4.Modul Konstruksi Jembatan Rangka PDF

Preview

Summary

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000 BAB I STRUKTUR JEMBATAN Jembatan yang di desain pada contoh ini adalah jembatan rangka baja dengan bentang 55,187 m dan lebar 9,64 m, yang terdiri atas 11 span sepanjang 5,017 m, terlihat seperti gambar di bawah ini : PT. LARAS ATISATYA 1 AN...

Description

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000 BAB I STRUKTUR JEMBATAN

Jembatan yang di desain pada contoh ini adalah jembatan rangka baja dengan bentang 55,187 m dan lebar 9,64 m, yang terdiri atas 11 span sepanjang 5,017 m, terlihat seperti gambar di bawah ini :

PT. LARAS ATISATYA

1

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000 Dengan mengacu pada peraturan Bridge Management System, berikut sekilas tahapan yang perlu dikerjakan dalam mendesain jembatan : 1. Pokok-pokok Perencanaan

2. Tahapan Perencanaan

I.

DATA-DATA STRUKTUR

Untuk masuk ke dalam perhitungan dengan program, maka sama seperti dua contoh sebelumnya, maka langkah berikutnya adalah kita menganalisa struktur bangunan. I.1 Perencanaan Struktur a. Satuan yang digunakan adalah

PT. LARAS ATISATYA

2

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000  kN ( kilo Newton ) untuk Gaya  Meter untuk Jarak  mPa / Kpa ( mega Pascal / Kilo Pascal ) untuk Tegangan b. Model Bangunan  Struktur Rangka Baja (seperti terlihat pada gambar 5.3.1.) c. Material yang digunakan Mutu Baja Modulus Elastisitas Modulus Geser Poisson Ratio Thermal Coeff

: : : : :

240.000 kN/m2 200.000.000 kN/m2 76.923.077 kN/m2 0,3 0.0000117

d. Section Properties e. Support / Tumpuan / Restraint • f.

Sendi & rol

Load / Beban •

Beban Mati

PT. LARAS ATISATYA

3

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000

•

Beban Hidup / Beban Getaran / Beban Bergerak Dalam jembatan tentunya yang dimaksud dengan beban hidup adalah beban lalu lintas, yang terbagi atas beban lajur “D” dan beban truk “T”

PT. LARAS ATISATYA

4

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000

PT. LARAS ATISATYA

5

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000

PT. LARAS ATISATYA

6

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000

Dalam hal contoh ini, beban pejalan kaki tidak dimasukan.

PT. LARAS ATISATYA

7

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000 •

Beban Angin

angin

Perhitungan tekanan angin = 0,25 kN/m2 x luas -

x 30% / jumlah joint

Jumlah joint = 11+12 = 23

PT. LARAS ATISATYA

8

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000 •

Beban Gempa -

Tentukan Periode Getaran

PT. LARAS ATISATYA

9

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000 •

Beban Tekanan Tanah ( dan Air )

•

Beban Ledakan Dalam contoh kasus ini tidak dimasukan beban ledakan

•

Beban Gelombang, Arus, Gerakan Lumpur Dalam contoh kasus ini tidak dimasukan beban gelombang, arus & gerakan lumpur

PT. LARAS ATISATYA

10

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000 •

Beban Benturan Kapal, Tarikan Kapal Dalam contoh kasus ini tidak dimasukan beban benturan kapal & tarikan kapal

•

Beban Thermal Friction Dalam contoh kasus ini tidak dimasukan beban thermal friction

•

Beban Panas / Suhu Dalam contoh kasus ini tidak dimasukan beban panas / suhu

1.2 Data – data desain  Kategori Bangunan

: Jembatan Baja

 Jenis Bangunan

: Rangka

 Geometri Bangunan Panjang Bentang Lebar Bentang Jumlah Span Lebar Span  Properties

: : : :

55,187 m 9,64 m 11 5,017 m

Jenis BC7 BC7A BC8 CG5 CG6 DG10 DG11 DG12 EP5 EP6 ST3 ST4 TC12 TC13 TC14 WB7 WB8 WB9  Beban Dead Load - Joint

:

Arah z

0,3 kN

(di setiap ujung span) Joint (wind front) Joint (wind rear) Joint (Quakey rangka atas) Joint (Quakey rangka bawah) Dead Load – Bentang Panjang UDL – Bentang Panjang Pada Setiap Span (1-24)

: : : : : : :

Arah y Arah -y Arah y Arah y Arah z Arah z Arah z

1,95 kN 1,95 kN 3,78 kN 35,13 kN 5,28 kN/m’ 8,8 kN/m’ 44 kN/m’

