Tugas 4
APLIKASI KOMPUTER DALAM KONSTRUKSI Analisis Struktur Akibat Beban Gravitasi Dan Beban Gempa Menggunakan SAP2000
Disusun Oleh :
MHD. FAISAL 09310019
Dosen Pengasuh :
TRIO PAHLAWAN, ST. MT
JURUSAN TEKNIK SIPIL SEKOLAH TINGGI TEKNIK HARAPAN MEDAN 2012
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
Analisis Struktur Gedung Perkuliahan dengan SAP2000
I. Model Pembebanan : Beban Gravitasi (Mati dan Hidup) Beban Horizontal (Gempa)
: Trapezoidal : Statik Ekivalen pada Joint
A. Data – Data Perencanaan Fungsi Bangunan Lokasi Bangunan Kondisi Tanah Tingkat Daktilitas Mutu Beton (fc’) Mutu Baja Tulangan (fy) Berat Beton Bertulang Berat Dinding Bata Berat Plafond Berat Spesi + Lap. Kedap Air Berat Spesi Berat Finishing Lantai Keramik Tebal Pelat Lantai Tebal Pelat Atap Tinggi Antar Lantai Jumlah Lantai Panjang Bentang Arah – X Panjang Bentang Arah – Y Panjang Bentang Selasar Arah – X Panjang Bentang Selasar Arah – Y Jumlah Bentang Arah – X Jumlah Bentang Arah – Y Ukuran Balok Induk Ukuran Balok Anak Ukuran Kolom
: : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : :
Gedung Perkuliahan Padang (Zona Gempa 5) Tanah Lunak Daktail Penuh 25 Mpa 420 Mpa 2400 kg/m3 250 kg/m2 50 kg/m2 21 kg/m2 21 kg/m2 24 kg/m2 0,13 meter 0,12 meter 4 meter 5 lantai 4 meter 4 meter 2 meter 4 meter 6 bentang 13 bentang 50/60 40/40 50/50
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
B. Gambar Rencana Bangunan
UP
UP
Denah
Tampak Depan (Arah - Y)
Tampak Samping (Arah -X)
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
C. Perhitungan Gaya – Gaya yang Bekerja Pada Struktur 1. Perhitungan Gaya Akibat Gravitasi Direncanakan Sket Balok dan Kolom sebagai berikut : A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
1 2 3 4 5 6 7
Distribusi pengaruh beban pelat lantai/atap diasumsikan dengan metode amplop seperti gambar di bawah ini : A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
1 2 3 4 5 6 7
Beban Atap (arah – X = arah – Y) (segitiga besar) Beban hidup (qh) = 100 kg/m2 Faktor reduksi = 0,9 (untuk ruang kuliah) qh ekivalen = 1/3. q. lx. 0,9 = 1/3. 100. 4. 0,9 = 120 kg/m Beban mati (qm) Beban plat atap (0,12 x 2400) = 288 kg/m2 Beban plafond = 50 kg/m2 Beban lap. kedap air + spesi = 21 kg/m2 = 359 kg/m2
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
qm ekivalen
= 1/3. q. lx = 1/3. 359. 4 = 478,67 kg/m
Beban Atap diatas Selasar (arah – Y) (trapesium) Beban hidup (qh) = 100 kg/m2 Faktor reduksi = 0,9 (untuk ruang kuliah) qh ekivalen = 1/3. q. (3 – (lx/ly)2). 0,9 = 1/3. 100. 2,75. 0,9 = 82,5 kg/m Beban mati (qm) Beban plat atap (0,12 x 2400) = 288 kg/m2 Beban plafond = 50 kg/m2 Beban lap. kedap air + spesi = 21 kg/m2 = 359 kg/m2 qm ekivalen = 1/3. q. (3 – (lx/ly)2) = 1/3. 359. 2,75 = 329,08 kg/m Beban Atap diatas Selasar (arah – X) (segitiga kecil) Beban hidup (qh) = 100 kg/m2 Faktor reduksi = 0,9 (untuk ruang kuliah) qh ekivalen = 1/3. q. lx. 0,9 = 1/3. 100. 2. 0,9 = 60 kg/m Beban mati (qm) Beban plat atap (0,12 x 2400) = 288 kg/m2 Beban plafond = 50 kg/m2 Beban lap. kedap air + spesi = 21 kg/m2 = 359 kg/m2 qm ekivalen = 1/3. q. lx = 1/3. 359. 2 = 239,33 kg/m Beban Lantai (arah – X = arah – Y) (segitiga besar) Beban hidup (qh) = 250 kg/m2 Faktor reduksi = 0,9 (untuk ruang kuliah) qh ekivalen = 1/3. q. lx. 0,9 = 1/3. 250. 4. 0,9 = 300 kg/m
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
Beban mati (qm) Beban plat lantai (0,13 x 2400) Beban plafond Beban keramik + spesi
= 312 kg/m2 = 50 kg/m2 = 45 kg/m2 = 407 kg/m2 Dinding (beban merata) = 4 m x 250 kg/m2 = 1000 kg/m qm ekivalen = 1/3. q. lx = 1/3. 407. 4 = 542,67 kg/m + 1000 kg/m = 1542,67 kg/m
