3955-ewahyuni-4 rangka batang psw
DESCRIPTION
rangka batangTRANSCRIPT
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
1/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
4
1
2 3
12
3 40
0
0
2
3
0
0
1
4 m
3,4641 m
600 600
10 t
2 t
KONSTRUKSI RANGKA BATANG
Tujuan Pembelajaran Umum
Mahasiswa mampu menyelesaikan analisa struktur dengan cara Analisa
Struktur Metode Matriks (ASMM)
3.6 Konstruksi Rangka Batang
Tujuan Pembelajaran Khusus
Mahasiswa mampu menyelesaikan struktur Konstruksi Rangka Batang (KRB)
2 Dimensi dengan ASMM
Contoh 8. Konstruksi rangka Batang
(lihat Foto Copy Modul Mekanika Teknik 3 P. Heppy Bab ASMM bagian
Rangka Batang)
Diketahui : Luas penampang (A) = 20 cm2
Modulus Elastisitas (E) = 2 x 106kg/cm2
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
2/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
Dengan metode ASMM didapatkan :
Perpindahan { }U
4
1 10806,2
=U m
4
2 10080,1
=U m
4
3 10476,7
=U m
Gaya-gaya batang :
S1= + 2806 kg
S2= -5934 kg
S3= -5611 kg
S4= -2160 kg
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
3/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
Aplikasi dengan SAP 2000 V9.0.3 Untuk Contoh 8
1.
Menentukan Sistem Grid
Buka program SAP 2000 dengan mengklik Start >> All program >>
Sap2000 9 >> Sap2000.
Klik menu File >> New Model dan ganti satuan dalam bentukKg,m,Cdan
pilihgrid onlyuntuk membuat model
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
4/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
Setelah memilih menu grid only, maka akan muncul tampilan untuk mengisikan
jarak dan jumlah grid searah sumbu x, y dan z seperti pada gambar berikut.
Isikan pada Number of Grid Lines, X direction = 3, Y direction = 1, dan Z
directon = 2
Isikan pada Grid Spacing , X direction = 2, Y direction = 1, dan Z direction
= 3,4641.
Kemudian klik OK.
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
5/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
2. Mendefenisikan Property Material
a.
Mendefiniskan material baja
Ubah satuan menjadi Kg,cm,C hal ini karena satuan dari Modulus Elatisitas (E)
adalah kg/cm2.
KlikDefine >> Materialuntuk mendefinisikan material yang akan digunakan.
Pilih Otherkemudian klik Modify/Show Material...
Kemudian akan muncul dialog Material Property Data. Isikan nilai Modulus of
Elasticitydengan 2 x 106kg/cm
2. Kemudian klikOK 2 kali
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
6/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
3.
Mendefenisikan Properti Penampang Batang
Pastikan satuan di pojok kanan bawah adalah Kg,cm,C.
Pilih menu Define >> Frame Section kemudian akan muncul tampilan dialog
Frame Propertiesbox sebagai berikut.
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
7/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
Di bagian Choose Property Type to Addpilih Add Rectanguler kemudian klik
Add New Property
Kemudian akan muncul tampilan dialog Rectanguler Sectionbox sebagai berikut.
Isikan data-data untuk penampang :
Section Name = FRAME
Material = Other
Dimension : Depth (t3) = 5 cm ; Width (t2) = 4 cm (asumsi
penampang yang digunakan adalah segiempat dengan b = 4 cm dah h =
5 cm, sehingga luasan A = 20 cm2)
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
8/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
Kemudian klik Set Modifiermaka akan keluar dialog box sepeti di bawah ini.
Ubah parameter Shear Area in 2 directiondan Shear Area in 3 directionmenjadi
0.
Klik OK 2 kali sehingga muncul dialog Frame Properties box sebagai berikut.
Pastikan batang yang kita beri nama FRAME sudah terbentuk. Kemudian klik OK.
4.
Merubah definisi Tipe Beban
Klik MenuDefine >> Load Casesuntuk membuka menu Define Load, kemudian
akan muncul tampilan dialog Define Loadsbox seperti berikut.
