tugas praktikum bab 9 shearwall okee

Tutorial SAP 2000 , ETABS & PLAXIS

BAB 8

MODEL PORTAL BETON 3D

DENGAN STRUKTUR SHEAR WALL ANALISIS DINAMIK

A. Pendahuluan

Sebuah dinding geser atau shear wall merupakan dinding yang dirancang

untuk menahan geser gaya lateral akibat gempa bumi. Dinding geser yang baik

adalah yang kaku dan kuat,dalam struktur bertingkat dinding geser sangat

penting karena selain untuk mencegah kegagalan dinding eksterior mereka juga

mendukung beberapa lantai gedung,memastikan bahwa mereka tidak runtuh

akibat gempa bumi. Fungsi dinding geser ada dua yaitu kekuatan dan kekakuan,

artinya :

Kekuatan :

1. Dinding geser harus memberikan kekuatan lateral yang

diperlukan untuk melawan kekuatan gempa horizontal.

2. Ketika dinding geser cukup kuat,mereka akan mentransfer

gaya horizontal ini ke elemen berikutnya dalam jalur beban

dibawah mereka, seperti dinding geser

lainnya,lantai,pondasi,dinding.

Kekakuan :

1. Dinding geser juga memberikan kekakuan lateral untuk

mencegah atap atau lantai diatas dari sisi goyangan yang

berlebihan

2. Ketika dinding geser cukup kaku.mereka akan mencegah

membingkai lantai dan atap anggota bergerak dari mendukung

mereka

3. Bangunan yang cukup kaku biasanya akan menderita

kerusakan kurang nonstructural

187 | P a g e


SOAL

Sebuah portal beton dengan struktur shear wall, menggunakan material dengan

kuat desak beton f’c : 30 MPa. beton struktur, kuat tulangan leleh utama fy : 400

MPa, kuat leleh tulangan geser (sengkang) fys : 240 MPa. Modulus elastisitas

beton Es : 25742.96 MPa, angka poisson untuk beton : 0.2. Berikut adalah dimensi

elemen struktur yang digunakan:

Data Struktur

Dimensi kolom 60 x 60 cm

Dimensi balok Te 40 x 60 cm be = 125

Tebal Shear Wall 30,18 cm

Tebal lantai 12,18 cm

Tebal lantai atap 10,18 cm

Beban yang bekerja

Beban Dinding : 250 + 57 = 307 Kg/m2

Beban Mati Tambahan Lantai : 150 + 57 = 207 Kg/m2

Beban Hidup Lantai : 240 + 57 = 297 Kg/m2

Beban Hidup Atap : 100 + 57 = 157 Kg/m2

Kombinasi Pembebanan

2002-12 SNI 03-2847-2002 (Beton)

Kombinasi 1 = 1,4DL

Kombinasi 2 = 1,2DL + 1,6LL

Kombinasi 3 = 1,2DL + 0,5LL + RS

Kombinasi 4 = 1,2DL + 0,5LL – RS

Kombinasi 5 = 0,9DL + RS

Kombinasi 6 = 0,9DL – RS

188 | P a g e


(a)

(b)

Gambar 9.1 (a) tampak depan dan (b) Tampak Samping

189 | P a g e


Gambar 8.2 Denah

Gambar 8.3 tampak 3 Dimensi

190 | P a g e


Data Gempa

Bangunan terletak pada wilayah gempa 3 dengan jenis tanah lunak

Gambar 2.2. Koefisien Dasar

191 | P a g e


Gambar 2.6 Wilayah Gempa Grafik respon spectrum, wilayah gempa 3, jenis tanah lunak.

T = 0.0 detik ; C = 0.3 (g)

T = 0.2 detik ; C = 0.75 (g)

T = 0.67 detik ; C = 0.75 (g)

T = 0.75 detik ; C = 0.67 (g)

T = 1.00 detik ; C = 0.5 (g)

T = 1.50 detik ; C = 0.33 (g)

T = 2.0 detik ; C = 0.25 (g)

Jembatan permanent ; factor keamanan I diambil nilai = 1

Jembatan kelas B ; nilai factor type bangunan (S) sebesar =1

Faktor pengali ; g.I.S = 9.81 x 1 x 1 = 9.81

B. Langkah Kerja

1. Ubah Satuan Ke KN-m

2. Klik File > New Model

Gambar 8.5 File > New Model

192 | P a g e


3. Akan muncul kotak dialog Building Plane Grid

a. Pada Grid Dimensions pilih Uniform Grid Spacing

Number Line in X directions = (jumlah grid arah x)

Number Line in Y directions = (jumlah grid arah y)