Beban Selasar (arah – Y) (trapesium) Beban hidup (qh) = 250 kg/m2 Faktor reduksi = 0,9 (untuk ruang kuliah) qh ekivalen = 1/3. q. (3 – (lx/ly)2). 0,9 = 1/3. 250. 2,75. 0,9 = 206,25 kg/m Beban mati (qm) Beban plat lantai (0,13 x 2400) = 312 kg/m2 Beban plafond = 50 kg/m2 Beban keramik + spesi = 45 kg/m2 = 407 kg/m2 Dinding (beban merata) = 1,5 m x 250 kg/m2 = 375 kg/m qm ekivalen = 1/3. q. (3 – (lx/ly)2) = 1/3. 407. 2,75 = 373,08 kg/m + 375 kg/m = 748,08 kg/m Beban Selasar (arah – X) (segitiga kecil) Beban hidup (qh) = 250 kg/m2 Faktor reduksi = 0,9 (untuk ruang kuliah) qh ekivalen = 1/3. q. lx. 0,9 = 1/3. 250. 2. 0,9 = 150 kg/m Beban mati (qm) Beban plat lantai (0,13 x 2400) = 312 kg/m2 Beban plafond = 50 kg/m2 Beban keramik + spesi = 45 kg/m2 = 407 kg/m2 Dinding (beban merata) = 1,5 m x 250 kg/m2 = 375 kg/m qm ekivalen = 1/3. q. lx = 1/3. 407. 2 = 271,33 kg/m + 375 kg/m = 646,33 kg/m
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
Portal Arah - Y a. Portal pinggir depan belakang (7A-N = 1A-N)
b. Portal tengah I (2A-N = 6A-N)
c. Portal tengah II (3A-N = 5A-N)
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
d. Portal tengah III (4A-N)
Portal Arah – X a. Portal pinggir kiri kanan (A1-7 = N1-7)
b. Portal tengah I (B1-7 = D1-7 = F1-7 = I1-7 = K1-7 = M1-7)
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
c. Portal tengah II (C1-7 = E1-7 = G1-7 = H1-7 = J1-7 = L1-7)
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
2. Perhitungan Gaya Akibat Geser Dasar Horizontal Total Akibat Gempa dan Distribusinya ke Sepanjang tinggi Gedung Berat Atap Beban Mati Pelat = 52 x 20 x 0,12 x 2400 = 299.520 kg Balok Induk = ((3 x 52) + (14 x 20)) x 0,5 x 0,6 x 2400 = 313.920 kg Balok Anak = (4 x 52) x 0,4 x 0,4 x 2400 = 79.872 kg Kolom = 86 x 2 x 0,5 x 0,5 x 2400 = 103.200 kg Dinding bata = (208 + 160) x 2 x 250 = 184.000 kg Spesi + lap. kedap air = 52 x 20 x 21 = 21.840 kg Plafond = 52 x 20 x 50 = 52.000 kg Wm = 1.054.352 kg Beban Hidup qh atap = 100 kg/m2 koefisien reduksi = 0,5 (PPIUG 1983 untuk ruang kuliah) Wh = 0,5 ((52 x 20) x 100) = 52.000 kg Berat total atap, W = Wm + Wh = 1.106.352 kg Berat Lantai 5,4,3,2 Beban Mati Pelat = 52 x 20 x 0,13 x 2400 = 324.480 kg Balok Induk = ((3 x 52) + (14 x 20)) x 0,5 x 0,6 x 2400 = 313.920 kg Balok Anak = (4 x 52) x 0,4 x 0,4 x 2400 = 79.872 kg Kolom = 86 x 4 x 0,5 x 0,5 x 2400 = 206.400 kg Dinding bata = (208 + 160) x 4 x 250 = 368.000 kg Keramik + Spesi = 52 x 20 x (24 + 21) = 46.800 kg Plafond = 52 x 20 x 50 = 52.000 kg Wm = 1.391.472 kg Beban Hidup qh lantai = 250 kg/m2 koefisien reduksi = 0,5 (PPIUG 1983 untuk ruang kuliah) Wh = 0,5 ((52 x 20) x 250) = 130.000 kg Berat total per lantai, W = Wm + Wh = 1.521.472 kg Berat total bangunan : Wtotal = berat total atap + (berat total per lantai x 4) = 1.106.352 + (1.521.472 x 4) = 7.192.240 kg
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
Waktu Getar Bangunan (T) Tx = Ty = 0,06. H3/4 = 0,06 x (20)3/4 = 0,567 detik
, H = 20 meter
Koefisien Gempa Dasar (C) Berdasarkan data lokasi bangunan dan kondisi tanah, maka koefisien gempa dasar (C) diperoleh dari grafik dibawah ini:
Untuk Tx = Ty = 0,567 detik, Zona Gempa 5 (Padang) dan jenis tanah lunak, diperoleh, C =
= 1,587
Faktor Keutamaan (I) dan Faktor Reduksi Gempa (R) Berdasarkan SPKGUSBG-2002, Faktor keutamaan untuk kategori gedung penghunian I = 1 Faktor reduksi gempa dengan daktail penuh R = 8,5
Gaya Geser Horizontal Total Akibat Gempa V= =
x Wt x 7.192.240 kg
= 1.342.833 kg
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
Distribusi Gaya Geser Horizontal Total Akibat Gempa ke Sepanjang Tinggi Gedung Arah – X H/A = 20/20 = 1 < 3……. beban vertikal tidak berpengaruh. Fix =
.Vx
Arah – Y H/B = 20/52 = 0,385 < 3……. beban vertikal tidak berpengaruh. Fiy =
.Vy
Tabel Perhitungan
Tingkat
