Belajar Mandiri Membuat Struktur RUMAH DUA LANTAI Dengan SAP 2000 [PDF]

Zitiervorschau

Belaiar Mandiri Membuat Struktur

RUMAH DUA LANTAI dengan

Ngudi Hori Crista Trias Widorini

3elajar Mandiri Membuat Struktur

UMAH DUA LANTAI engan

gudi Hari Crista · rias Widorini

Penerbit ANDI

BELAJAR MANDIRI MEMBUAT STRUKTUR RU MAH DUA LA NTAI DENGAN SAP 2000 Oleh : Ngudi Hari Crista dan Trias Widorini

Hak Cipta © 2018 pada Penulis. Editor

: Ratih

Setting

: Virgo

Desain Cover

: Dany

Korektor

: Novi

Hak Cipta dilindungi undang-undang. Dilarang memperbanyak atau memindahkan sebagian atau seluruh isi buku ini dalam bentuk apa pun, baik secara elektronis maupun mekanis, termasuk memfoto kopi, merekam atau dengan sistem penyimpanan lainnya, tanpa izin tertulis dari penulis. Diterbitkan aleh Penerbit ANDI (Anggota IKAPI) JI. Bea 38-40, telp (0274) 561881, Fax (0274) 588282 Yagyakarta 55281

Percetakan CV. ANDI OFFSET JI. Bea 38-40, telp (0274) 561881, Fax (0274) 588282 Yagyakarta 55281

Perpustakaan Nasional : Katalog dalam Terbitan (KDT)

Crista, Ngudi Hari BELAJAR MANDIRI MEMBUAT STRUKTUR RU MAH DUA LANTAI DENGAN SAP 2000/Ngudi Hari Crista dan Trias W idorini - Ed. I. - Yogyakarta : ANDI 27 - 26 - 25 - 24- 23 - 22 - 21- 20- 19 -18 him viii + 240; 16x23 cm. 10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

ISBN: 978 - 979 - 29 - 6073 - 0

I. Judul 1. Civil Engineering 2. W idarini, Trias

DDC' 23 : 624

KATA PENGANTAR

Software SAP 2000 versi 14 sebagai salah satu program pendukung teknik sipil semakin berkembang dan maju secara cepat, dan merupakan program rekayasa teknik sipil yang berbeda dengan program aplikasi komputer pada umumnya (AutoCAD, Corel Draw, Word, Excel, dan yang lainnya). Program ini digunakan untuk menganalisis dan desain struktur yang disusun berdasarkan teori Finite Element Analysis {FEA). Serta didukung dengan analisis Statis, Dinamis, Linier, maupun non Linier. Setiap keputusan teknis yang diambil oleh pemakai program ini sepenuhnya menjadi tanggung jawab dari penggunanya. Sehingga diharapkan

dalam

pemakaian Software

SAP,

pengguna

harus

mendalami teori yang mendasar (Analisa Struktur) yang harus dipahami sepenuhnya pada setiap rumus yang dipergunakan secara tahap demi tahap. Dalam suatu perhitungan perencanaan, hasil dari outputnya tidak akan mewakili dari hasil rea/-nya apabila pemakai tidak memahami secara mendalam apa yang sedang dikerjakannya. Hal ini dikarenakan setiap input data yang dimasukan akan selalu diproses dan dapat dipastikan hasil tersebut tidak mencerminkan kondisi real. Buku Be/ajar Mandiri Membuat Struktur Rumah Dua Lantai dengan SAP 2000 ini akan menyajikan perhitungan struktur bangunan

dari struktur atas (kuda-kuda baja) sampai struktur bawah (Pondasi) yang disertai perhitungan input data dan output gambar hasil analisis. Setelah menggunakan buku ini, pembaca diharapkan akan memiliki pengetahuan dalam merencanakan suatu bangunan rumah tinggal yang dapat diaplikasikan di lapangan.

IV

Be/ajar Mandiri Membuat Struktur Rumah 2 Lantai dengan SAP 2000

Penulis menyadari walaupun dalam pembuatan buku ini sudah diupayakan semaksimal mungkin, masih banyak kekurangan dalam buku ini . Oleh karenanya kritik dan saran mengenai isi buku in i akan kami terima dengan senang hati untuk perbaikan pad a edisi selanj utnya. Semarang, 2017 Penulis

DAFTAR ISi

Kata Pengantar ............................................................................ III Daftar Isi .......................................................................................... V

BAB 1 Pendahuluan .................................................................................. 1 1.1.

Langkah Analisis dalam Perencanaan Struktur ...................... 1

1.2.

