ANALISIS DINAMIK RESPONS SPECTRUM JEMBATAN TRUSS 3 DIMENSI
ANALISIS DINAMIK RESPONS SPECTRUM
JEMBATAN TRUSS 3 DIMENSI
A. Data Awal Struktur
Model Struktur Jembatan dengan menggunakan program SAP
1. Beban yang akan diterima Jembatan
a. Beban mati (Dead Load) = 80 kN/m
b. Beban hidup (Live Load) = 250 kN/m
2. Ukuran Dimensi
a. Panjang bentang A = 330 cm
b. Panjang bentang B = 310 cm
c. Panjang bentang C = 400 cm
d. Tebal Plat Beton = 20 cm
3. Baja profil
2L 60x60x4-8
Gambar 2.2.c Profil baja
4. Mutu bahan
Mutu Baja = 37
Fy (tegangn leleh baja) = 240 MPa
Berat Jenis Beton = 2400 kg/m3
f’c (kuat tekan) Beton = 30 Mpa
Fu (tegangan putus baja) = 370 MPa
B. Data struktur dan pembebanan gempa
Struktur rangak jembatan pada soal model 3D akan diberikan pembebanan gempa dinamik (respon spectrum), bangunan terletak pada wilayah gempa 3, jenis tanah sedang, sesuai dengan standar perencanaan gempa untuk jembatan 10787-SNI-2833-2008, seperti gambar 2.3
Gambar 2.3 Koefisien Dasar C
Hitungan input pembebanan gempa
Grafik respon spectrum, wilayah gempa 3, jenis tanah sedang
T = 0,0 ; C = 0,14 (g)
T = 0,4 ; C = 0,14 (g)
T = 0,6 ; C = 0,10 (g)
T > 0,6 ; C = 0,10 (g)
Jembatan permanen ; faktor keamanan (I) diambil nilai = 1
Jembatan kelas B ; nilai faktor tipe bangunan (S) sebesar = 1
Faktor pengali = g x I x S = 9,81 x 1 x 1 = 9,81
C. Langkah kerja analisis truss 3D
1. Input model
a. Memulai membuat file baru
File > New Model
Ø Klik pilihan initializer model from defaults with units pilih satuan kg,m,C
Ø Klik tombol grid only. Pada kotak dialog berikutnya (Quick grind lines) :
· Number Of Grid Lines (Nilai jumlah garis)
X Direction (grid arah X) = 13
Y Direction (grid arah Y) = 3
Z Direction (grid arah Z) = 5
· Grid Spacing (jarak antar garis)
X Direction (grid arah X) = 3,3
Y Direction (grid arah Y) = 2
Z Direction (grid arah Z) = 1,55
Ø Klik Ok
b. Mengubah tampilan ke bidang XZ
Klik toolbar : (untuk merubah tampilan ke bidang XZ).
c. Mendefinisikan tipe bahan
1) Untuk Baja
Define > Materials
Ø Klik tombol add new material
Pada kotak dialog berikutnya (material property data) :
Ø Beri nama bahan pada isian material name baja
Ø Materil type pilih steel
Ø Weight per unit volume (Berat Jenis Baja)= 7850 Kg/m3
Ø Modulus Elastisitas Baja = 200000 MPa
Ø Pada isian Fy (tegangan leleh baja) isikan 240000 kN/m2 = 240 MPa
Ø Pada isian Fu (Tegangan putus baja ) isikan = 370 MPa
Ø Klik OK
Ø Klik OK lagi.
2) Untuk Beton
Define > Materials
Ø Klik tombol add new material
Ø Beri nama bahan pada isian material name beton
Ø Materil type pilih concrete
Ø Weight per unit volume (berat jenis beton) = 2400 Kg/m3
Ø Modulus Elastisitas Beton = 4700 x akar f'c (MPa)
Ø f’c (kuat tekan) Beton = 30 Mpa
Ø Klik OK
Ø Klik OK lagi.
d. Mendefinisikan penampang elemen struktur
1) Untuk Baja
Define > Frame section
Ø Klik tombol add new property
Ø Pada kotak dialog berikutnya add frame section property pilih steel
Ø Klik double angel
Ø Pada kotak dialog berikutnya (double angel section). Beri nama penampang pada section name untuk elemen profil batang 2L60x60x4-8
Ø Isikan data material dengan material yang sudah dibuat pilih Baja
Ø Selanjutnya isikan data dimensi profil
t3 = tinggi profil = 0,06 m
t2 = (2 x lebar profil) + tebal plat badan = 0,128 m
tf = tebal sayap profil = 0,004 m
tw = tebal badan profil = 0,004 m
dis = tebal plat penyambung = 0,008 m
Selanjutnya klik OK dan klik ok lagi.