PT. LARAS ATISATYA

11

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000

 Kombinasi Pembebanan 1 2 3 4 5 6

COMB11 = 1,2 DL + 2 UDL + 2 KEL1 COMB12 = 1,2 DL + 2 UDL + 2 KEL6 COMB13 = 1,2 DL + 2 UDL + 2 KEL13 COMB14 = 1,2 DL + 2 UDL + 2 KEL20 COMB15 = 1,2 DL + 2 UDL + 2 KEL25 COMB16 = 1,2 DL + 2 UDL + 2 KEL1 + 1,2WINDFRONT

 Wilayah Gempa

: 3 ( SNI 03-1726-2002 )

 Rigid Zone

: 0.5

 Analisis Pembebanan Gempa

:

-Pembebanan Gempa Statik Ekivalen ( SNI 03-1726-2002 ) -Pembebanan Gempa Dinamik menggunakan Respon Spektrum ( SNI 03-1726-2002 )  Software yang digunakan

: SAP 2000 v 14

BAB II PEMODELAN SAP 2000 v 14

Langkah-langkah penggunaan program SAP2000 sama dengan langkah-langkah pada contoh sebelumnya, yaitu : 1. Buka program SAP2000 dari start menu atau dari icon di Desktop

PT. LARAS ATISATYA

12

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000

2. Pilih satuan pada kanan bawah (dalam hal ini kN, m, C)

3. Klik toolbar File - New Model, maka akan muncul tampilan new model seperti gambar di bawah 4. Data grid Dalam hal ini klik grid only, dimana akan kita masukan ukuran / jarak antar kolom & ketinggian lantai PT. LARAS ATISATYA

13

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000

Pada grid system terdapat tulisan number of grid spaces untuk menentukan jumlah bentang arah x, y, z dan pada grid spacing untuk menentukan panjang bentang arah x, y, z.

Grid Line & Grid , Y, Z)sesuai rencanaan

5. Edit grid Karena ukuran yang masih belum sesuai dengan gambar rencana, maka kita perlu melakukan editing terhadap data yang telah ditampilkan. Caranya adalah : PT. LARAS ATISATYA

14

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000 -

Klik kanan pada layar monitor Klik Edit Grid Data

-

Pilih Edit Grid Data, maka akan muncul tampilan seperti di bawah ini

Klik Modify / Show System

-

Klik Modify / Show System, lakukan pengeditan ukuran seperti gambar di bawah ini :

PT. LARAS ATISATYA

15

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000

suai

6. Define Material Data – data material yang akan dimasukan harus sesuai dengan data- data yang telah disiapkan sebelumnya, caranya : klik Difine – klik Material – klik add New Material – isi data Klik Difine, klik Materials

PT. LARAS ATISATYA

16

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000

Klik Add new material

Beri nama material

Ganti type material

Masukan data yang telah disiapkan sebelumnya

7. Define Section Property Setelah data-data Difine material dimasukan kedalam SAP setelah itu dapat dimasukan data section property, caranya : klik Difine – klik Section Property – klik frame Section – pilih

Klik add new property

PT. LARAS ATISATYA

17

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000

Pilih material type

mensi yang ukan

8. Difine Load Patterns, Load Cases dan Load Combinations Difine Load Patterns dapat dilakukan dengan cara : Klik difine – klik load patterns

Difine Load Cases dapat dilakukan dengan cara : Klik difine – klik load Cases

PT. LARAS ATISATYA

18

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000 Difine Load Bombinations dapat dilakukan dengan cara : Klik difine – klik load combinations – klik add new combo

9. Draw Frame / Cable Element Setelah melakukan tahapan – tahapan diatas dapat dilanjutkan dengan penggambaran frame element ngan cara : klik icon draw frame / cable element - Klik kolom di samping kolom section, pilih section yang telah dibuat sebelumnya.

10. Assign Joint Restrain

PT. LARAS ATISATYA

19

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000 Setelah bangunan 3 D terbentuk beri perletakan sesuai perencanaan, yaitu sendi dan rol, dengan cara : blok joint – joint dari kolom terbawah – klik assign –klik joint – klik hinge / rol (gambar sendi / rol)

Sehingga tampilan gambar akan terlihat seperti di bawah ini :

11. Assign Joint dan Frame Load Memasukan beban-beban yang telah dihitung sebelumnya, dengan cara : Blok Joint atau Frame yang akan diletakan beban, klik menu assign, pilih joint loads atau frame loads, pilih force untuk beban joint dan pilih distributed untuk beban frame.

ang

nilai sesuai annya

PT. LARAS ATISATYA

20

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000 Berikut salah satu gambar pembebanan :

-

Pembebanan mati pada joint

-

Pembebanan mati pada frame

PT. LARAS ATISATYA

21

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000

12. Analyze Setelah semua data dimasukan, maka dapat dilakukan proses analyze, dengan cara : klik analize – klik run analyze

13. Display show forces Gambar diagram momen dan lintang dapat dilihat dengan cara : show display – klik show forces / stresses – klik frame

Untuk melihat diagram momen

Untuk melihat diagram lintang

Gambar Diagram Momen dan Gambar Diagram Lintang

PT. LARAS ATISATYA

22

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000

Gambar Diagram Momen

Gambar Diagram Lintang

14. Design Steel Frame Design steel dilakukan setelah struktur di caranya : klik design – steel frame design – select design combos – oke – start design / check of structure – display design info

PT. LARAS ATISATYA

23

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000

BAB III

ANALISIS STRUKTUR AKIBAT BEBAN GEMPA

Langkah-langkah Perencanaan : 1.