Spacing in X Directions = (jarak grid arah x)

Spacing in Y Directions = (jarak grid arah y)

Number of Stories = (jumlah lantai)

Typical Story Height = (tinggi antar lantai)

Bottom Story Height = (tinggi lantai dasar)

b. Pada Add Structural Objects = Pilih Grid Only

c. Klik OK

Gambar 8.6 kotak dialog Building Plane Grid

193 | P a g e


Gambar 8.7 hasil permodelan

C. Mendefinisikan Tipe Bahan

1) Ubah Satuan ke N-mm

2) Klik Define > Materials Properties

Gambar 8.8 Define > Materials Properties

3) Akan muncul kotak dialog Define Materials

4) Pada material pilih CONC.

5) Klik Add New Material

6) Akan muncul kotak dialog Material Property Data

7) Isi sesuai gambar

194 | P a g e


Gambar 8.9 Material property data

8) Klik OK

Gambar 8.10 Define Material

D. Menambah dimensi tulangan pada ETABS

1) Ubah satuan menjadi KN-mm

2) Klik Options >Preferences >Reinforcement Bar Size

Gambar 8.11 Options >Preferences >Reinforcement Bar Size

195 | P a g e


3) Akan muncul kotak dialog Reinforcing Bar Size

Gambar 8.12 kotak dialog Reinforcing Bar Size

E. Mendimensikan penampang elemen struktur

1) Ubah satuan ke KN-m

2) Klik Define > Frame sections

Gambar 8.13 Define > Frame sections

3) Akan muncul kotak dialog Define Frame Properties

4) Hapus semua profil default ETABS

5) Blok semua profil default > Delete Property

Gambar 8.14 kotak dialog Define Frame Properties

196 | P a g e


KOLOM

1) Pilih Add Rectangular

2) Akan muncul kotak dialog Rectangular Section


Gambar 8.15 kotak dialog rectangular section

4) Klik Reinforcement

5) Akan muncul kotak dialog Reinforcement Material


Gambar 8.16 kotak dialog Reinforcement Data

197 | P a g e


BALOK

1) Pilih Add Rectangular

2) Akan muncul kotak dialog Rectangular Section

Gambar 8.17 kotak dialog Rectangular Section

3) Klik Reinforcement

4) Akan muncul kotak dialog Reinforcement Material


Gambar 8.18 kotak dialog Reinforcement Data

6) Klik OK

198 | P a g e


PELAT LANTAI

1) Klik Define > Wall/Slab/Deck Sections

Gambar 8.19 Define > Wall/Slab/Deck Sections

2) Akan muncul kotak dialog Define Wall/Slab/Deck Sections

Gambar 8.20 kotak dialog Define Wall/Slab/Deck Sections

3) Pilih Add New Slab

4) Akan muncul kotak dialog Wall/Slab Section

199 | P a g e


Gambar 8.21 kotak dialog Wall/Slab Section

PELAT ATAP

1) Pilih Add New Slab




SHEAR WALL

1) Pilih Add New Wall



200 | P a g e



4) Klik OK

F. Mendefinisikan tipe beban

1) Define > Static Load Cases

Gambar 8.24 Define > Static Load Cases

2) Akan muncul kotak dialog Define Static Load Case Names

3) Pada Loads Name isikan DEAD ; pilih Dead pada type

4) Pada Loads Name isikan LIVE ; pilih Live pada type

5) Pada Loads Name isikan LIVEATAP ; pilih Live pada type

201 | P a g e


Gambar 8.25 kotak dialog Define Static Load Case Names

G. Menginput Data Respone Spectrum

1) Define > Functions > Respone Spectrum

Gambar 8.28 Define > Functions > Respone Spectrum

2) Akan tampil kotak dialog Define Respone Spectrum Functions

3) Pilih User Spectrum pada Choose Function Type to Add

202 | P a g e


Gambar 8.26 kotak dialog Define Respone Spectrum Functions

3. Selanjutnya akan tampil kotak dialog Response Spectrum Function

Definition

4. Klik OK

Gambar 8.27 kotak dialog Response Spectrum Function Definition

H. Mendefinisikan Type Analisis Respone Spectrum

1) Define >Respone Spectrum Cases

203 | P a g e


Gambar 8.28 Define >Respone Spectrum Cases

2) Akan tampil kotak dialog Define Response Spectra

Gambar 8.29 kotak dialog Define Response Spectra

3) Klik Add New Spectrum

4) Selanjutnya akan tampil kotak dialog Load Case Data – Respone

Spectrum


204 | P a g e