Proses Analisis Desain dengan Sap 2000 Versi 14 ................. 3

1.3.

Proses Analisis Akhir Untuk Mengetahui Hasil Desain ..... 14

1.4.

Perintah Editing dan Display ......................... :-.............................. 16 I

BAB2 Konfigurasi Dimensi Struktur ................,............................... 21 2.1~· Pendahuluan ........................................................................................ 21 2.2.

Mendimensi Balok Anak dan Balok lnd.uk. .......::.................... 23

2.3.

MendimensfRingbalk ...................................................................... 26

2.4.

Mendimensi Sloof ·, ..........................:::................................................. 28

2.5.

Mendimensi Kolom ........................................................................... 29

"

2.5.1.

Mendimensi Kolom Tengah Lantai 1 .................~..... 30

2.5.2.

Mendimensi Kolom Pinggir Lantai 1 ........................ 32

VI

Belajar Mandiri Membuat Struktur Rumah 2 Lantai dengan SAP 2000

2.5.3.

Mendimensi Kolom Sudut Lantai 1 ........................... 34

2.5.4.

Mendimensi Kolom Lantai 2 ......................................... 36

2.6.

Mendimensi Plat Lantai .................................................................. 38

2.7.

Mendimensi Rangka Kuda-Kuda Baja ...................................... 40

BAB 3 Prosedur Perhitungan Struktur ............................................ 43 3.1.

Kriteria Perencanaan Struktur .................................................... 43 3.1.1. Sistem Fondasi. ................................................................... 43 3.1.2. Permodelan Struktur ....................................................... 44 3.1.3. Jenis Material ...................................................................... 45 3.1.4. Kombinasi Pembebanan................................................. 45 3. 1.5. Rencana Pembebanan ..................................................... 46 3.1.6. Peraturan yang Digunakan ............................................ 51

BAB4 Struktur Rangka Atap Kuda-Kuda Baja ............................. 53 4.1. Kriteria Perencanaan Struktur .................................................... 53 Pemodelan Geometri ....................................................... 54 Menentukan Material ...................................................... 60 Menentukan Penampang Struktur ............................ 61 Mendefinisikan Kasus Pembebanan ......................... 64 Mendefinisikan Kombinasi Pembebanan (Load Combination) .......................................................... 67 4.1.6. Mendefinisikan Elemen Penampang Struktur ...... 70 4.1.7. Mendefinisikan Beban pada Struktur....................... 72 4.1.8. Moment Release .................................................................. 79 4.1.9. Menyeleksi Design Beban Kombinasi.. ..................... 81 4.1.10. Analisis Struktur ................................................................ 82 4.1.11. Cek Desain Struktur Kuda- Kuda . ............................... 84

4.1.1. 4.1.2. 4.1.3. 4.1.4. 4.1.5.

Daftar lsi

BABS Struktur Beton Bertulang ....................................................... 91 S.S.

Kriteria Perencanaan Struktur .................................................... 91 5.1.1. Menggambar Model ......................................................... 93 5.1.2. Menentukan Material .................................................... 105 5.1.3. Membuat Penampang Struktur ................................. 107 5.1.4. Mendefinisikan Kasus Pembebanan ....................... 116 5.1.5. Mendefinisikan Kombinasi Pembebanan (Load Combination) ........................................................ 118 / 5.1.6. Mendefinisikan Elemen Penampang Struktur.... 121 5.1. 7. Mendefinisikan Beban pada Struktur..................... 146 5.1.8. Menyeleksi Desain Beban Kombinasi.. ................... 162 5.1.9. Analisis Struktur .............................................................. 163 5.1.10. Cek Desain Struktur Kuda-kuda................................ 164

BAB6 Mengelola Data Hasil Output SAP ....................................... 177 6.1.

Menghitung Baut dan Gambar Kerja ....................................... 177 6.1.1. Mengitung Kekuatan Baut dan Jumlah Baut........ 179 6.1.2. Garn bar Detail ................................................................... 181 6.1.3. Kontrol Terhadap Deformasi.. .................................... 181 6.1.4. Kontrol Terhadap Rasia Tegangan ........................... 182 6.2. Menghitung Tulangan Balok, Kolom dan Gambar Kerja.182 6.3. Menghitung Tulangan Plat Lantai dan Garn bar Kerja ...... 196 6.3.1. MomentMll .....................................................................196 6.3.2. Moment M22 .................................................................... 197 6.3.3 . Perhitungan Tulangan Plat M11 (Tulangan Arah X) ........................................................... 198 6.3.4. Perhitungan Tulangan Plat M22 (Tulangan Arah Y) ........................................................... 200

VI I

VI 11

Belajar Mand in Membuat Struktur Ru mah 2 Lantai dengan SAP 2000

BAB 7 Analisis Fondasi Foot Plate ................................................... 203 7.1.

