Download - Modul Pelatihan SAP.pdf
-
7/22/2019 Modul Pelatihan SAP.pdf
1/17
Perencanaan Struktur Kuda-kudaSusanto Firdaus (085224603822)
Modul Pelatihan SAP 2000 1
PERENCANAAN KUDA-KUDA
A.Pemodelan StrukturAnalisis struktur rangka kuda-kuda dilakukan dengan menggunakan
program bantu SAP v14.2.2. Desain kuda-kuda dimodelkan sebagai berikut :
Gambar 1. Pemodelan struktur kuda-kuda padaSAP
B.Peraturan dan Standar Perencanaan1. Tata Cara Perencanaan Struktur Baja untuk Bangunan Gedung, SNI 03-
1729-2002
2. Pedoman Perencanaan Pembebanan Untuk Rumah dan Gedung, PPPURG1987
3. Tabel Profil Baja
C.Data TeknisBentang kuda-kuda : 12 m
Jarak antar kuda-kuda : 6 m
Profil kuda-kuda : - 2L 50.50.5
- L 40.40.5
-
7/22/2019 Modul Pelatihan SAP.pdf
2/17
Perencanaan Struktur Kuda-kudaSusanto Firdaus (085224603822)
Modul Pelatihan SAP 2000 2
Mutu baja : BJ 37
Alat sambung : bautTegangan leleh minimum (fy) : 240 MPa
Tegangan putus minimum (fu) : 370 MPa
Profil gording : C 125.50.20.3,2
Berat profil gording : 6,13 kg/m
Sudut kemiringan : 17
Penutup atap : metal deck
Berat penutup atap : 12 kg/m
D.Kombinasi Pembebanan1,4 D
1,2 D + 1,6 L
1,2 D + 0,5 L + 0,8 Angin Kanan
1,2 D + 0,5 L0,8 Angin Kanan
1,2 D + 0,5 L + 0,8 Angin Kiri1,2 D + 0,5 L0,8 Angin Kiri
Kombinasi Pembebanan yang diinputkan ke SAP seperti pada gambar berikut :
Gambar. 2 Kombinasi Pembebanan yang digunakan dalam Analisis
-
7/22/2019 Modul Pelatihan SAP.pdf
3/17
Perencanaan Struktur Kuda-kudaSusanto Firdaus (085224603822)
Modul Pelatihan SAP 2000 3
E.Perhitungan Beban1. Beban Mati (Dead Load)
a. Berat Sendiri StrukturBerat sendiri struktur tidak dihitung manual, namun secara otomatis
dihitung oleh SAP.
b. Beban Mati Tambahan (SDL)Beban penutup atap genteng 12 kg/m * 6 m * 1,25 m = 90 kg
Beban gording C 125.50.20.3,2
6,13 kg/m * 6 m = 36,78 kgBeban Utilitas 20 kg/m * 6 m * 1,25 m = 150 kg
Beban Mati Tambahan (SDL)total = 276,78 kg
Beban mati tambahan (SDL)yang bekerja pada struktur kuda-kuda
dimodelkan sebagai beban titik yang terpusat pada tiap joint. Input beban
dilakukan dengan cara Assign Join t LoadsForceSDL , dengan arah
FZ (-). Maksud tanda negatif menunjukkan arah gaya dari atas kebawah.
Input beban mati tambahan pada kuda-kuda ditunjukkan pada
gambar berikut :
Gambar. 3 Input Beban Mati Tambahan (SDL)pada struktur kuda-kuda
-
7/22/2019 Modul Pelatihan SAP.pdf
4/17
Perencanaan Struktur Kuda-kudaSusanto Firdaus (085224603822)
Modul Pelatihan SAP 2000 4
Beban Mati Tambahan (SDL) yang bekerja pada struktur kuda-kuda
ditunjukkan pada gambar berikut :
Gambar. 4 Beban Mati Tambahan (SDL)yang bekerja pada struktur kuda-kuda
2. Beban HidupBerat Pekerja disetiap joint = 100 kg
Berat air hujan = 400,8400,8(17) = 26,4 kg
Beban Hidup Total = 126,4 kg
Beban Hidup (Live Load) yang bekerja pada struktur kuda-kuda
dimodelkan sebagai beban titik yang terpusat pada tiap joint. Input beban
dilakukan dengan cara Assign Join t L oadsForceLi ve, dengan arah
FZ (-). Maksud tanda negatif menunjukkan arah gaya dari atas kebawah.