2) Untuk Beton
Define > Area section
Ø Klik tombol add new section
Ø Beri nama penampang pada section name yaitu Plat
Ø Isikan pada Type yaitu Plate –Thick
Ø Pilih material yang sudah dibuat yaitu Beton
Ø Isikan Thickness, dengan data Membrane = 0,20 m dan Bending = 0,20 m
Ø Selanjutnya klik OK dan klik ok lagi.
e. Mengedit ukuran dimensi
Ø Klik kanan mouse pada sembarang batang, maka akan muncul kotak dialog define grid data
f. Menggambar model struktur
Draw > draw Frame/Cable/Tendon
Pada kotak dialog yang muncul (properties of object), pilih section sesuai dengan profil yang sudah di buat pada point d.
Ø Gambar objek dengan mengklik kiri mouse di setiap joint, dan klik kanan mouse sebagai pemutus garis,
Ø Setelah selesai menggambar object, klik ESC untuk menghilangkan kotak dialog properties object
Ø Selanjutnya dengan cara yang sama membuat tampak atas dan tampak bawah
g. Menggambar model struktur plat
Draw > Draw Rectangular Area
Ø Pada kotak dialog Properties of Object pilih section yang telah dibuat dengan nama pelat
Ø Klik blok dari ujung kiri atas model hingga ujung kanan bawah model (area yang menggunakan plat beton)
Ø Setelah selesai menggambar object, klik ESC untuk menghilangkan kotak dialog properties object
h. Memberi tipe tumpuan struktur (sendi–rol)
1) Klik pada joint atas paling kiri
Assign > joint > Restraints
Pada kotak dialog yang muncul
Ø klik tumpuan sebagai sendi
Ø klik OK
2) Klik pada joint atas paling kanan
Assign > joint > Restraints
Pda kotak dialog yang muncul
Ø klik tumpuan sebagai rol
Ø klik OK
i. Mendefinisikan Tipe Beban
Define > Load Cases
Ø Pada load name isikan LIVE; pilih LIVE pada Type lalu klik Add New Load, seperti Gambar 2.16
Ø Klik OK
j. Memasukkan Data Respon Spektrum
Define > Functions > Responses Spectrum
Ø Pada choose Fuction type to add pilih User spectrum
Ø Klik tombol Add New Fuction
Pada kotak dialog berikutnya (Response Spectrum Function definition)
Ø Beri nama fungsi pada Fuction Name misal Respons Spectrum
Ø Isikan periode dengan waktu periode gempa (T)
Ø Isikan acceleration dengan nilai koefisien (C)
Grafik respon spectrum, wilayah gempa 3, jenis tanah sedang
T = 0,0 ; C = 0,14 (g)
T = 0,4 ; C = 0,14 (g)
T = 0,6 ; C = 0,10 (g)
T > 0,6 maka diambil nilai T = 1 ; C = 0,10 (g)
Ø Setelah selesai memasukkan data klik Ok, lalu Ok lagi.
k. Mendefinisikan tipe Analisis Spektrum Response
Define > Analisis Cases
Ø Beri nama analisis pada Analysis Case Name
Ø Pada Analysis Case Type pilih Response Spectrum
Ø Pada bagian Loads Applied : pada Load name pilih U1 (arah sumbu x), pada function pilih fungsi yang telah didefinisikan pada point j.
Jembatan permanen ; faktor keamanan (I) diambil nilai = 1
Jembatan kelas B ; nilai factor tipe bangunan (S) sebesar = 1
Ø Pada scale factor isikan
nilai aktor pengali = g x I x S = 9,81 x 1 x 1 = 9,81.