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
9/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
Karena berat sendiri diabaikan maka parameter Self Weight Multiplierdiganti
0, kemudian klik Modify Loaddan Klik OK.
5. Menggambar Balok
Tutup jendela 3D dengan mengklik tanda X pada window 3D, kemudian pilih
set XZ Viewpada toolbar.
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
10/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
Sehingga muncul window seperti di bawah ini :
Klik tombol atau klik Draw >> Draw Frame/Cable/Tendon untuk
menggambar frame
Lalu muncul dialog Properties of Objectdan pada section pilih FRAME
Klik pada nodal dan tarik garis FRAME yang akan dibuat seperti pada
gambar di bawah.
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
11/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
Ingat:pada proses penggambaran frame, frame yang telah di beri nomor 1 pada
soal harus digambar terlebih dahulu kemudian di gambar frame nomor 2 dan
seterusnya sampai frame 4. Arah penggambaran frame sesuai dengan titik nodal
di soal.
Untuk melihat section frame klik menu View >> Set Display Option maka
akan keluar dialog Display Option For Active Windowseperti dibawah ini.
Beri tanda Check pada Section pada Frame/Cables/Tendons. Kemudian
klikOK.
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
12/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
Sehingga section frame terlihat seperti pada gambar berikut.
Untuk memberi nomor joint dan frame klik menu View >> Set Display
Optionmaka akan keluar dialog Display Option For Active Windowseperti
dibawah ini. Beri tanda Checkpada Labelpada Jointdan Frame.
Sehingga frame dan joint telah diberi nomor seperti pada gambar berikut.
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
13/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
Perhatikan bahwa nomor frame yang ada di soal sama dengan nomor frame di
SAP2000.
6. Memberi perletakan
Select joint 1 dengan cara mengklik joint 1
Klik Assign >> Joint >> Restraints, kemudian akan muncul dialog box
sebagai berikut :
Klik gambar sendi untuk mendefinisikan perletakan sebagai sendi .
Kemudian, klik OK.
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
14/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
Select joint 2
Klik Assign >> Joint >> Restraints, kemudian akan muncul dialog box
sebagai berikut :
Klik gambar rol untuk mendefinisikan perletakan sebagai rol. Kemudian, klik
OK.
Select joint 4
Klik Assign >> Joint >> Restraints, kemudian akan muncul dialog box
sebagai berikut :
Klik gambar sendi untuk mendefinisikan perletakan sebagai sendi .
Kemudian, klik OK.
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
15/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
Hasilnya adalah sebagai berikut :
Select joint 4
Klik Assign >> Joint >> Local Axes, kemudian akan muncul dialog box
seperti di bawah ini. Ubah parameter Rotation about Y menjadi -900.
Sehingga Local Axes untuk join 4 berubah seperti gambar berikut.
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
16/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
7.
Memberikan Beban
Select joint 3
Ganti satuan menjadi Ton,m,C
KlikAssign >> Joint Loads >> Forces
Kemudian akan muncul dialog Joint Forces seperti gambar di bawah ini. Pastikan
satuan pada units adalah Ton,m,C. Load Case Name sebagai Dead. Isi Force
Global X dengan nilai 2 dan Force Glogal Z dengan nilai -10 ( tanda (-)
menunjukkan arah beban kebawah ) . Kemudian klik OK.
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
17/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
Sehingga muncul pada gambar seperti dibawah ini .
8.
Mereleasebatang
Select frame 2 dan frame 3.
Assign >> Frame/Cable/tendon >> Releases/partial Fixity
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
18/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
Kemudian akan muncul dialog Assign Frame Releases, beri tanda check pada
Moment 22 (Minor) dan Moment 33 (Major) di lokasi start dan end. Hal ini
bertujuan agar pada rangka batang tidak bekerja gaya moment.
Kemudian klik OK sehingga frame 2 dan frame 3 sudah terelease ujung-ujungnya
seperti gambar berikut.
