Belajar SAP 2000, Staad Pro dan ETABS untuk Perhitungan Struktur Gedung dan Atap Baja Ringan

Kemampuan penguasaan software perencanaan struktur terumata ETABS dan SAP 2000, Staad Pro sangat penting, terutama bagi para Engineer yang bergelut di Dunia konstruksi. Kemahiran dalam menguasai software tersebut dapat dimulai saat masih menjadi mahasiswa Teknik Sipil dan dapat lebih diperdalam saat sudah terjun di Dunia konstruksi. Kasus- kasus perencanaan struktur gedung, rangka kuda- kuda, perencanaan gudang, tangki air, dll tentu tidak lepas dari Perencanaan Struktur dengan software SAP 2000, Staad Pro dan ETABS. Mengapa untuk kasus perencanaan struktur gedung Kami menggunakan ETABS..? Berikut kelebihan ETABS daripada SAP 2000 : 

• Fitur/ fasilitas yang lebih lengkap (untuk kasus perencanaan struktur gedung), 
• Lebih ringan dan cepat saat diinstal di Computer daripada SAP 2000, 
• Lebih cepat dalam melakukan running analysis daripada SAP 2000, 
• Lebih cepat saat melakukan pemodelan struktur, 
• Tampilan 2D dan 3D yang bisa mencover seluruh elemen, 
• Tampilan yang hampir sama dengan SAP 2000, karena dibuat oleh perusahaan yang sama pula (CSI), sehingga Anda yang sudah biasa menjalankan SAP 2000 tidak akan bingung saat mengoperasikan ETABS. 

Yang Harus Dikerjakan dengan detail cara mendesain struktur gedung atau Atap baja ringan dengan ETABS yang meliputi :

1. Sistem Struktur
2. Asumsi yang Digunakan
3. Peraturan dan Standar Perencanaan
4. Material Struktur
    4.1. Beton
    4.2. Baja Tulangan
    4.3. Baja Profil
5. Detail Elemen Struktur
    5.1. Balok
    5.2. Kolom
    5.3. Plat Lantai
    5.4. Shear Wall
    5.5. Momen Inersia Penampang
6. Pemodelan Struktur
    6.1. Penggambaran Elemen Balok
    6.2. Penggambaran Elemen Kolom
    6.3. Penggambaran Elemen Plat
    6.4. Penggambaran Elemen Shear Wall
    6.5. Pemodelan Pondasi
    6.6. Kekakuan Sambungan (joint) Balok- Kolom
7. Denah Struktur
8. Pembebanan
    8.1. Kombinasi Pembebanan
    8.2. Perhitungan Beban Mati
       8.2.1. Beban Mati pada Plat Lantai
       8.2.2. Beban Mati pada Plat Atap
       8.2.3. Beban Mati pada Balok
       8.2.4. Beban pada Tangga
          8.2.4.1. Beban pada Plat Tangga
          8.2.4.2. Beban pada Bordes
    8.3. Beban Hidup
    8.4. Beban Gempa
       8.4.1. Perhitungan Gempa Statik Ekuivalen secara Otomatis
          8.4.1.1. Lantai Tingkat sebagai Diafragma
          8.4.1.2. Waktu Getar Alami (T)
          8.4.1.3. Faktor Keutamaan
          8.4.1.4. Penentuan Jenis Tanah
          8.4.1.5. Perhitungan Beban Gempa Nominal (V)
          8.4.1.6. Eksentrisitas Rencana (ed)
       8.4.2. Perhitungan Gempa Statik Ekuivalen secara Manual
          8.4.2.1. Perhitungan Berat Gedung (Wt)
          8.4.1.9. Input Beban Gempa Statik Ekuivalen
       8.4.3. Analisis Gempa Dinamik Response Spectrum
         8.4.3.1. Respons Spektrum Gempa Rencana
       8.4.4. Analisis Gempa Dinamik Time History
9. Kontrol dan Analisis
    9.1. Analisis Ragam Respon Spektrum
    9.2. Partisipasi Massa
    9.3. Gaya geser dasar nominal, V (Base Shear)
    9.4. Kinerja Sruktur Gedung
       9.4.1. Kinerja Batas Layan
       9.4.2. Kinerja Batas Ultimit
10. Perhitungan Struktur dengan ETABS
     10.1. Peraturan yang Digunakan
     10.2. EfektivitasPenampang
     10.3. Analisis
     10.4. Penulangan Balok
        10.4.1. Desain Tulangan Utama Balok
        10.4.2. Desain Tulangan Geser (sengkang)
        10.4.3. Desain Tulangan Torsi
        10.4.4. Kontrol Pesyaratan Balok pada SRPMK
        10.4.5. Sketsa Detail Penulangan Balok
     10.5. Penulangan Kolom
        10.5.1. Desain Tulangan Utama Kolom
        10.5.2. Desain Tulangan Geser Kolom
        10.5.3. Kontrol Pesyaratan Kolom pada SRPMK
        10.5.4. Gambar Detail Penulangan Kolom
     10.6. Penulangan Plat Lantai
     10.7. Desain Pondasi
        10.7.1. Data Tanah
        10.7.2. Daya Dukung Pondasi Tiang Bor