Ø Setelah selesai memasukkan data klik Ok, lalu Ok lagi.
l. Mendefinisikan kombinasi pembebanan
Define > Combinations
Klik tombol Add New Combo
Pada Define Combinations of Case Results
1) Untuk Kombinasi 1 = 1,2 DL + 1,6 LL
a) pilih pada Case Name isikan DEAD dan pada Scale Factor isikan 1,2 lalu klik add
b) pilih pada Case Name isikan LIVE dan pada Scale Factor isikan 1,6 lalu klik add dan klik OK,
Selanjutnya melanjutkan pada kombinasi berikutnya,
2) Untuk Kombinasi 2 = 1,2 D + 1 LL. Klik Add New Combo
a) pilih pada Case Name isikan DEAD dan pada Scale Factor isikan 1,2 lalu klik add
b) pilih pada Case Name isikan LIVE dan pada Scale Factor isikan 1 lalu klik add
c) pilih pada Case Name isikan RS dan pada Scale Factor isikan 1 lalu klik add dan klik OK,
m. Mengaplikasikan pembebanan pada struktur :
1) Beban Mati . Klik pada plat lantai jembatan
Assign > Area Loads > Uniform
Pada kotak dialog ( Area Uniform Loads) ;
Ø Pilih Load Case Name dengan DEAD (untuk mengaplikasikan beban mati)
Ø Isikan Loads Pada Uniform Loads dengan nilai beban mati yang bekerja (arah beban kebawah bertanda negatif) isikan = -80 kN/m
Ø Klik Ok
2) Beban Hidup. Klik Kembali pada plat lantai jembatan.
Assign > Area Loads > Uniform
Pada kotak dialog ( Area Uniform Loads) ;
Ø Pilih LIVE pada Load Case Name (untuk mengaplikasikan beban hidup)
Ø Isikan Loads Pada Uniform Loads dengan nilai beban hidup yang bekerja (arah beban kebawah bertanda negatif) isikan = -250 kN/m
Ø Klik Ok
n. Mendefinisikan batang-batang jembatan sebagai element truss
Select > Select > Properties > Frame Section
Ø Pilih select dengan nama dimensi yang telah kita buat
Ø Klik Ok
Ø Klik Assign > Frame > Releases/Partial Fixit dan klik contreng pada Moment 33 (Major) untuk Start dan End kemudian klik OK,
o. Mengecek pembebanan
Ø Klik Display
Ø Klik Show load Assign
Ø Klik Area
Maka akan muncul kotak dialog show area loads lihat load name, pilih beban yang akan dilihat.
Ø Klik kanan pada objek yang dibebankan klik load untuk melihat.
p. Menentukan Tipe Analisis Struktur (truss 3D)
Analyze > Set Analysis Options > Space frame
Kemudian Klik ok
q. Melakukan Analysis (F5)
Analyze > Run Analysis
Ø Pada Case Name Klik Modal
Ø Klik Run/Do Not Run Case
Ø Klik Run Now, Kemudian klik Ok.
r. Menyimpan data SAP
Jika belum disave, maka secara otomatis setelah dirunning, program SAP akan mengingatkan kita untuk menyimpan data. Simpanlah file dan beri nama.
2. Data Output
a. Menampilkan Deformasi Struktur
Display > Show Deformed Shape
Pilih type beban yang ingin dilihat pada case/combo name, dan klik OK. Untuk mengetahui besaran deformasi tranlasi dan rotasi pada joint, klik kanan pada titik joint.
r
b. Menampilkan reaksi tumpuan
Display > Show forces/Stress > Joint
Pilih type beban yang ingin dilihat pada case/combo name, dan klik OK. Untuk mengetahui besaran reaksi gaya tumpuan dan moment pada joint, klik kanan pada titik join.
c. Menampilkan gaya-gaya batang
Display > Show forces/Stress > Frames/Cables
Pilih type beban yang ingin dilihat pada case/combo name, pada component. Pilih type gaya yang ingin dilihat, lalu klik OK. Kemudian Klik kanan pada batang untuk menampilkan detailnya.
d. Melihat atau mengecek struktur Baja
Design > Steel Frame Design > Start Design/Check of Structure
Keterangan warna ; biru : sangat aman (boros bahan)
hijau : aman (hemat bahan)
kuning : aman (hemat bahan)
orange : bahaya/hati-hati (hemat bahan)
merah : sangat berbahaya (tidak dianjurkan)
e. Mencetak gambar di layar ke printer
File > Print Setup for Graphics
Shortcut : Ctrl + P
Klik tombol setup tentukan konfigurasi printer, ukuran kertas dan klik OK , klik OK.
Kemudian klik File dan klik Print Graphics
3. Pengolahan data output
a. Menampilkan data/tabel analisa
Display > Show Tables
Shortcut : Shift + F12
Untuk melihat data-data hasil output chek list Analysis Result, klik OK,
b. Memindahkan/mengekspor table data ke program Excell
Pada menu kotak dialog (Assembled Joint Mases)
Klik File > Export All Tables > To Excell.