Analisis Dinamik Struktur dengan Respon Spektrum berdasarkan SNI 1726:2012 menggunakan SAP2000

Baru-baru ini, Indonesia mengeluarkan regulasi baru tentang standar perencanaan ketahanan gempa untuk bangunan gedung dan non-gedung. Standar tersebut diberi kode SNI 1726:2012. Dengan demikian maka SNI 03-1726-2002 sudah tidak dapat digunakan lagi. Standar ini dikeluarkan dengan tujuan untuk menyempurnakan acuan dasar perencanaan ketahanan gempa baik untuk gedung dan non-gedung. Pada bagian awal SNI 1726:2012 ini terdapat acuan standar lain yang digunakan adalah FEMA P-750 2009 dan ASCE 7-10.

Secara kebetulan, beberapa waktu yang lalu, saya juga mendapatkan sebuah ebook tentang ASCE 7-10 tentang Minimum Design Loads for Buildings and other Structures dan setelah saya baca keduanya, ternyata banyak kemiripan. Atau dapat dikatakan bahwa SNI 1726:2012 mengadopsi ASCE 7-10.

Pada kali ini, saya akan mengetengahkan bagaimana membuat analisis numerik beban dinamik dengan metode respon spektrum dengan bantuan program komputer SAP2000. Nah, langkah-langkahnya akan dijelaskan sebagai berikut :

Langkah awalnya adalah menggambarkan/membuat model numeriknya. Dalam contoh kasus kita, model numeriknya adalah portal dua dimensi dua bentangan dan tiga lantai. Portal ini menerima beban merata yang tersebar pada baloknya berupa beban mati (DL) sebesar 4 kN/m’, dan beban hidup (LL) sebesar 2,5 kN/m’.

membuat geometri struktur yang akan dianalisis melalui New Model –> 2D Frames.

image

kemudian dari kotak dialog 2D Frames, isikan nilai-nilai yang terapat pada bagian Portal Frame Dimensions, yakni number of stories, number of bays, story height dan bay width. Apabila diinginkan untuk membuat bentangan dan tinggi antar lantai yang tidak seragam, beri tanda centang pada Use Custom Grid Spacing and Locate Origin, kemudian klik Edit Grid.

image

dalam contoh kasus ini, lakukan penyesuaian pada Grid C dengan mengubah nilai ordinatnya menjadi 3. Akhiri dengan klik OK.

image

akan diperoleh hasil model numerik portalnya seperti tergambar di bawah ini.

image

dari menu Define –> Load Patterns, lakukan penambahan pola pembebanan yang akan bekerja pada portal tersebut.

image

dari menu Define –> Load Cases, lakukan pengecekan apakah pola pembebanan yang ditambahkan tadi telah masuk ke daftar kasus pembebanan. Akhiri dengan klik OK.

image

pilih seluruh balok yang ada pada portal tersebut, kemudian dari menu Assign –> Frame Loads –> Distributed akan muncul kotak dialog untuk mengisikan besarnya beban merata yang bekerja pada balok portal tersebut.

imageimage

imageimage

struktur portal ini terbuat dari baja BJ 37 (ASTM A36 Steel) dengan profil yang digunakan adalah I-WF 250x150x9x6 mm. Dari menu Define –> Materials –> Add New Materials.

image

Lakukan penyesuaian pada Standard dan akhiri dengan klik OK, dan kemudian OK untuk keluar dari ko tak dialog.

image

dari menu Define –> Section Properties –> Frame Sections, pilih Add New Properties. Kemudian pilih I / Wide Flange.

image

lakukan penyesuaian pada setiap input yang ada pada kotak dialog tersebut dan akhiri dengan klik OK.

image

image

dan klik OK lagi untuk keluar dari kotak dialog. Untuk memasangkan profil IWF yang sudah didefinisikan tersebut, pilihlah seluruh balok dan kolom, kemudian dari menu Assign –> Frame –> Frame Sections, pilih profil IWF yang sudah didefinisikan tadi, akhiri dengan klik OK.

imageimage

image

simpan pekerjaan anda agar tidak hilang!