Beban Wi (kg)
Tinggi Hi (meter)
Wi x Hi (kg-m)
Fix,y Total (kg)
Portal – X 1/7. Fix (kg)
Portal – Y 1/14. Fix (kg)
Atap 5 4 3 2
1.106.352 1.521.472 1.521.472 1.521.472 1.521.472
20 16 12 8 4 Σ
22.127.040 24.343.552 18.257.664 12.171.776 6.085.888 82.985.920
358.048 393.914 295.436 196.957 98.478 1.342.833
51.150 56.273 42.205 28.137 14.068 191.833
25.575 28.137 21.102 14.068 7.034 95.916
= Sebagai data input gaya horizontal pada SAP2000 Kombinasi pembebanan pada input SAP2000 adalah sbb : 1. Combo-1 : U = 1.4 DL 2. Combo-2 : U = 1.2 DL + 1.6 LL 3. Combo-3 : U = 1.2 DL + 1.0 LL + 1.0 (1.0 EQX + 0.3 EQY ) 4. Combo-4 : U = 1.2 DL + 1.0 LL – 1.0 (1.0 EQX + 0.3 EQY ) 5. Combo-5 : U = 1.2 DL + 1.0 LL + 1.0 (0.3 EQX + 1.0 EQY ) 6. Combo-6 : U = 1.2 DL + 1.0 LL – 1.0 (0.3 EQX + 1.0 EQY ) 7. Combo-7 : U = 0.9 DL + 1.0 (1.0 EQX + 0.3 EQY) 8. Combo-8 : U = 0.9 DL – 1.0 (1.0 EQX + 0.3 EQY) 9. Combo-9 : U = 0.9 DL + 1.0 (0.3 EQX + 1.0 EQY) 10. Combo-10 : U = 0.9 DL – 1.0 (0.3 EQX + 1.0 EQY)
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
II. Model Pembebanan : Beban Gravitasi (Mati dan Hidup) Beban Horizontal (Gempa)
: Merata : Statik Ekivalen titik pusat massa
Portal Arah – Y a. Portal pinggir depan belakang (7A-N = 1A-N) qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qL qD qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qL qD qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qL qD qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qL qD qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qL qD qD
Untuk atap, qD = 329,08 kg/m qL = 82,5 kg/m
Untuk lantai, qD = 748,08 kg/m qL = 206,25 kg/m
b. Portal tengah I (2A-N = 6A-N) qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qL qD qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qL qD qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qL qD qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qL qD qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qL qD qD
Untuk atap, qD = 478,67 kg/m + 329,08 kg/m = 807,75 kg/m qL = 120 kg/m + 82,5 kg/m = 202,5 kg/m
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
Untuk lantai, qD = 1542,67 kg/m + 748,08 kg/m = 2290,75 kg/m qL = 300 kg/m + 206,25 kg/m = 506,5 kg/m
c. Portal tengah II (3A-N = 5A-N) qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qL qD qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qL qD qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qL qD qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qL qD qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qL qD qD
Untuk atap, qD = 478,67 kg/m x 2 = 957,34 kg/m qL = 120 kg/m x 2 = 240 kg/m
Untuk lantai, qD = 542,67 kg/m x 2 = 1085,34 kg/m qL = 300 kg/m x 2 = 600 kg/m
d. Portal tengah III (4A-N) qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qL qD qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qL qD qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qL qD qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qL qD qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL qL qD qD
Untuk atap, qD = 478,67 kg/m x 2 = 957,34 kg/m qL = 120 kg/m x 2 = 240 kg/m
Untuk lantai, qD = 1542,67 kg/m x 2 = 3085,34 kg/m qL = 300 kg/m x 2 = 600 kg/m
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
Portal Arah – X a. Portal pinggir kiri kanan (A1-7 = N1-7) qL' qD'
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL' qD'
qL' qD'
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL' qD'
qL' qD'
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL' qD'
qL' qD'
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL' qD'
qL' qD'
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL' qD'
Untuk atap, qD = 478,67 kg/m qL = 120 kg/m qD’ = 239,33 kg/m qL’ = 60 kg/m
