ebook #3 purbo@wp

© purbolaras.wordpress.com 0

Seri E-Book SAP2000 # 3

Seri E-book SAP2000

No. 3 Juni 2014 #E030614

TTiippss CCeeppaatt && TTeeppaatt SSAAPP22000000 Part - III

[ oleh : Purbo ]

purbolaras . wordpress . com

© purbolaras.wordpress.com i


DISCLAIMER

Tulisan dalam edisi E-book ini merupakan rangkuman/cuplikan artikel dari blog penulis : purbolaras.wordpress.com . E-book ini bebas untuk didistribusikan secara gratis sepanjang untuk kepentingan non-komersial, dengan tetap mencantumkan sumber asli. Dilarang mengubah bagian apapun dari isi tulisan dan tidak diperkenankan memperjualbelikan E-book ini. Pengutipan tulisan dari E-book ini harus dengan mencantumkan keterangan sumber asli.

© purbolaras.wordpress.com ii


DAFTAR ISI DISCLAIMER .................................................................... i

DAFTAR ISI ....................................................................... ii

1. Check & Re-check ........................................................................ 1

2. Apa aja yang mesti dicek ? ....................................................... 4

a) Elemen Model ................................................................... 4 b) Input Beban ....................................................................... 8 c) Proses Hitungan ................................................................ 10 d) Logiskah ? .......................................................................... 13 e) Pengalaman ........................................................................ 16 Checklist Pemodelan SAP2000 ................................................ 18

3. Penutup ..................................................................................... 19



1. Check & Re-check

Pada E-book seri pertama, telah diuraikan bahwa selain ‘kerja cepat’ juga diperlukan ‘kerja tepat’ ketika memakai program SAP2000. Supaya bisa tepat, berarti user harus mempunyai pemahaman alias ilmu, alias lagi harus belajar, yang sumber pembelajarannya sudah dijabarkan dalam E-book seri kedua. Nah, kalaupun Anda sudah dipersenjatai dan membaca habis buku manualnya pun belum berarti urusannya otomatis beres tuntas, asal sudah tahu terus pakai pasti hasilnya langsung benar. No, no, no, nanti dulu, para bro dan sis. Memang, setelah membuat model struktur mulai dari awal sampai ke kombinasi pembebanan, terutama lagi model yang aduhai rumit dan kompleks, rasanya ingiiin deh segera menekan tombol Run, lalu sortir output, lalu bikin Excel dan laporan, submit ke bos atau rekanan, lalu gajian. Wah, indahnya hidup ini. Sayangnya, masih ada satu tahap lagi, baik sebelum maupun setelah menekan tombol tanda panah favorit kita itu. SAP2000 pada dasarnya adalah merupakan program perhitungan. Untuk gampangnya, anggap saja seperti kalkulatornya orang teknik sipil. Mungkin ada yang pernah (atau malah sedang) memakai kalkulator tipe scientific. Itu loh, yang buuuanyak tombol dan fungsinya, ada juga yang bisa sampai menampilkan grafik segala, bukan yang buat menghitung uang kembalian.



myfirststore.com

Gambar 1. Scientific Calculator Kenapa sih, mesti memilih yang tipe susah begitu? Karena memang bukan sekadar buat menghitung uang kembalian yang cuma butuh tambah, kali, kurang, bagi (paling banter yang dipakai hanya operasi pengurangan). Yang hendak dihitung adalah nilai cosinus sudut, faktorial, akar pangkat tiga, dan seterusnya. Bukan hanya perhitungan simpel semacam ‘sinus 30O’, tapi bisa rumus bersarang-sarang semisal ‘5 tg 30 O/(1–sin2 45)’ langsung dalam satu kali perhitungan. Oke, Anda mungkin pakai yang paling bagus (baca : mahal), ada lho yang harganya sampai tujuh digit. Anda sedang menghitung soal ujian akhir tentang beton bertulang. Yang dicari adalah momen kapasitas balok ukuran 200 mm x 500 mm dengan susunan tulangan sedemikian rupa. Tahap pertama adalah tentu saja menghitung letak garis netral. Sialnya, ternyata baloknya tulangan rangkap, ada tulangan tekan dan tulangan tarik. Sialnya (lagi), berdasar trial awal, sepertinya tulangan tekan belum mencapai titik leleh. Alhasil Anda dapatkan persamaan kuadrat dalam nilai a.