Output Reaksi Fondasi .................................................................. 204

7.2.

Mencari Dirnensi Fondasi ............................................................. 205

7.3.

Mencari Tulangan Fondasi .......................................................... 205

7.4.

7.3.1. Pemodelan Struktur ....................................................... 206 7.3.2. Mendefinisikan Dirnens i Tebal Fondasi.. ............... 212 7.3.3. Mendefinisikan Karakteristik Material.. ................ 214 7.3.4. Mendefinisikan Tumpuan Pegas .............................. 215 7.3.S. Mendefinisikan Kasus Be ban ..................................... 219 7.3.6. Mendefinisikan Kombinasi Pembebanan ............ 220 7.3.7. Melakukan Analisis Struktur ..................................... 221 7.3.8. Menampilkan Kontur Momen Lentur .................... 222 Mencari Tulangan Sloof ................................................................ 226

Daftar Pustaka .......................................................................... 2 3 7 Profil Penulis ............................................................................. 239

........ ti

flliui t 1

PENDAHULUAN Untuk dapat menggunakan program SAP 2000 dengan benar diperlukan pemahaman latar belakang teori dan memahami setiap opsi program yang dapat digunakan, termasuk input data yang tepat dan mengetahui sejauh mana solusi yang dihasilkan dapat diterima. Banyak terjadi kesalahan yang dilakukan oleh pemakai yang menyebabkan kerugian besar baik dari segi hasil rancangan program rekayasa maupun dari segi ekonomi. Oleh karena itu berkaitan dengan rekayasa konstruksi atau struktur, tugas utama komputer adalah sebagai alat bantu untuk menganalisa struktur. Meskipun demikian, tidak ada jaminan hasil atau output yang dihasilkan dapat kita pakai sepenuhnya benar. Maka pemahaman tentang asumsi-asumsi dasar analisa, pemahaman perilaku struktur yang benar, serta kemampuan membuat model struktur dan variabel hasilnya harus dikuasai.

1.1. LANGKAH ANALISIS DALAM PERENCANAAN STRUKTUR Secara garis besar langkah-langkah analisis dan desain struktur adalah sebagai berikut: a.

Komplikasi data bangunan seperti data tanah, dimensi struktur bangunan (kolom, plat, balok), dan fungsi layanan bangunan.

b.

Membuat dan merancang pemodelan bangunan.

c.

Temuan gaya dalam.

d.

Membuat simpulan model struktur bangunan tersebut dengan membandingkan hasil gaya dalam dan gaya luar dari tinjauan

output yang dihasilkan.

2

Belajar Mandiri Membuat Struktur Rumah 2 Lantai dengan SAP 2000

Langkah analisis dapat dilihat pada bagan alir langkah-langkah desain struktur pada gambar 1.1 berikut.

DEFINE

1. MATERIAL 2. FRAME SECTION

START

3. DISTRIBUTED LOAD

ASSIGN

1. FRAME SECTION 2. DISTRIBUTED LOAD

OUTPUT

1. axial, momen, lintang

2. displacement 3. gaya gempa,

DISPLAY OUTPUT

END Gambar 1.1 Bagan alir langkah desain perencanaan

. l ' , ,

,

t ·, •\

Pendahuluan

1.2. PROSES ANALISIS DESAIN DENGAN SAP 2000 VERSI14 Untuk langkah-langkah analisis dan desain struktur dengan menggunakan SAP 2000 versi 14 dapat dilakukan dengan berbagai model dan cara . Untuk pemodelan dapat dilakukan dengan simple dan representative serta tidak terlalu rumit dari yang diperlukan, berkaitan dengan hal terse but maka pemodelan dapat dilakukan dengan ta ha pan model, adapun langkah tersebut adalah: 1.

Menetapkan satuan, yaitu dengan cara memilih satuan pada sudut kanan bawah (Misalnya :Ton.m.c, kg.cm.c, N.mm.cdan sebagainya).

Gambar 1.2 Letak satuan pada layar SAP 2000 versi 14

3

4

Belajar Mandiri Membuat Struktur Rumah 2 Lantai dengan SAP 2000

2.

Membuat model struktur dengan cara klik file

-+

New Model

pilih Model Struktur. l!.