Arah penggambaran
Frame
Start End
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
19/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
9. Analisis Model
Klik menu Analyze >> set analysis option, maka akan muncul dialog
Analysis Optionseperti pada gambar di bawah ini. Klik pada Plane Frame
XZ Planekemudian klik OK.
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
20/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
Klik menu Analyze >> Set Analysis Cases to Run, maka akan muncul
dialog Set Analysis Cases to Run seperti pada gambar di bawah ini. Klik
pada Modal kemudian klik Run/Do Not Run Case. Kemudian klik Run
Now
Untuk pekerjaan SAP yang belum disimpan sebelumnya, akan muncul
tampilan untuk menyimpan pekerjaan seperti berikut :
Simpan pekerjaan SAP yang telah dikerjakan dengan memberi nama pada
File Name, kemudian tekan Save.
Kemudian akan muncul hasil Run sebagai berikut :
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
21/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
Pastikan tidak ada pesan Warning/Errorpada proses analysis.
Ganti satuan menjadi Kg,m,C
Klik kanan pada joint untuk melihat nilai dari rotasi dan defleksi di titik yang di cari
misalnya joint 3 maka klik kanan joint 3.
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
22/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
Sedangkan hasil dari perhitungan dengan menggunakan ASMM didapatkan hasilseperti di bawah ini.
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
23/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
Perpindahan { }U
4
1 10806,2
=U m
4
2 10080,1
=U m
4
310476,7
=U m
Perbandingan nilai translasi metode ASMM dan SAP2000 V9.0.3
Joint Metode ASMM (m) Hasil SAP2000 (m) Error (%)
1 0 0
2X 0,0002806 0,0002806 0
3X 0,0001080 0,0001081 0,0926
3Z 0,0007476 0,0007477 0,0134
4 0 0 0
10.
Menampilkan nilai bidang M (Momen)
Klik menu Display >> Show forces/Stresses >> Frames/Cables maka akan
muncul dialog Member Forces Diagram for Frames seperti gambar berikut.
Pastikan Case/Combo Name sebagai Dead kemudian klik pada Moment 3-3,
pilih Show values on Diagram, setelah itu klik OK
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
24/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
11.
Menampilkan nilai bidang D (Gaya Lintang)
Klik menu Display >> Show forces/Stresses >> Frames/Cables maka akan
muncul dialog Member Forces Diagram for Frames seperti gambar berikut.
Pastikan Case/Combo Namesebagai Dead kemudian klik pada Shear 2-2, pilih
Show values on Diagram, setelah itu klik OK.
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
25/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
12.
Menampilkan nilai bidang N (Gaya Normal)
Klik menu Display >> Show forces/Stresses >> Frames/Cables maka akan
muncul dialog Member Forces Diagram for Frames seperti gambar berikut.
Pastikan Case/Combo Name sebagai Dead kemudian klik pada Axial Force ,
pilih Show values on Diagram, setelah itu klik OK.
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
26/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
Untuk melihat output gaya dalam Momen, Gaya Lintang dan Gaya Normal secara
keseluruhan bisa dilakukan dengan cara klik menu Display >> Show table maka
akan keluar dialog Choose Tables for Display klik Element Output >> Frame
Output kemudian klikSelect Analysis Casespilih Dead kemudian klikOK 2 kali.
Kemudian klik OKmaka akan keluar dialog Element Forces-Frames
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
27/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
Pada dialog Element Forces - Frames klikfile >> Export current table >> to
Excel
Maka akan dihasilkan table Output Frame dalam format Excel seperti gambar
berikut.
-
5/18/2018 3955-Ewahyuni-4 Rangka Batang Psw
28/28
Dr. Endah Wahyuni, Teknik Sipil, FTSP, ITS Surabaaya
Perbandingan nilai Gaya Normal metode ASMM dan SAP2000 V9.0.3
Frame Metode ASMM
(kg)
Hasil SAP2000
(kg)
Error (%)
1 2806 2806,14 0,00499
2 -5934 -5934,73 0,01233 -5611 -5612,28 0,0228
4 -2160 -2161,23 0,05694