Untuk lantai, qD = 1542,67 kg/m qL = 300 kg/m qD’ = 646,33 kg/m qL’ = 150 kg/m
b. Portal tengah I (B1-7 = D1-7 = F1-7 = I1-7 = K1-7 = M1-7) qL' qD'
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL' qD'
qL' qD'
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL' qD'
qL' qD'
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL' qD'
qL' qD'
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL' qD'
qL' qD'
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL' qD'
Untuk atap, qD = 478,67 kg/m x 2 = 957,34 kg/m qL = 120 kg/m x 2 = 240 kg/m qD’ = 239,33 kg/m x 2 = 478,66 kg/m qL’ = 60 kg/m x 2 = 120 kg/m
Untuk lantai, qD = 542,67 kg/m x 2 = 1085,34 kg/m qL = 300 kg/m x 2 = 600 kg/m qD’ = 271,33 kg/m x 2 = 542,66 kg/m qL’ = 150 kg/m x 2 = 300 kg/m
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
c. Portal tengah II (C1-7 = E1-7 = G1-7 = H1-7 = J1-7 = L1-7) qL' qD'
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL' qD'
qL' qD'
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL' qD'
qL' qD'
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL' qD'
qL' qD'
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL' qD'
qL' qD'
qL qD
qL qD
qL qD
qL qD
qL' qD'
Untuk atap, qD = 478,67 kg/m x 2 = 957,34 kg/m qL = 120 kg/m x 2 = 240 kg/m qD’ = 239,33 kg/m x 2 = 478,66 kg/m qL’ = 60 kg/m x 2 = 120 kg/m
Untuk lantai, qD = 1542,67 kg/m x 2 = 3085,34 kg/m qL = 300 kg/m x 2 = 600 kg/m qD’ = 271,33 kg/m x 2 = 542,66 kg/m qL’ = 150 kg/m x 2 = 300 kg/m
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
III. Input Data Pada SAP2000
TAMPILAN SETENGAH MODEL ARAH YZ (segmen kiri = segmen kanan)
TAMPILAN MODEL ARAH XZ (tampak samping) Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
TAMPILAN MODEL ARAH XY (denah)
DATA MATERIAL YANG DIGUNAKAN (dalam satuan N-mm)
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
PENDEFINISIAN PENAMPANG BALOK DAN KOLOM
PENDEFINISIAN JENIS BEBAN
PENDEFINISIAN KOMBINASI BEBAN Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
PENDEFINISIAN 10 KOMBINASI BEBAN
PENYESUAIAN FAKTOR REDUKSI BERDASARKAN SNI 03-2847-2002
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
1. INPUT BEBAN GRAVITASI ( Unit : kg-m)
Portal Arah – Y a. Portal pinggir depan belakang (7A-N = 1A-N)
Beban Mati (segmen kiri = segmen kanan)
Beban Hidup (segmen kiri = segmen kanan)
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
b. Portal tengah I (2A-N = 6A-N)
Beban Mati (segmen kiri = segmen kanan)
Beban Hidup (segmen kiri = segmen kanan)
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
c. Portal tengah II (3A-N = 5A-N)
Beban Mati (segmen kiri = segmen kanan)
Beban Hidup (segmen kiri = segmen kanan)
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
d. Portal tengah III (4A-N)
Beban Mati (segmen kiri = segmen kanan)
Beban Hidup (segmen kiri = segmen kanan)
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
Portal Arah – X a. Portal pinggir kiri kanan (A1-7 = N1-7)
Beban Mati
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
Beban Hidup
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
b. Portal tengah I (B1-7 = D1-7 = F1-7 = I1-7 = K1-7 = M1-7)
Beban Mati
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
Beban Hidup
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
c. Portal tengah II (C1-7 = E1-7 = G1-7 = H1-7 = J1-7 = L1-7)
Beban Mati
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
Beban Hidup
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
2. INPUT BEBAN GEMPA (Unit : kg-m) Beban Gempa Arah –Y pada tiap portal memanjang
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
Beban Gempa Arah –X pada tiap portal melintang
Mhd. Faisal – Tugas 4 Aplikasi Komputer dalam Konstruksi