210,85 ' 600 ' 600 ' ' 0c s s y sf b a A A f a A d



Dengan sigap Anda masukkan rumusnya ke dalam kalkulator, karena kalkulatornya sudah menyediakan fasilitas perhitungan akar kuadrat, atau memang sudah Anda buat programnya. Berikut ini hasilnya : a1 = 2388,15 a2 = - 2364,62 Mana yang akan Anda ambil? Yang paling besar? Paling kecil? Positif, atau negatif? Rerata absolut? Atau malah tidak dua-duanya alias golput? Ingat, karena nilai a menyatakan jarak, maka yang diambil adalah yang nilai positif. Dengan kata lain, hasil perhitungan tersebut adalah salah. Lho, itu kan ada yang positif? Betul, tapi coba lihat kembali dulu soalnya : berapa dimensi tinggi balok? Logiskah jawaban hasil kalkulator tersebut (nilai a melebihi tinggi balok)? Kalau langsung Anda tulis di lembar jawaban, jelas akan ditertawakan orang seluruh dunia (misal mereka tahu). Jadi, intinya, Anda mesti cek alias periksa dahulu hasil perhitungannya. Siapa tahu Anda keliru input karena grogi dapat tempat duduk tepat di depan meja sang penjaga ujian.



2. Apa aja yang mesti dicek ?

Ya semuanya dicek lah. Bensin, oli, aki, tekanan ban, bekal minum. Boleh saja, kalau Anda memang sedang akan mudik keluar kota. Tapi, Anda tidak mudik Jakarta-Jogja setiap hari kan ? Minimal mungkin setahun sekali. Tapi (lagi), Anda memilih untuk tinggal di pinggiran kota karena sewa kontrak bulanan murah, jadi tiap hari tetap harus nglaju pulang-pergi ke kantor. Jadi, tergantung keperluan Anda, yang perlu dicek bisa berbeda. Kalau model strukturnya sederhana, misal kuda-kuda baja dua dimensi, dengan cek lendutan dan rasio tegangan mungkin sudah bisa memberikan gambaran valid atau tidaknya hitungan kita. Sedangkan untuk model yang lebih kompleks yang sampai meliputi beban dinamik dan/atau model non-linier, akan lebih banyak lagi yang perlu dicek. Namun secara garis besar, butir-butir berikut ini bisa dijadikan sebagai bantuan. a) Elemen Model Untuk geometri model, lakukan dengan review per bidang (XY, XZ, dst.), dan juga secara 3D (tampilan perspektif). Kelihatannya sepele, tapi bisa cukup membantu secara sekilas. Misal pada model gedung, karena terlalu konsentrasi pada denah yang rumit sedangkan variasi pada bidang elevasi cukup simpel (atau sebaliknya), tidak jarang menjadi terlalu terpaku pada satu bidang tertentu (misal X-Y). Setelah dicek tampilan pada bidang lainnya, atau dicek secara perspektif, barulah kelihatan belangnya, misal ternyata ada kolom yang lupa belum dipasang. Eh, jangan keburu tertawa, ini terinspirasi dari kisah nyata lho...



Gambar 2. Who Moved My Column ? Tahap pertama, lakukan pemeriksaan pada tiap portal bidang selain per elevasi. Jika merasa sudah oke, putar-putarlah model sampai pusing (rotate) dari semua arah, bawah, atas, kiri, kanan. Kadang ada satu bagian yang kelihatannya baik-baik saja dari satu arah, tapi tidak pada arah tampilan lainnya. Zoom-in dan zoom-out. Lebih baik ketahuan salahnya di sini daripada tersadar saat sortir output nantinya, bukan? Berikutnya, cek identitas elemen. Maksudnya, frame section, local axes, ukuran penampang, dll. Penampang elemen bisa dengan cepat dicek memanfaatkan fasilitas Extrude View. Tahukah Anda apa yang terjadi pada model di Gambar 3 sebelah kiri? Satuan aktif dalam meter, tapi saat input dimensi penampang dimasukkan centimeter (misal seharusnya 0,3 dimasukkan 30). Tanpa Extrude View, tidak bakalan ketahuan sebelumnya, kecuali setelah running baru terlihat outputnya kok luar biasa. Seharusnya, model tampak seperti sebelah kanan.

?



Gambar 3. Extruded View

Tampilan Extrude View juga sangat berguna untuk memeriksa penempatan sumbu lokal (sumbu kuat dan lemah), terutama untuk elemen kolom. Daripada susah-susah mengartikan panah-panah merah-putih-biru, apalagi kalau belum terlalu paham apa itu sumbu lokal, mendingan ditampilkan saja langsung bentuknya. Di Gambar 4, lebih mudah mana, memeriksa yang kiri atau kanan?