Input beban mati tambahan pada kuda-kuda ditunjukkan pada gambar
berikut :
-
7/22/2019 Modul Pelatihan SAP.pdf
5/17
Perencanaan Struktur Kuda-kudaSusanto Firdaus (085224603822)
Modul Pelatihan SAP 2000 5
Gambar. 5 Input Beban Hidup (Live Load)pada struktur kuda-kuda
Beban Hidup (Live Load) yang bekerja pada struktur kuda-kuda
ditunjukkan pada gambar berikut :
Gambar. 6 Beban Hidup (Live Load)pada struktur kuda-kuda
3. Beban AnginBerdasarkan PPPRUG 1987, koefisien angin untuk gedung tertutup adalah
sebagai berikut :
-
7/22/2019 Modul Pelatihan SAP.pdf
6/17
Perencanaan Struktur Kuda-kudaSusanto Firdaus (085224603822)
Modul Pelatihan SAP 2000 6
Tekanan angin diluar daerah pantai (qw) = 25 kg/m
Sudut kemiringan kuda-kuda = 17
Koefisien angin tekan = 0,02- 0,4 = 0,02(17)0,4 = 0,06
Koefisien angin hisap = -0,4
a. Angin Tekan (QT) = Lantar gording * L antar kuda-kuda * koeftekan * qw= 1,25 * 6 * 0,06 * 25
= 11,25 kg
Beban angin vertikal (VT) = QT * cos
= 11,25 * cos 17
= 10,76 kg
Beban angin horisontal (HT) = QT * sin
= 11,25 * sin 17
= 3,29 kg
b. Angin Hisap (QH) = Lantar gording * L antar kuda-kuda * koeftekan * qw= 1,25 * 6 * 0,4 * 25
= 75 kg
Beban angin vertikal (VT) = QT * cos
= 75 * cos 17
= 71,72 kg
Beban angin horisontal (HT) = QT * sin
= 75 * sin 17
= 21,93 kg
-
7/22/2019 Modul Pelatihan SAP.pdf
7/17
Perencanaan Struktur Kuda-kudaSusanto Firdaus (085224603822)
Modul Pelatihan SAP 2000 7
Input beban angin (dari arah kanan) pada struktur kuda-kuda dilakukandengan cara Assign Join t L oadsForce, dengan arah beban sumbu X dan Z
seperti pada gambar berikut.
a. Angin Tekan b. Angin HisapGambar. 7 Input Beban Angin dari arah kanan
Beban angin (Wind Load) dari arah kanan pada struktur kuda-kuda
ditunjukkan pada gambar berikut :
Gambar. 8 Beban Angin (Wind Load)dari arah kanan pada struktur kuda-kuda
Input beban angin (dari arah kiri) pada struktur kuda-kuda dilakukan dengan
cara Assign Join t LoadsForce, dengan arah beban sumbu X dan Z seperti
pada gambar berikut.
-
7/22/2019 Modul Pelatihan SAP.pdf
8/17
Perencanaan Struktur Kuda-kudaSusanto Firdaus (085224603822)
Modul Pelatihan SAP 2000 8
a. Angin Tekan b. Angin HisapGambar. 9 Input Beban Angin dari arah kiri
Beban angin (Wind Load) dari arah kiri pada struktur kuda-kuda
ditunjukkan pada gambar berikut :
Gambar. 10 Beban Angin (Wind Load)dari arah kiri pada struktur kuda-kuda
Setelah semua beban dimasukkan, struktur kuda-kuda harus di Release
karena tiap joint kuda-kuda adalah sambungan, maka diasumsikan ada sendi pada
tiap joint dengan cara AssignFrameReleaseMoment 33.
-
7/22/2019 Modul Pelatihan SAP.pdf
9/17
Perencanaan Struktur Kuda-kudaSusanto Firdaus (085224603822)
Modul Pelatihan SAP 2000 9
Gambar. 11AssignFrameRelease, untuk Mengasumsikan Sendi pada Tiap Joint
Struktur kuda-kuda yng telah di release ditunjukkan pada gambar berikut :
Gambar. 12Frame yang telah direleasepada struktur kuda-kuda
-
7/22/2019 Modul Pelatihan SAP.pdf
10/17
Perencanaan Struktur Kuda-kudaSusanto Firdaus (085224603822)
Modul Pelatihan SAP 2000 10
F.Analisis StrukturAcuan perencanaan yang akan digunakan pada analisis dengan SAP adalah
AISC-LRFD 99. Untuk menentukan acuan perencanaan pada SAP dilakukan
dengan cara Design Steel Frame Design View/ Revise Preferences.
Kemuadian pilih AISC-LRFD 99.
Gambar. 13 Steel Frame Design Berdasarkan AISC-LRFD 99.
Memilih kombinasi pembebanan yang bekerja pada struktur dengan cara
Define Steel F rame Design Select Design Combos, seperti ditunjukkan pada
gambar berikut ;
-
7/22/2019 Modul Pelatihan SAP.pdf
11/17
Perencanaan Struktur Kuda-kudaSusanto Firdaus (085224603822)
Modul Pelatihan SAP 2000 11
Gambar. 14Design Load Combination Selection
Karena struktur dianalisis secara 2 dimensi, maka pilih analysis options
dengan sumbu XZ plane.
Gambar. 15 Set Analysis Option XZ Plane.
-
7/22/2019 Modul Pelatihan SAP.pdf
12/17
Perencanaan Struktur Kuda-kudaSusanto Firdaus (085224603822)
Modul Pelatihan SAP 2000 12
Untuk mengetahui dan melihat kemampuan struktur dalam menerima bebandapat dilakukan dengan cara Design Steel F rame Design Star t / check of
structures.