Lakukan Analisis Struktur Akibat Beban Mati dan Beban Hidup

2.

Tentukan waktu getar Bangunan (Empiris / Analisi Modal) Cara Empiris : Dari UBC a. Cara Empiris dari UBC 1997

Ct hn

3

4

T

=

Ct

= 0,0853

untuk steel moment resisting frames

= 0,0731

untuk reinforced concrete moment resisting frames

PT. LARAS ATISATYA

24

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000 dan eccentrically braced frames = 0,0488 hn

untuk bangunan lainnya

= tinggi bangunan (m)

b. Cara Rayleigh (setelah langkah 10)

Wi

n 2  Wd i i 2 i 1 = n g  Fd i i i 1 = berat lantai ke-i

Fi

= gaya geser lantai ke-i

di

= defleksi lateral lantai ke-i

T

3.

Tetapkan Wilayah Gempa ( Wilayah 1 SD Wilayah 6 )

4.

Tetapkan Jenis Tanah ( Tanah Lunak / Sedang / Keras ) 15 <

N

< 50

50 ≤

Su

< 100

Jadi termasuk jenis tanah sedang. 5.

Hitung Base Shear (Gaya Geser Dasar) Total

V

6.

C1I .Wt R

C1

= faktor respon gempa (gambar)

I

= faktor keutamaan gedung (Tabel 1)

R

= faktor reduksi gempa maksimum (Tabel 3)

Wt

= berat total bangunan (beban mati + beban hidup tereduksi)

Hitung Distribusi Gaya Geser

F = V/11 7.

Pusat Massa tidak perlu dihitung, letakan di tengah bentang jembatan

8.

Tetapkan Kombinasi Pembebanan Akibat Beban Mati, Beban Hidup dan Beban Gempa. COMB11 = 1,2 DL + 2 UDL + 2 KEL1 COMB12 = 1,2 DL + 2 UDL + 2 KEL6 COMB13 = 1,2 DL + 2 UDL + 2 KEL13

PT. LARAS ATISATYA

25

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000 COMB14 = 1,2 DL + 2 UDL + 2 KEL20 COMB15 = 1,2 DL + 2 UDL + 2 KEL25 COMB16 = 1,2 DL + 2 UDL + 2 KEL1 + 1,2WINDFRONT

PEMBEBANAN GEMPA PADA SAP 2000 v 14 1.

Lakukan Analisis Struktur Akibat Beban Mati dan Beban Hidup

Wt = WDL + (WLL x Nilai Reduksi) Wt = 4318,168 + (0*0,3) Wt = 4318,168 kN Dimana Wt = Massa Bangunan Total WDL = Massa Bangunan Akibat Beban Mati WLL = Massa Bagunan Akibat Beban Hidup Nilai Reduksi dapat dilihat pada tabel 4 SNI beban 2002 2.

Tentukan waktu getar Bangunan (Empiris / Analisi Modal) Cara Empiris : Dari UBC

T =

Ct hn

3

4

T = 0,0731 x 19 (3/4) = 0.67 3.

Tetapkan Wilayah Gempa ( Wilayah 3 )

4.

Tetapkan Jenis Tanah ( Tanah Sedang )

5.

Hitung Base Shear (Gaya Geser Dasar) Total Ditetapkan C = 0.48

; I=1

R = 8,5

; Wt = 28283.45kN

V

PT. LARAS ATISATYA

C1I .Wt R

26

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000

V = 0.48 x 1 x 28283.45 8,5 V = 1597.18 6.

Hitung Distribusi Gaya Geser F = V/11 = 1597.18/11 = 145.1982

KONTROL HASIL ANALISIS STRUKTUR Setelah perhitungan selesai, perlu dilakukan kontrol terhadap hasil dari analisis struktur. Langkah-langkah yang dijalankan adalah : 1.

Kontrol Lendutan ect load case

Pada tampilan di atas, ceklist kolom-kolom analysis result, joint input, element output dan strukture output. Setela itu klik select load case, maka akan keluar tampilan berikut ini :

PT. LARAS ATISATYA

27

ANALISIS & DISAIN STRUKTUR DENGAN SAP 2000

Pada tampilan di atas, klik quakey lalu OK, kembali lagi ke tables choose table for display, klik OK kembali dan pada layar akan tampil gambar seperti di bawah ini :

displacement

PT. LARAS ATISATYA

28...