New Model

n,,.w t,1o,j,.J lrW~!l:-~t,-:." '•

n1!13't:e Mod~l liom (lel4'u'! w1th Un,t

,·

lni11! l,:e t-1od,,,t hc,.m en E:-,:hrig Fr'e

8\ai,I

30 F,ame,

Undergu:x.nd

Concrete

II■ Wal

1"1od(y/5 how Info

Beam

2(1 T1u,:e:

3D T1uscec

2D F,ames

Flat Slab

Shells

Stavca ses

StOlage StructU1es

Lllll■■ Sohd Models

Cable Budges

Call,ans·BAG

Qu,ck Bndge

Gambar 1.3 Kotak dialog New Model

-+

Pendahuluan

3.

Mendefinisikan Material, klik Define-+ Material -+ pilih Add New Material -+ Input data material. Material Property Data

-

General DataMaterial Name and Display Color

!MAT

Material Type

lsteel

- ■

..:.l

I

Modify/Show Notes.

Material Notes Weight and Mass- - - - - -

f Un~s -

Weight per Unit Volume

r.:!rA=~~= -~,.... ) ---

Mass per Un~ Volume

!0.8004

lronl,m. C

..:J

Isotropic Property Data -

--- --

Modu!us of Elasticity. E

!20389019

r

Poisson's Ratio, U

lo.3

Coefficient of Thermal Expansion, A

!U70E·05

Shear Modulus. G

!7841930.

I

Other Properties for Steel Materials

j Minimum Yield Suess, Fy

!25310,507

, Minimum Tensile Stress, Fu

140778.04

I

I:::::;:.:·;.:::,. 1 Switch To Advanced Property Display OK

137965,76 !44855,84

Cancel

Gambar 1.4 Kotak dialog Material Properti

I

5

6

Belajar Mandiri Membuat Struktur Rumah 2 Lantai dengan SAP 2000

4.

Mendefinisikan

Penampang Frame,

klik

Define

-+

Section

Properties -+ Frame Section -+ Add New Properties -+ pilih Frame Section Property Type (Concrete, Steel, Other) -+ Input Dimensi Penampang -+ OK

_.. ,.__,..._

...,,,...,,_,._,.,

w IJ

-·•--Psopuly ,_-.... ,Vo'

T

,_

L ~I

~ =I t i 0 1 □·~- I' ~· 1J ,,.

.Qi II

e

1,.~

~J_£j ~ YI

.

...._ .._'--I

,_,

Gambar 1.5 Kotak dialog Frame Section Property (Penampang baja dan

Penampang beton)

Pendahuluan

5.

Mendefinisikan Penampang Shell, klik Define-+ Section Properties -+ Area Section -+ Add New Section -+ klik Nama Shell -+ Input Data Shell ...

"l!I

Shell Sectio9 Data

~

'

I

jASEC1

Section Name

'

Display Color - Type

r.

Shell - Thin

r

Shell - Thick

r r r r

I

Modify/Show...

Section Notes

Plate· Thin Plate Thick Membrane Shell- Layered/Nonlinear

I

Modify/Show Layer Definition . . - Material Material Name

..:!:.lli_DOOPsi

-..:.I

·- -·-

lo.

Material Angle

- ·-

- Thickness Membrane

j0,2~

Bending

10.25

Concrete Shell Section Design Parameters

1

! Stiffness ModifierJ l Set Modifiers...

I

J

.J:

,ff

~,

Ttrnp Deptndent Prop-erll~J l

I

Tfit rmal Properties...

--...., :1··-·--oR. 1._________-___

..

I

Modify/Show Shell Design Parameteis. ..

Cancel '....;·;:r. .. ..,..

-

I r..a..~

-

-

-

-,

~

Gambar 1.6 Kotak dialog Shell Section Data

7

l 8

Belajar Mandiri Membuat Struktur Rumah 2 Lantai dengan SAP 2000

6.

Mendefinisikan Jenis Beban, klik Define -+ Load Patterns

-+ ketik

nama beban pada Load Pattern Name, pilih Type pada Self Weight Multiplier lalu ketik 1 bila berat sendiri akan dihitung atau ketik 0 jika berat sendiri tidak dihitung -+ klik Add New Load untuk menambah, klik Modify Load untuk Memodifikasi

-+ OK

Define load Patterns Od To Load P«tern N"""

S~l 'Weq1

A'-'o la!:etal

M_..,..,

LoodPoilem

Add N~ Lo.,d Pattern Mooty Lood Pollom

Show Lood Paltem Note,

Gambar 1.7 Kotak dialog Load Pattern s

7.