Gambar. 16 rasio kapasitas struktur kuda-kuda.
Sedangkan untuk mengetahui nilai rasio kapasitas (perbandingan tegangan
yang terjadi dengan tegangan yang direncanakan) dapat diketahui dengan cara
Design Steel F rame Design Display Design I nfo PM Ratio Colour and
Values.
Gambar. 17 nili rasio kapasitas struktur kuda-kuda.
-
7/22/2019 Modul Pelatihan SAP.pdf
13/17
Perencanaan Struktur Kuda-kudaSusanto Firdaus (085224603822)
Modul Pelatihan SAP 2000 13
Untuk menampilkan gaya yang bekerja (gaya tekan dan gaya tarik) padastruktur dapat dilakukan dengan cara Display Show TableAnalysis Resul t
Elemenet OutputFrame OutputElement Forces.
Gambar. 16 Tabel Output analisis struktur kuda-kuda.
G. Kontrol HitunganDari outout SAPdiperoleh :
Gaya tarik maksimum = 81671,78N
Gaya tekan maksimum = 85402,23N
Profil baja yang dianalisis adalah 2L 50.50.5 dengan spesifikasi sebagai
berikut :
Gambar 17. Section Properties
-
7/22/2019 Modul Pelatihan SAP.pdf
14/17
Perencanaan Struktur Kuda-kudaSusanto Firdaus (085224603822)
Modul Pelatihan SAP 2000 14
Mutu Baja yang digunakan adalah BJ 37
Tegangan leleh minimum (fy) = 240 MPa
Tegangan putus minimum (fu) = 370 MPa
Modulus Elastisitas (Es) = 200000 MPa
Luas Penampang (A) = 960 mm2
Tinggi penampang = 50 mm
Tebal =5 mm
Lebarpenampang = 105 mm
Tebalpelat simpul = 5 mm
1. Analisis Batang Tarika. Cek kekuatan Batang Tarik (strength)
Tegangan tarik yang terjadi,
= 85,07N/mm
Tegangan tarik rencana,
r = * fy
r = 0,9 * 240 = 216N/mm
Rasio tegangan,
stress ratio =
= 0,394 < 1 OK,,,
Syarat, < r
85,07 N/mm< 216 N/mm OK
-
7/22/2019 Modul Pelatihan SAP.pdf
15/17
Perencanaan Struktur Kuda-kudaSusanto Firdaus (085224603822)
Modul Pelatihan SAP 2000 15
b.
Cek kekakuan Batang Tarik (stiffeness)Momen Inersia penampang,I= 110000 mm4
Jari-jari girasi,
i =
=
= 15,14 mm
Panjang batang, Lk = 1200 mm
Nilai kelangsingan, =
=
= 79,26
syarat kelangsingan batang tarik,
< 300
79,26 < 300 OK
2. Analisis Batang Tekana. Cek kekuatan Batang Tekan (strength)
Panjang batang, L = 1254,83 mm
Faktor panjang efektif, k = 1 (ujung batang dimodelkan sendi)
Panjang tekuk batang, Lk = k * L = 1 * 1254,83 = 1254,83 mm
Jari-jari girasi,
i = =
= 15,14 mm
Kelangsingan batang tekan,
c=
= = 0,910,25 < c < 1,2 =
-
=
-
= 1,44
-
7/22/2019 Modul Pelatihan SAP.pdf
16/17
Perencanaan Struktur Kuda-kudaSusanto Firdaus (085224603822)
Modul Pelatihan SAP 2000 16
Tegangan tekan yang terjadi,
=
=
= 88,96N/mm2
Tegangan tekan rencana,
r =
= 0,85 *
= 141,67N/mm2
Rasio tegangan, stress ratio =
< 1=
= 0,63 < 1 OK
Syarat, < r
88,96 < 141,67 OK
c. Cek Kekakuan Batang Tekan (Stiffenes)Panjang Batang, Lk = 1254,83 mm
Jari-jari girasi,
i =
=
= 15,14 mm
kelangsingan batang,
=
=
= 79
syarat kelangsingan batang tarik,
< 200
82,88 < 200 OK
-
7/22/2019 Modul Pelatihan SAP.pdf
17/17
Perencanaan Struktur Kuda-kudaSusanto Firdaus (085224603822)
Modul Pelatihan SAP 2000 17
3.
Cek Lendutan Maksimum yang terjadiLendutan yang terjadi akibat beban mati dan beban hidup dapat diketahui
langsung dari SAP dengan cara. Display Show Deformed Shapes seperti
ditunjukkan pada gambar berikut.
Gambar 18. Lendutan maksimum yang terjadi pada struktur
Kontrol lendutan :
Lendutan yang terjadi < Lendutan yang diijinkan
15,30 mm < 1/300 * L = 1/300 * 12000 mm= 40 mm
15,30 mm < 40 mm OK
H. KesimpulanDari hasil analisis yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa
struktur kuda-kuda aman dan mampu menerima kombinasi beban-beban yang
direncanakan, meliputi : beban mati, beban hidup, dan beban angin.