Gambar 8.30 kotak dialog Load Case Data – Respone Spectrum

I. Mendefinisikan Kombinasi Pembebanan

1) Define > Load Combinations

Gambar 8.31 Define > Load Combinations

2) Akan muncul kotak dialog Define Load Combinations

3) Pada Click to Klik Add New Combo

4) Akan muncul kotak dialog Load Combinations Data

5) Beri nama untuk kombinasi yang akan dibuat

205 | P a g e


6) Pilih Case Name dan Scale Factor sesuai dengan peraturan pembebanan

a. COMB1

Case Name Scale Factor

DEAD 1.4

b. COMB2


DEAD 1.2

LIVE 1.6

LIVEATAP 0.5

c. COMB3


DEAD 1.2

LIVE 0.5

RS 1

d. COMB4


DEAD 1.2

LIVE 0.5

RS -1

e. COMB5


DEAD 0,9

RS 1

f. COMBO 6


DEAD 0,9

RS -1

206 | P a g e


Gambar 8.32.1 Kotak Dialog (Define Load Combination)

7) Sehingga tampilan pada kotak dialog Define Load Combination

seperti gambar 7.31,2 terdapat 6 combination, kemudian klik OK

Gambar 8.32.2 Kotak Dialog (Define Load Combination)

207 | P a g e


J. Menggambar model struktur

KOLOM BALOK

Tekan Toolbar : (Viwe > Set Elevation Viwe), untuk mengaktifkan

gambar potongan grid yang akan dibuat element. Setelah tombol tersebut

ditekan maka akan muncul kotak dialog seperti gambar 8.32

Gambar 8.32 Kotak Dialog (Set Elevation View).

Pilih potongan 1 dan kik OK, maka tampilan window aka menjadi seperti

gambar 8.33.

Gambar 8.33. Tampilan Gambar Potongan 1.

208 | P a g e


Tekan tombol Toolbar : (Draw > Draw Line Objct > Draw Line), lalu

pada properties pilih B1 untuk balok jenis 1, seperti gambar 8.34.

Gambar 8.34. Menyeting Property BALOK.

Gambar objek dengan mengklik kiri mouse di setiap join, dan klik kanan mose

sebagai pemutus garis, untuk memindahkan dari potongan 1,2,3 dan 4, gunakan

Toolbar naik dan turun .

Gambar seluruh objct sesuai dengan jenis balok/kolom masing-masing dengan

cara merubah Propertis pada kotak dialog Propertis of Objcet, seperti Gambar

8.35.

Gambar 8.35. Tampilan Jenis Balok Dan Kolom.

Untuk menggambar KOLOM, lakukan seperti cara pada BALOK, dengan

membedakan pada properties of object

209 | P a g e


PLAT LANTAI, SHEARWALL DAN ATAP

Setelah kolom dan balok digambar, maka selanjutnya adalah menggambar

lantai dan atap. Untuk mempermudah menggambar lantai dan atap, tampilan

harus diubah dulu dengan menggunakan perintah (View > Set Plan View),

Toolbar : lalu pilih story 5, seperti gambar 7.24. untuk menggambar lantai

atap kemudian klik OK.

Gambar 7.24. Memilih Tampilan Story 5.

Setelah menekan tombol OK maka tampilan gambar akan seperti gambar 6.25.

210 | P a g e


Gambar 7.25. Tampilan Gambar pada Story 5.

Untuk menggambar lantai atap gunakan perintah (Draw > Draw Area Objects

>Create Areas at Click) Toolbar : , klik pada tengah-tengah lantai di setiap

ruangan, seperti Gambar 6.26. pilih property sebagai atap.

Gambar 7.26. Membuat Lantai Atap.

Untuk menggambar lantai klik toolbar turun untuk menuju lantai 3,2 dan

1, kemudian ubah properties pada kotak dialok menjadi LANTAI, klik pada

tengah-tengah lantai di setiap ruangan, seperti gambar 6.27. pilih property

sebagai lantai.

211 | P a g e


Gambar 7.27. Membuat Lantai 3,2 dan 1

Untuk Shearwall, klik pada toolbar: , lalu pilih A, seperti gambar dibawah

ini :

Gambar 9.31 Set Elevation untuk Shearwall

Klik OK. Lalu, majukan view dengan icon , sehingga tampak

windows akan seperti pada gambar berikut :

Gambar 9.32 Posisi Shearwall

212 | P a g e


Untuk menggambar shearwall gunakan perintah (Draw > Draw Area Objects

>Create Areas at Click) Toolbar : , klik pada tengah-tengah blok dinding

di setiap kotak, seperti Gambar 9.33. pilih property sebagai atap

Klik ESC pada key board untuk menghilangkan kotak dialog properties of

object.