Menentukan letak posisi struktur yang akan dianalisis. Sebagai contoh dalam kasus ini, struktur yang akan dianalisis berada di wilayah Kecamatan Gamping,  Kabupaten Sleman, D.I.Yogyakarta. Untuk mendapatkan posisi yang sebenarnya (koordinat Latitue dan Longitude). Untuk membantu menemukan posisi kawasan yang sebenarnya, dapat menggunakan bantuan peta berbasis web semisal google maps, wikimapia, dan lain sebagainya.

image

image

kemudian untuk menentukan karakteristik tanah setempat, dapat digunakan peta wilayah Gempa Indonesia yang terdapat di bagian akhir SNI 1726:2012, atau untuk versi digitalnya dapat dilihat di laman http://loketpeta.pu.go.id/peta/zonasi-gempa-indonesia-2/. Cara lain yang dapat digunakan adalah dengan memanfaatkan posisi latitude dan longitude yang telah ditemukan sebelumnya. Kemudian dengan bantuan di laman http://geohazards.usgs.gov/designmaps/ww/, tempatkan posisi latitude dan longitudenya, kemudian klik Set Location.

image

kemudian akan ditampilkan angka Ss dan S1-nya berdasarkan posisi latitude dan longitude yang kita inputkan, serta berdasarkan jenis penyedia datanya.

imageimageimage Dari ketiga penyedia data tersebut, dapat di pilih salah satu. Dalam contoh ini, digunakan data dari USGS Administrative Report, yang memberikan data Ss = 0,767g dan S1 = 0,285g untuk lokasi yang telah ditentukan posisi latitude dan longitudenya.

untuk menginputkan beban gempa dalam bentuk respon spektrum dilakukan dengan langkah-langkah di bawah ini.

Dari menu Define –> Functions –> Response Spectrum, lalu akan muncul kotak dialog Define Response Spectrum Functions. Lakukan penyesuaian pada Choose Function Type to Add dengan memilih IBC 2012, kemudian klik Add New Function…

image

pada Response Spectrum IBC 2012 Function Definition, lakukan penyesuaian-penyesuaian yang diperlukan, yakni pada nilai Ss dan S1, seperti yang telah diperoleh pada langkah sebelumnya.

image

Akhiri dengan klik OK, dan klik OK sekali lagi untuk keluar dari kotak dialog. Agar beban gempa yang berupa respon spektrum tersebut dapat bekerja sepenuhnya pada pada struktur, maka beban tersebut juga harus didefinisikan. dari menu Define –> Load Cases, pilih Add New Load Case.

image

Lakukan penyesuaian pada Load Case Name dengan memberi nama “SEISMIC” dan Load Case Type-nya adalah Response Spektrum. Kemudian pada bagian Load Applied, lakukan penyesuaian-penyesuaian Load Type = Accel, Load Name = U1, Function = GEMPA, Scale Factor=10, kemudian klik Add. Biarkan nilai-nilai yang lain tetap pada nilainya semula, akhiri dengan klik OK.

image

kotak dialog Define Load Cases-nya akan menjadi seperti di bawah ini. Akhiri dengan klik OK.

image

Setelah semuanya selesai, definisi terakhir yang digunakan adalah definisi kombinasi pembebanan. Dalam kasus ini, digunakan kombinasi pembebanan default (bawaan) dari SAP2000. Dari menu Define –> Load Combination –> Add Default Design Combos.

image

pilih Steel Frame Design (sesuai dengan material yang digunakan), kemudian klik OK.

image

Akhiri dengan klik OK untuk keluar dari kotak dialog.

image

Struktur siap untuk di analisis. Dari menu Analyze, klik Set Analyze Options, kemudian dari kotak dialog Analyze Options yang muncul, klik tombol X-Z Plane, akhiri dengan klik OK.

image

Untuk me-running analisis di SAP2000, dapat dilakukan dari menu Analyze –> Run Analysis (F5), atau cukup dengan menekan tombol F5 dari keyboard, atau dapat dilakukan dengan menekan tombol image. Dari kotak dialog Select Load Cases to Run, langsung saja klik Run Now.

image

Hasil analisis yang ditampilkan berupa diagram deformasi struktur, gaya-gaya dalam dan lain sebagainya.

image

Gambar di atas adalah contoh deformasi struktur pada kombinasi pembebanan nomor 4 (Comb4), dimana pada Comb4 sudah terdapat beban gempa.

image

Gambar di atas ini merupakan diagram momen lentur pada kombinasi pembebanan nomor 4 (Comb4). Untuk diagram gaya-gaya dalam yang lain dapat diakses melalui menu-menu yang ada di SAP2000.

Nah, mudah2an tutorial kecil ini dapat bermanfaat bagi kawan-kawan semua yang sedang mempelajari SAP2000 ataupun yang sedang mendalami standar peraturan gempa Indonesia yang terbaru.

Selamat Belajar.

5 responses to “Analisis Dinamik Struktur dengan Respon Spektrum berdasarkan SNI 1726:2012 menggunakan SAP2000

  1. mantap infonya pak pram, hehe..🙂

  2. Terima kasih ilmusnya pak Pramudiyanto,, Sangat bermanfaat

  3. informasinya/ilmunya sangat bermanfaat,
    trimakasih atas share materinya.

  4. tp kalau menggunakan yielding damper jd gimana ya seting ny. trims.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s