pemodelan struktur dengan sap 2000

47
PEMODELAN STRUKTUR DENGAN SAP 2000 ANTON HUSEN PURBOYO ST., MT.

Upload: anton-husen-purboyo

Post on 30-Nov-2015

661 views

Category:

Documents


60 download

DESCRIPTION

Non Fiction

TRANSCRIPT

PEMODELAN STRUKTUR DENGAN SAP 2000

ANTON HUSEN PURBOYO ST., MT.

PENDAHULUAN

Program Elemen Hingga dengan kemampuan melakukan perhitungan terhadap sistem struktural secara statik dan dinamik, baik linear maupun non linear

Standard atau Code yang sudah built-in dalam program ini antara lain AASHTO, ACI, AISC, dll

Penggunaannya tidak terbatas pada struktur gedung saja, tetapi juga meliputi bangunan sipil lainnya seperti jembatan dan dermaga

PENDAHULUAN

PENDAHULUAN

TAHAP PEMODELAN STRUKTUR PADA SAP 2000

PRE PROCESSING

SOLVING

POST PROCESSING

PRE PROCESSING

Set ukuran satuan yang digunakan Geometri struktur Tipe material yang digunakan Dimensi penampang struktur Pembebanan (tipe beban, besarnya, dan

kombinasi beban) Kondisi batas (perletakan serta perilaku

struktur)

SOLVING

Membuat dan menyelesaikan perhitungan matriks kekakuan global

Menentukan tipe analisis dan kasus pembebanan yang akan dihitung

POST PROCESSING

Melihat deformasi struktur Melihat gaya-gaya dalam pada

komponen struktur Cetak hasil perhitungan Disain komponen struktur berdasarkan Code terpilih

Modifikasi struktur

BEBAN STATIK DAN DINAMIK

STATIK NON LINEAR

LINEAR

NON LINEAR STAGED CONSTRUCTION

DINAMIK

TIME HISTORY

MODAL ANALYSIS

RESPONSE SPECTRUM

BEBAN STATIK

Relatif konstan terhadap waktu Mudah ditentukan besarnya Memeriksa kinerja struktur pada kondisi layan dan

kapasitas struktur pada kondisi ultimate Seringkali digunakan untuk merepresentasikan beban

dinamik : Beban angin Beban gelombang Beban gempa (Linear dan Non Linear) Beban tumbuk kapal Beban lalu-lintas

BEBAN DINAMIK

Relatif lebih cepat perubahannya terhadap waktu Lebih akurat dalam memodelkan perilaku dinamik

struktur Memeriksa kapasitas struktur pada kondisi ultimate Membutuhkan waktu lebih banyak dalam melakukan

perhitungan struktur, terutama apabila sifat non linear dari material sudah dimasukkan dalam perhitungan

INPUT DATA PADA SAP 2000

Define

Analysis Case

PEMODELAN STRUKTUR

Koefisien reduksi untuk beban lentur dan geser ? Kuat tekan minimum beton di lingkungan yang korosif

? Tegangan tarik izin pada tulangan untuk beton

bertulang biasa ? Tegangan izin untuk beton pratekan ? Rasio tulangan minimum untuk pelat/slab ? Rasio tulangan minimum untuk balok pada bangunan

gedung ? Pada balok, seberapa besar beban geser ultimate

yang bekerja apabila digunakan tulangan geser minimum ?

PEMODELAN STRUKTUR

Elemen truss digunakan untuk merepresentasikan komponen struktur balok, tiang, dan rangka

Elemen shell digunakan untuk merepresentasikan komponen struktur pelat, dinding

Batasan atau asumsi yang digunakan harus sesuai dengan skema penulangan atau rencana detailing

PEMODELAN STRUKTUR

PEMODELAN STRUKTUR

STANDAR MATERIAL

Merupakan informasi mengenai karakteristik material yang tersedia di pasaran

Standar yang digunakan umumnya mengacu kepada lembaga-lembaga yang khusus melakukan pengujian terhadap material-material, misalnya: ASTM, JIS, British Standard

Parameter-parameter yang terdapat dalam dokumen standar tersebut merupakan input data dalam melakukan pemeriksaan kapasitas penampang

KRITERIA DISAIN

Kinerja struktur ditentukan berdasarkan kriteria pembebanan struktur serta material yang digunakan

Pemeriksaan model selalu dilakukan dalam dua kondisi pembebanan : SLS dan ULS

SLS Kinerja struktur terhadap beban layan ULS Kapasitas struktur terhadap beban ultima

ANALISA PEMBEBANAN

KONDISI LAYAN (SLS)

KONDISI ULTIMA (ULS)

DEFORMASI

TEGANGAN &

LENDUTAN

LUAS TULANGAN

KAPASITAS PENAMPANG

(Momen, Geser)

ANALISA PEMBEBANAN

Kombinasi pembebanan mengikuti standar pembebanan yang berlaku : AASHTO, AISC, SNI

Untuk beban khusus, kombinasi pembebanan dapat diatur sesuai dengan skenario yang dikehendaki