Screen shoot analisis Gedung yang ditinjau ditunjukkan sebagai berikut :

Gambar 2. Pemodelan Struktur Gedung Perkantoran 8 Lantai

Pemodelan struktur gedung yang dirancang mampu menahan gempa rencana sesuai peraturan yang berlaku sesuai SNI 03-1726-2012 tentang Tatacara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung. Dalam peraturan ini gempa rencana ditetapkan mempunyai periode ulang 500 tahun, sehingga probabilitas terjadinya terbatas pada 10 % selama umur gedung 50 tahun.

Gambar 3. Pemodelan Diafragma Kaku pada Plat Lantai

Pada SNI Gempa 1726-2012 , pasal 5.3.1 disebutkan bahwa lantai tingkat, atap beton dan sistem lantai dengan ikatan suatu struktur gedung dapat dianggap sangat kaku (rigid) dalam bidangnya dan dianggap bekerja sebagai diafragma terhadap beban gempa horisontal. 

Gambar 4. Deformasi Struktur dan Waktu Getar Bangunan untuk Mode 1

Denah, konfigurasi, dan kekakuan struktur harus didesain sedemikian rupa sehingga gedung tidak terlalu fleksible dan waktu getar struktur tidak melebihi standard yang ditetapkan. Selain itu untuk mencegah adanya puntiran (rotasi) gedung pada Mode 1.

Gambar 5. Input Gempa Statik Ekuivalen (Otomatis) dengan Auto Lateral Load

Cara ini dilakukan dengan user coefficient - auto lateral load, dengan memberikan angka faktor respon gempa (C) pada load case gempa arah x dan y, sehingga beban gempa sebesar Fi secara otomatis sudah bekerja pada pusat massa gedung tiap lantai.

Gambar 6. Input Beban Gempa Statik Ekuivalen secara Manual pada Tiap lantai

Gaya gempa statik ekuivalen bekerja pada pusat massa bangunan tiap lantai dengan besar 100% arah yang ditinjau dan 30% arah tegak lurusnya. Tinjauan beban gempa dari 2 arah tersebut untuk mengantisipasi datangnya gempa dari arah yang tidak bisa diperkirakan dengan pasti.

Gambar 7. Input grafik Respon Spektrum Gempa

Grafik respon spektrum yang diinput berdasarkan zona gempa dan jenis tanah tempat lokasi bangunan berada.

Gambar 8. Input Akselerogram Gempa Dinamik Time History

Perhitungan respons dinamik struktur gedung terhadap pengaruh gempa rencana dilakukan dengan metoda analisis dinamik 3 dimensi berupa analisis respons dinamik linier dan non-linier time histoy (riwayat waktu) dengan suatu akselerogram gempa yang diangkakan sebagai gerakan tanah masukan.

Gambar 9. Besarnya Simpangan Gedung yang Terjadi Akibat Gempa

Besarnya simpangan yang terjadi harus dibatasi berdasarkan persyaratan batas layan dan batas ultimit untuk mencegah ketidaknyamanan penghuni, keretakan beton, kerusakan struktur dan non struktur.

Gambar 10. Analisis Tegangan pada Plat Lantai

Nilai tegangan yang bekerja pada plat akibat beban hidup dan mati dapat diketahui dengan Shell Stress kemudian besarnya momen yang muncul dapat dianalis untuk desain penulangan plat untuk arah memanjang dan melintang.

Gambar 11. Desain Penulangan Arah Memanjang

Luas tulangan yang dibutuhkan untuk arah memanjang dan melintang dapat diketahui secara otomatis, kemudian dikonversi menjadi berapa banyak jumlah tulangan yang akan digunakan ]sesuai ]ukuran diameter tulangan di pasaran.

Gambar 12. Diagram Interaksi Kolom

Dari diagram interaksi tersebut dapat diketahui hubungan antara momen dengan gaya aksial yang bekerja pada kolom

Gambar 13. Informasi Luas Tulangan, Momen dan Gaya Geser yang Ditinjau

Informasi yang muncul setelah run analisis beberapa dapat dikontrol dengan hitungan manual, jika hasil yang muncul sudah benar/ mendekati, maka selanjutnya output tersebut dapat diolah untuk desain struktur yang meliputi keamanan dimensi, penulangan, dll

Share this post