M endefinisikan Kombinasi Beban, klik Define-+ Load Combination -+ klik Add New Combination -+ ketik Nama Kombinasi pada Load Combination Name, pilih Load Case Name -+ ketik Scale Factor-+ klik Add, dan diteruskan dengan Load Case Name dan Scale faktor lain -+ OK load Cornlltnabon Om

' - - ' C - . . l l - .N .. (nr•-

lcowe, Modt.,11- ...... .

le.-...,

.::J

O......~dle.t0C.-"-.,.1

l.colC...N-

i-,c...1,..

r...r-

Gambar 1.8 Kotak dialog Load Combination Data

Pendahuluan

8.

Membuat Grid Model, klik Define Modify/Show System

-+ Coordinate system/grids -+

-+ ketik koordinat sumbu x, y, z-+ OK

,.

_ w a ...

,J

·,1 '

. I

t'W!l••

-,' ' ·,•

,. _.._

~

r Q....,~

I

~

I

I ..JL__

--..1... . - - ......... -

I I Gambar 1.9 Kotak dialog Grid System Data

9.

Membuat Elemen Struktur Garis, Draw +

Draw Frame/Cable/

Tendon + Kemudian hubungkan joint satu ke joint lainnya

Gambar 1.10 Toolbar Draw Frame

10. Membuat Elemen Struktur Shell, Draw+ Poly Area

-+ Kemudian

hubungkan joint satu ke joint lainnya sesuai bentuk Shell

Gambar 1.11 Toolbar Draw Poly Area

9

10

Belajar Mandiri Membuat Struktur Rumah 2 Lantai dengan SAP 2000

11. Penempatan Elemen pada Sistem Struktur a.

Assign Penampang Frame, pilih Elemen Frame ➔ klik Assign

➔ pilih Frame ➔ pilih Frame Section ➔ pilih Penampang

-+

OK Fiame Properties P,ope,tte,

Cid. lo

Find Ihos PIOl>t'•ly

Impost New Property

BlS--:20 BlK"S BlS--30 BO. lS\.."S FSECl l, lS'-:15 I 15'

-

-~"·

IIUMs iTonl. m. C

[ Load Patlein Name

2.lloEAD

,.,

£ -~

fornt •f.9rces

:.,1-2r

3

____,

;- Cooici-\ate Syitem

I

I

3

!GLOBAL

I

:

Options 1

Add lo Emtin;J Load,

r-

Aeploc;e Eimtig Loads

r

Delele EMisti,g Loads

I

OK

I

wncel

Gambar 1.15 Kotak dialog Joint Forces

I

I

11

12

Belajar Mandiri Membuat Struktur Rumah 2 Lantai dengan SAP 2000

c.

Assign Beban Shell, pilih Area Shell ➔ klik Assign ➔ pilih Area

Loads ➔ Uniform ➔ isika n beban merata ➔ OK AreJ Vrntorm loads

_:] Unt::.-rn Lo.,.;!

j Jcr/ rn [

...:J

0 1)1>:Jn:

,- Add to E,,:t'"'II lWQ;

L..

""

J 12

J JJ

.....

~

J~

JJ

-0

..,,

"'

("')

J6

25

...... ...,

Gambar 2.4 Gambar notasi "rencana balok induk dan balok anak

Perhitungan balok induk bentang 3 meter ( 17, 18, 20, 24, 25, 26,

27, 33, 34, 96, 97, 112, 113, 114, 115). • H = 1/10 x 300 = 30 cm • B =1/2 x 30 =15 cm Perhitungan balok induk bentang 2,5 meter ( 19, 21, 23, 30,32 ). • H =1/10 x 250 =25 cm • B =1/2 x 25 =12,5 cm -+ 15 cm ( B minimal 15 cm disesuaikan dengan tebal dinding)

25

26

Belajar Mandiri Membuat Struktur Rumah 2 Lantai dengan SAP 2000

Perhitungan balok anak bentang 3 meter ( 38, 109, 110 ). •

H = 1/12 x 300 = 25 cm

•

B = 1/2 x 25 = 12,5 cm ➔ 15 cm

Perhitungan balok anak bentang 25 meter ( 36, 111, 116 ). •

H = 1/12 x 250 = 20 cm

•

B = 1/2 x 20= 10 cm ➔ 15 cm B 15130

~

BtSx30

B 15130

>< ~

""

q

"" V)

N

~

...

"'~

B15130

l~I

0 (")

-

~

Q

""

_.

+

""

~

I

. ----

~ ~

>