Tegangan yang bekerja selama pemasangan (konstruksi) dan operasional harus lebih kecil daripada tegangan izin SLS

Analisa penampang dilakukan untuk menentukan kapasitas nominal penampang ULS

ANALISA PENAMPANG

Komponen penahan lentur : Momen curvature Komponen penahan beban lentur dan axial :

Diagram Interaksi Software :

PCA Col Xtract CSI Section Builder Response 2000

PERHITUNGAN I GIRDER (simple span)

Kuat tekan beton Geometri penampang Geometri Jembatan Pembebanan (RSNI T 02-2005)

Perjanjian tanda : Tekan (-) Tarik (+)

MODEL MATERIAL : BETON

MODEL MATERIAL : BETON

MODEL MATERIAL : BAJA

Steel Modelling

BATAS TEGANGAN IZIN

Pada saat transfer Tegangan serat tekan terluar : 0.6 fc’i Tegangan serat tarik terluar : ½ (fc’i)0.5

Pada saat layan Tegangan serat tekan terluar : 0.45 fc’ Tegangan serat tarik terluar : ½ (fc’)0.5

Pretension Post tension

DISTRIBUSI TEGANGAN GIRDER Pada saat transfer

Pada saat layan

CABLE ENVELOPE

KEHILANGAN GAYA PRATEGANG Immediate Loss

Elastic Shortening Anchorage Slip Friction

Time Dependent Loss Creep and Shrinkage Steel relaxation

Pj Pi Pe

Immediate loss Time dependent loss

JUMLAH KABEL DAN LAYOUT

Layout kabel harus berada dalam selubung aman yang didapatkan dari pemeriksaan batasan tegangan selama kondisi awal dan layan

Jumlah kabel yang diberikan harus memenuhi kapasitas penampang dan tegangan yang terjadi harus lebih kecil daripada tegangan izin Mu < f Mn ULS s < sizin SLS

Pemeriksaan tulangan geser dilakukan seperti pada beton bertulang biasa

BEBAN JEMBATAN

BEBAN JEMBATAN

ANALISA DISAIN STRUKTUR

Pada pemodelan struktur, tahap ini merupakan tahap post-processing, dimana gaya-gaya dalam komponen struktur dapat dikeluarkan dalam format visual atau tabel

Pemeriksaan kinerja struktur terhadap beban layan dan kapasitas penampang dapat dilakukan sesuai dengan standard yang sudah built-in di dalam program

ANALISA DISAIN STRUKTUR

Struktur baja

ANALISA DISAIN STRUKTUR

Struktur beton

KAPASITAS PENAMPANG

Beban lentur Momen kurvatur Kombinasi beban aksial dan lentur Diagram

Interaksi

Momen kurvatur Diagram interaksi

MOMEN KURVATUR

Diskritisasi penampang untuk tiap level Kesetimbangan C = T Kompatibiltas, regangan pada level tulangan sama

dengan regangan pada beton Material, karakteristik tegangan – regangan baja

atau beton

DIAGRAM INTERAKSI

Definisikan keruntuhan pada masing-masing sumbu beban (aksial dan lentur)

Seperti pada momen kurvatur, persamaan balok dalam kondisi elastis masih dapat digunakan

DIAGRAM INTERAKSI - SPP

DIAGRAM INTERAKSI - SPP

SENDI PLASTIS

Referensi : FEMA 356 ATC 40

Momen Rotasi Momen kurvatur (M2, M3)

Diagram Interaksi (P – M2 – M3) Posisi Sendi Plastis :

H = tinggi penampang;fye = tegangan leleh tulangan;dbl = diameter tulangan;L = jarak kritis terhadap momen balik

PC I GIRDER – SIMPLE SPAN

Pemilihan penampang minimum :

Fci bernilai negatif

CONTOH APLIKASI

TAHAP PERHITUNGAN

Perhitungan arah melintang jembatan Konversi beban (SDL dan LL) ke arah memanjang

jembatan Pemodelan struktur jembatan Pemilihan penampang, Zb min, apabila penampang

belum memadai, perbesar penampang Penentuan layout kabel Pemeriksaan tegangan beban layan Pemeriksaan kapasitas beban ultimate

PRESTRESSED CONTINUOUS BEAMPada struktur statis tak tentu, momen yang terjadi disebabkan 2 hal, yaitu: Momen Primer, terjadi akibat gaya prestress

dengan eksentrisitas tertentu P e Momen Sekunder, akibat reaksi perletakan

(hyperstatic reaction)

MTOTAL = MP + MS

Deformasi balok simple beam akibat kabel

Deformasi balok menerus akibat kabel

BEBAN EKIVALEN

LOAD BALANCING METHOD

BEBAN EKIVALEN

KRITERIA DESAIN

Beban mati sepenuhnya ditahan oleh kabel pratarik, aplikasi menggunakan load balancing method;

Posisi kabel : Batasan geometri (selimut beton) atau menggunakan

diagram magnel Mengikuti bidang momen beban kerja.

Pemeriksaan tegangan dilakukan menggunakan persamaan balok elastis, seperti pada simple beam.