Gambar 4. Cek Kolom via Extruded View



Pada struktur yang kompleks, tidak jarang akan terdapat banyak tipe penampang, misal dari B-1 sampai dengan B-32 untuk tipe balok, itupun masih ada lagi yang beranak pinak misal B-7A, B-7B, dst. Untuk membedakan secara cepat, aktifkan pilihan View by Colors of : Section pada Display Options agar tampilan tipe batang dibedakan berdasar tipenya menggunakan kode warna.

Gambar 5. Tampilan Tipe Penampang Berdasarkan Warna

Jika struktur terdiri atas dua material berbeda, misal gudang 2 lantai dengan lantai bawah berupa elemen beton dan lantai atas serta atap memakai baja rafter, bisa juga pada pilihan variasi warna berdasarkan atas materialnya.



b) Input Beban Setelah elemen struktur sudah OK, berikutnya mengecek beban-beban yang sudah Anda pikulkan pada sang model iklan eh... model struktur. Untuk menampilkan beban, bisa akses menu Display > Show Load Assigns, lalu pilihJoint untuk beban pada joint, Frame untuk beban pada batang, atau Area jika pada model juga ada beban pada elemen Shell. Pilih tipe beban yang ingin dilihat dan klik OK.

Gambar 6. Input Beban Nodal Aktif & Non-aktif

Ada satu cara cepat guna memeriksa jenis beban yang aktif (terpasang pada model). Perhatikan tombol OK, misal pada Gambar 6 untuk contoh beban titik (joint load). Jika tombolnya tidak aktif (seperti gambar sebelah kanan), berarti untuk tipe beban yang dipilih pada model tidak ada pembebanan tersebut. Jadi pada contoh ini, saat dipilih beban LIVE tombol OK tidak aktif, berarti pada model tidak ada beban titik dengan tipe LIVE, sedangkan saat tipe beban DEAD tombol aktif, jadi terdapat beban titik tipe DEAD pada model. Kesalahan yang umum terjadi adalah tipe beban belum sesuai, misal pada suatu batang sudah diberi beban merata tipe DEAD, kemudian akan dimasukkan beban hidup merata (tipe LIVE), namun saat input beban tipe beban lupa belum diganti (masih DEAD).



Untuk tipe beban tertentu, bisa terdapat beberapa pilihan tampilan. Misal pada elemen area/shell, beban bisa ditampilkan sebagai kontur warna, atau sebagai bentuk nilai. Untuk kasus dengan besar pembebanan yang cukup bervariasi, akan lebih mudah jika ditampilkan dalam bentuk diagram warna seperti pada contoh Gambar 8.

Gambar 7. Beban pada Jenis Elemen Area

Gambar 8. Tampilan Beban dengan Kontur Warna



Periksa pula satuan pada tampilan beban. Memang hal yang sepele, tapi juga mungkin menjadi kesalahan yang umum terjadi. Misal satuan yang aktif dalam kN, akan dimasukkan beban dengan satuan Ton, namun saat pembebanan lupa belum disesuaikan. c) Proses Hitungan Kalau tadi dicermati inputnya, sekarang waktu analisis sedang berjalan (setelah tombol Run Analysis diklik) prosesnya sebaiknya juga perlu dimonitor, jangan asal langsung tahu beres saja. Itulah pula kegunaan dari adanya layar SAP Analysis Monitor yang akan setia hadir setiap analisis berlangsung. Amati tulisan-tulisan yang muncul saat analisis berjalan, juga setelah selesai analisis juga masih dapat di-review kembali sebelum klik tombol OK.

Gambar 9. SAP Analysis Monitor

Sudah terlanjur klik OK ? Atau, pada versi yang lebih mutakhir, terutama untuk model sederhana, malah tidak tampak apa-apa (sebenarnya hanya secara default saja disembunyikan), tahu-tahu



langsung selesai ya ? Jangan khawatir, coba buka saja file bernama sama dengan nama file model tapi berekstensi .log (buka dengan editor teks seperti Notepad atau Wordpad) di folder/lokasi tempat file model tersimpan. Aduh, alamat foldernya lupa tadi ditaruh di mana ya… Oke deh, buka saja langsung dari program lewat menu File > Show Input/Output Text Files, otomatis akan langsung menuju ke folder yang alamatnya entah di mana tadi. Tinggal pilih nama file yang sesuai dengan yang dibuka dan klik Open.