K. Mengganti tipe tumpuan struktur

1) View > Set Plane View

Gambar 9.48 View > Set Plane View

2) Akan muncul kotak dialog Set Plane View

3) Pilih Base

213 | P a g e


Gambar 9.49 Select plan level

4) Blok seluruh gambar BASE

5) Assign > Join > Restrains

Gambar 9.50 Assign > Join > Restrains

6) Akan muncul kotak dialog Assign Restrains

7) Pilih tumpuan jepit

Gambar 9.51 kotak dialog Assign Restrains

214 | P a g e


Gambar 9.52 menggambar tumpuan

L. Membuat Mesh Area pada Shear Wall

1) Blok seluruh Wall yang ada

Gambar 9.53 memblok seluruh dinding shear wall

2) Select > by Wall/Deck/Slab Sections

215 | P a g e


Gambar 9.54 Select > by Wall/Deck/Slab Sections

3) Akan muncul kotak dialog Select Section

4) Pilih SHEARWALL >Ok

Gambar 9.55 kotak dialog Select Section

5) Klik Edit > Mesh Areas

Gambar 9.56 Edit > Mesh Areas

6) Akan muncul kotak dialog Mesh Selected Area

216 | P a g e


Gambar 9.57 kotak dialog Mesh Selected Area

Gambar 9.58 Mesh Area pada Shear Wall

M. Membuat fungsi Pier pada Shear Wall

1) Blok seluruh Wall yang ada


217 | P a g e




4) Pilih SHEARWALL

5) Klik OK


6) Klik Assign > Shell/Area > Pier Label

Gambar 9.61 Assign > Shell/Area > Pier Label

7) Akan muncul kotak dialog Pier Name

218 | P a g e


Gambar 9.62 kotak dialog Pier Name

Gambar 9.63 Pier label

8) Melakukan Checking Design Pada Pier

Blok seluruh Wall yang ada


219 | P a g e




11) Pilih SHEARWALL

12) Klik OK


13) Design > Shear Wall Design > Define Pier Sectionfor Checking

Gambar 9.66 Design > Shear Wall Design > Define Pier Sectionfor

Checking

220 | P a g e


14) Akan muncul kotak dialog pier Sections

a. Klik Add New Pier Section

Pada Section Name isikan DINDING

Pada Material pilih BETON

Pada Add Pier pilih Start from Existing Wall Pier

b. Pilih STORY5 dan PIER

Gambar 9.67 kotak dialog pier Sections

c. Klik Section Designer

Akan muncul windows CSISD

Untuk merubah tulangan pada Shear Wall

Zoom in Shear wall hingga terlihat tulangannya

d. Klik kanan pada tulangan

Akan muncul kotak dialog Corner Point Reinforcing atau Edge

Reinforcing. Sesuaikan tulangan dengan keperluan

221 | P a g e


Gambar 9.68 kotak dialog Corner Point Reinforcing

Jika selesai Klik Done

e. Klik OK

Gambar 9.69 kotak dialog Pier Section

f. Klik OK

N. Mengaplikasikan pembebanan pada struktur

LANTAI

1) Pindahkan tampilan windows menjadi story 4

2) Klik / block seluruh pelat lantai

222 | P a g e


Gambar 9.70 block seluruh pelat lantai

Beban mati

1) Assign > Shell/Area Load > Uniform

Gambar 9.71 Assign > Shell/Area Load > Uniform

2) Akan muncul kotak dialog Uniform Surface Loads

Gambar 9.72 kotak dialog Uniform Surface Loads

223 | P a g e


Gambar 9.73 beban mati tambahan lantai

Beban Hidup



Gambar 9.74 kotak dialog Uniform Surface Loads

224 | P a g e


Gambar 9.75 beban hidup lantai

BALOK

Beban Dinding

1) Assign > Frame Line Load > Distributed

Gambar 9.76 Assign > Frame Line Load > Distributed

2) Akan muncul kotak dialog Frame Distributed Load

Gambar 9.77 kotak dialog Frame Distributed Load

225 | P a g e


Gambar 9.78 beban dinding

ATAP

1) Ubah satuan menjadi Kgf-m

2) Ubah mode similar Story menjadi one Story pada pojok kanan bawah


4) Klik seluruh PELAT ATAP

Beban Mati


Gambar 9.79 Assign > Shell/Area Load > Uniform


226 | P a g e


Gambar 9.80 kotak dialog Frame Distributed Load

Gambar 9.81 beban hidup atap

O. Menentukan Diafragma Lantai

1) Ubah mode One Story menjadi Similiar Stories pada pojok kanan bawah


3) Blok seluruh bidang lantai

