pilih DEAD pada Case Name
dan isikan 1,2 pada Scale Factor lalu
klik add , pilih LIVE pada Case Name dan isikan 1,6 pada Scale Factor lalu klik add, pilih LIVEATAP pada Case Name dan isikan 0,5 pada Scale Factor lalu klik add, dan klik OK.
· Pada
combinasi 3, pilih DEAD pada Case Name
dan isikan 1,2 pada Scale Factor lalu
klik add , pilih LIVE pada Case Name dan isikan 0,5 pada Scale Factor lalu klik add pilih GEMPA X pada Case Name dan isikan 1 pada Scale Factor lalu klik add, pilih GEMPAY pada Case Name dan isikan 0,3 pada Scale Factor lalu klik add, dan klik OK.
· Pada
combinasi 4, pilih DEAD pada Case Name
dan isikan 1,2 pada Scale Factor lalu
klik add , pilih LIVE pada Case Name dan isikan 0,5 pada Scale Factor lalu klik add pilih GEMPA X pada Case Name dan isikan -1 pada Scale Factor lalu klik add, pilih GEMPA Y pada Case Name dan isikan -0,3 pada Scale Factor lalu klik add, dan klik OK.
· Pada
combinasi 5, pilih DEAD pada Case Name
dan isikan 1,2 pada Scale Factor lalu
klik add , pilih LIVE pada Case Name dan isikan 0,5 pada Scale Factor lalu klik add pilih GEMPA X pada Case Name dan isikan 0,3 pada Scale
Factor lalu klik add, pilih GEMPA
Y pada Case Name dan isikan 1 pada Scale Factor lalu klik add, dan klik OK.
· Pada
combinasi 6, pilih DEAD pada Case Name
dan isikan 1,2 pada Scale Factor lalu
klik add , pilih LIVE pada Case Name dan isikan 0,5 pada Scale Factor lalu klik add pilih GEMPA X pada Case Name dan isikan -0,3
pada Scale Factor lalu klik add, pilih GEMPA Y pada Case Name dan isikan -1 pada Scale Factor lalu klik add, dan klik OK.
Sehingga tampilan pada kotak dialog
terdapat 6
Combination, kemudian klik OK.
i.
Mengaplikasikan
pembebanan pada struktur
1)
Beban
Mati
a)
Beban
mati dinding 250,98 Kg/m2 pada lantai 1 dan 2
Ø Klik
batang balok pada lantai 1 dan 2
Ø Klik Assign > Frame Loads > Distributed
Ø Pada
kotak dilog yang muncul, pilih options dengan
DEAD (untuk mengaplikasikan beban
mati), isikan distance dan isikan Trapezoidal Loads dan Uniform Loads
Ø Klik
OK.
Lakukan langkah yang sama pada
balok yang menerima beban mati dinding =
501,96 Kg/m2.
b)
Beban
mati tambahan lantai = 50,98 Kg/m3 pada lantai 1 dan lantai 2
Ø klik
pada batang balok pada lantai 1 dan 2 yang menerima beban mati tambahan lantai
(satu segitigaKlik Assign > Frame
Loads > Distributed
Ø Pada
kotak dilog yang muncul, pilih options dengan
DEAD (untuk mengaplikasikan beban
mati), klik add pada options dan isikan Trapezoidal Loads dan Uniform
Load.
Lakukan langkah yang sama pada
balok yang menerima beban mati tambahan lantai (dua segitiga) pada balok = 101,96 Kg/m2.
c)
Beban
mati atap = 50,98 Kg/m3
Ø klik
pada batang balok pada atap menerima beban mati atap (satu segitiga), Klik Assign > Frame Loads > Distributed
Ø Pada
kotak dilog yang muncul, pilih options dengan
DEAD (untuk mengaplikasikan beban
mati), klik add pada options, isikan Trapezoidal Loads dan Uniform
Load
2)
Beban
Hidup
a)
Beban
hidup = 250,98 Kg/m2 pada lantai 1 dan 2
Ø klik
pada batang balok pada lantai 1 dan 2 yang menerima beban hidup atap (satu
segitiga),
Ø Klik Assign > Frame Loads > Distributed
Ø Pada
kotak dialog yang muncul, pilih options dengan
LIVE (untuk mengaplikasikan beban
mati), isikan Trapezoidal Loads dan Uniform Loads. Ø Klik
OK
Lakukan langkah yang sama pada
balok yang menerima beban hidup lantai (dua segitiga) pada balok = 501,96 Kg/m2.
b)
Beban
hidup atap = 150,98 Kg/m2 pada lantai 1 dan 2
Ø klik
pada batang balok pada lantai atap yang menerima beban hidup atap (satu
segitigaKlik Assign > Frame Loads >
Distributed
Ø Pada
kotak dilog yang muncul, pilih options dengan
LIVEATAP (untuk mengaplikasikan beban
hidup atap), isikan Trapezoidal Loads
dan Uniform Loads.
Lakukan langkah yang sama pada
balok yang menerima beban hidup lantai (dua segitiga) pada balok = 301,96 Kg/m2.
3)
Pembebanan
Gempa
a)
Beban
Gempa arah Y
Pembebanan
pada joint lantai 1 disumbu X (beban gempa statik) menerima beban gempa arah Y
Ø Klik toolbar xz. Gunakan toolbar :
untuk memilih joint paling tepi
pada lantai 1 disumbu X, Klik joint tersebut. Potongan Y1