4) Assign > Shell/Area > Diaphragm

Gambar 9.82 Assign > Shell/Area > Diaphragm

5) Akan muncul kotak dialog Assign Diaphragm

227 | P a g e


Gambar 9.83 kotak dialog Assign Diaphragm

Gambar 9.84 Diaphragm1


7) Blok seluruh bidang atap

8) Assign > Shell/Area > Diaphragm

Akan muncul kotak dialog Assign Diaphragm

9) Click to Add New Diaphragm

10) Akan muncul kotak dialog Diaphragm Data

228 | P a g e


Gambar 9.85 kotak dialog Assign Diaphragm

Gambar 9.86 Diaphragm 2

P. Persiapan Analisis

1) Memasukan keenam tipe kombinasi pembebanan pada model yng telah

dibuat

2) Design > Steel Frame Design > Select Design Combo

Gambar 9.87 Design > Concrete Frame Design > Select Design Combo

3) Akan muncul kotak dialog Design Load Combinations Selection

4) Select seluruh kombinasi pada Design Combos

229 | P a g e


Gambar 9.88 kotak dialog Design Load Combinations Selection

5) Klik Remove

Pada Choose Combos select Comb1 sampai comb6

6) Klik Add

7) Klik OK

Gambar 9.89 Design Load Combinations Selection

Q. Menentukan tipe Analisis struktur Baja

1) Analyzer > Set analysis Options

2) Akan muncul kotak dialog Anlysis Options

230 | P a g e


Gambar 9.90 Analyzer > Set analysis Options

3) Pilih Full 3D

4) Klik OK

Gambar 9.91 kotak dialog Anlysis Options

R. Melakukan Analisis

1) Analyze > Run analysis

Gambar 9.92 Analyze > Run analysis

OUTPUT MODEL

231 | P a g e


A. Pengelolaan Data Output

Menampilkan Deformasi Struktur

1) Display > Show Deformed Shape

Gambar 9.93 Display > Show Deformed Shape

2) Pilih beban yang dinginkan

Gambar 9.94 kotak dialog deformed shape

232 | P a g e


Gambar 9.95 deformed shape

Menampilkan Reaksi Frame

1) Display > Show Member Forces/Stress Diagram > Frame/Pier/ Spandrel

Forcess

Gambar 9.96 Display > Show Member Forces/Stress Diagram > Frame/Pier/

Spandrel Forcess

2) Akan muncul kotak dialog Member Force Diagram for Frame

3) Pilih beban COMBO6 atau yang diinginkan

4) Pada component pilih Moment 33

5) Klik OK

233 | P a g e


Gambar 9.97 kotak dialog Member Force Diagram for Frame

Gambar 9.98 Member Force Diagram for Frame shear 2-2 comb1

Gambar 9.99 Member Force Diagram for Frame moment 3-3 comb1

234 | P a g e


Melihat Kekuatan Struktur

1) Klik Design > Concrete Frame Design > Start Design/Check of Structure

Gambar 9.100 Design > Concrete Frame Design > Start Design/Check

of Structure

Gambar 9.101 Ketahanan Strutur Terhadap Beban

Indikator Warna :

Biru : Sangat Aman (boros bahan)

Hijau : Aman (hemat bahan)

Kuning : Aman (hemat bahan)

Orange : Bebahaya/hati-hati (hemat bahan)

Merah : Sangat Berbahaya (perbesaran dimensi struktur)

Kesimpulan : bangunan tersebut sangat aman namun boros bahan dari segi

kolom dan baloknya

235 | P a g e


Menampilkan Table

1) Display > Show Table

Gambar 9.102 Display > Show Table

2) Akan muncul kotak dialog Choose Table for Display

3) Check list pada Analysis Result

4) Klik OK

Gambar 9.103 kotak dialog Choose Table for Display

236 | P a g e


Gambar 9.104 Area Element Forces

Mengkopi Tabel ke Microsoft Excel

1) Klik Menu Edit -> Copy Entire Data

2) Buka Excel -> PASTE

Gambar 9.105 Data Excel

AXIAL FORCE

237 | P a g e


Gambar 9.106 Axial Force Gaya Batang

SFD

Gambar 9.107 Gaya Geser

BMD

238 | P a g e


Gambar 9.108 BMD

KESIMPULAN

Hasil Cek Desain pada struktur menunjukkan warna pada kolom masih

didominasi warna merah yang artinya struktur tidak aman. Hal ini dikarenakan

struktur kelebihan beban

Gambar 9.109 Hasil Cek Desain

239 | P a g e

tugas praktikum bab 9 shearwall okee

Documents