Ø Klik
Assign > Joint Load > Force
Ø Pada
kotak dilog yang muncul, pilih Load Case
Name dengan GEMPA Y , isikan Force
Global Y = 180,98 KN,
Ø Klik
OK
Lakukan langkah yang sama pada joint
disumbu X pada lantai 2 dan lantai atap yang menerima beban gempa arah Y.
b)
Beban
Gempa arah X
Pembebanan
pada joint lantai 1 disumbu Y (beban gempa statik) menerima beban gempa arah X
Ø Klik
toolbar yz. Gunakan toolbar :
untuk memilih joint paling
tepi pada lantai 1 disumbu Y, Klik joint tersebut.

Ø Klik
Assign > Joint Loads > Forces
Ø Pada
kotak dilog yang muncul, pilih Load Case
Name dengan GEMPA X , isikan Force
Global X = 200,98 KN,
Lakukan langkah yang sama pada joint
disumbu Y pada lantai 2 dan lantai atap yang menerima beban gempa arah X.
j.
Mendefinisikan
batang-batang profil sebagai element truss
Toolbar : 

Ø Klik All
Ø Klik Assign > Frame > Releases/Partial
Fixity
Ø klik
contreng pada Moment 33 (Major) untuk
Start dan End kemudian klik Ok.
k.
Menentukan
Tipe Analisis Struktur (truss 3D)
Analyze > Set
Analysis Options > Space frame
Kemudian
Klik Ok
l.
Melakukan
Analysis (F5)
Analyze
> Run Analysis
Ø Pada
Case Name Klik Modal
Ø Klik Run/Do Not Run Case
Ø Klik
Run Now
Ø Kemudian
klik Ok.
m.
Menyimpan
data SAP
Jika belum di save, maka secara
otomatis setelah di running, program SAP akan mengingatkan kita untuk menyimpan
data. Simpanlah file dan beri nama.
2.
Data
Output
a.
Menampilkan
Deformasi Struktur
Display
> Show Deformed Shape
Toolbar
:

Pilih type beban yang ingin dilihat pada case/combo name, dan klik OK. Untuk
mengetahui besaran deformasi tranlasi dan rotasi pada joint, klik kanan pada
titik joint.
b.
Menampilkan
reaksi tumpuan
Display
> Show forces/Stress > Joint
Toolbar
:

Pilih type beban yang
ingin dilihat pada case/combo name,
dan klik OK. Untuk mengetahui besaran reaksi gaya tumpuan dan moment pada
joint, klik kanan pada titik join.
c. Menampilkan gaya-gaya batang
c. Menampilkan gaya-gaya batang
Display
> Show forces/Stress > Frames/Cables
Toolbar
: 

Pilih type beban yang
ingin dilihat pada case/combo name, pada
component. Pilih type gaya yang ingin
dilihat, lalu klik OK. Kemudian Klik kanan pada batang
untuk menampilkan detailnya.
d.
Melihat
atau mengecek struktur Baja
Design
> Steel Frame Design > Start Design/Check of Structure
Toolbar
:

Maka akan terlihat
kelayakan dimensi, bahan struktur dengan grafik warna,
Keterangan warna ; biru :
sangat aman (boros bahan)
hijau : aman (hemat bahan)
kuning
: aman (hemat bahan)
orange
: bahaya/hati-hati (hemat bahan)
merah : sangat berbahaya (tidak dianjurkan)
e.
Mencetak
gambar di layar ke printer
File
> Print Setup for Graphics
Shortcut
: Ctrl + P
Klik tombol setup
tentukan konfigurasi printer, ukuran kertas dan klik OK, klik OK.
Kemudian klik File dan klik Print Graphics
3.
Pengolahan
data output
a.
Menampilkan
data/tabel analisa
Display
> Show Tables
Shortcut
: Shift + F12
Untuk melihat data-data hasil
output chek list Analysis Result, klik OK.
b.
Memindahkan/mengekspor
table data ke program Excell
Pada menu kotak dialog (Assembled Joint Mases)
Klik File > Export All Tables
> To Excell.
3 comments :
Post a Comment