Gambar 10. File Ekstensi .log

Wah, tulisannya banyak banget, plus pakai bahasa luar angkasa eh luar negeri lagi. Yah, paling tidak coba cermati apakah dalam deretan teks tersebut tercantum kata-kata seperti Error atau Warning. Warning merupakan peringatan akan adanya kekurangsesuaian dalam pemodelan yang menyebabkan analisis terganggu, namun demikian biasanya SAP2000 sudah memberikan alternatif penyelesaiannya sehingga analisis tetap bisa selesai sampai keluar output. Kalau Error, wah sudah parah tingkat kesalahan input pemodelannya, sehingga analisis lazimnya tidak akan bisa diteruskan (alias gagal).



Gambar 11. Pesan Warning & Error

Jadi, biasakan sebelum meng-klik tombol OK dengan pede, scrolling dahulu layar SAP Analysis Monitor sembari mencari tulisan *** WARNING *** atau malah *** ERROR *** (kalau ada, mudah-mudahan saja sih tidak ada). Terutama harus dicari adalah untuk pesan Warning, karena analisis bisa cenderung selesai dan mungkin tidak diketahui, sementara untuk kasus Error analisis bisa terhenti di tengah jalan sehingga lebih mudah dideteksi.



d) Logiskah ? Nah, kalau dari hasil cek input dan saat analisis (tampaknya) sudah benar, sekarang perlu dicek pula untuk outputnya. Kok pakai kata ‘tampaknya’ ? Walaupun dari input sudah benar dan analisis nggak ketemu sama mas error atau mbak warning, belum menjamin hasilnya benar. Untuk contoh, misal analisis gempa suatu struktur dengan memakai input akselerogram gempa (time history). Biar keren lah, ceritanya kan sedang ambil S2, masa’ mau pakai statik ekuivalen terus, malu donk sama adik-adik S1. Anda ambil fungsi time history dari akselerogram gempa Elcentro, seperti tampak berikut ini.

Gambar 12. Input Time History

Yak, grafiknya sudah muncul dan sudah benar. Lalu Anda run analisisnya. Tidak ada masalah saat analisis, tak ada warning, apalagi error. Lalu Anda bingung. Saat hendak menampilkan deformasi akibat akselerogram gempa tersebut, tipe analisis gempanya (dalam contoh ini namanya : TH) tidak nongol di pilihan tipe beban.



Gambar 13. Pilihan Tipe Beban

Jelas tidak akan muncul walaupun ditungguin sampai kapan pun, kalau sudah masuk ke function, tapi belum dimasukkan dalam analysis case.

Gambar 14. Input Analysis Case Time History

Gambar 15. Pilihan Tipe Beban yang Baru

Alhamdulillah, akhirnya muncul juga si-‘TH’. Lalu... Anda bingung (lagi). Nilai displacement maksimumnya itu lho, nggak nguatin...



Gambar 16. Displacement Akibat Gempa

16 meter (!!!). Hebat sekali ya gedungnya, diberi beban gempa segitu saja bisa berdeformasi jauuuh sekali. Para penghuni dan pemakainya bisa mabok tujuh turunan tuh. Logis ? Jelas tidak. Usut punya usut, ternyata masalahnya ya di ‘segitu’ itu tadi. Perhatikan kembali Gambar 14, terutama pada isian scale factor. Itu maksudnya mau input angka ‘9,81’, tapi dimasukkan dengan desimal memakai titik (9.81). Kalau dibuka kembali input analysis case yang bersangkutan, jadinya berubah.

Gambar 17. Input Scale Factor



Lho ? Kok berubah sendiri ? Betul, karena format desimalnya yang salah. Coba lihat Gambar 17, di belakang angka ‘981’ adalah tanda koma (,). Inilah yang menjadi default tanda desimal. Perlu diingat, tiap komputer bisa memiliki format desimal titik atau koma, harus disesuaikan. Cara mudahnya, perhatikan tanda pemisah desimal pada tiap input angka. Coba buka input material, frame section, atau lainnya, saat pertama kali membuka program. Ikuti tanda ini. Dalam contoh ini, tanda desimal memakai tanda koma. Jadi, kalau dimasukkan ‘9.81’, otomatis oleh program diabaikan tanda titiknya sehingga terbaca sebagai ‘981’. Artinya, bebannya kelebihan sampai 100 kali lipatnya. Wow! Seharusnya, inputnya ‘9,81’. Jadi, walaupun kelihatannya oke-oke saja, jangan keburu syukuran atau update status FB dahulu setelah melihat kalimat ‘Analysis Complete’. Cek dulu outputnya. Yang mudah adalah dari nilai dan juga bentuk deformasinya, bisa juga lewat nilai gaya dalam misal momen, aksial, dll. e) Pengalaman Kata orang : ‘pengalaman adalah guru terbaik’. Maka, banyak-banyaklah cari pengalaman. Pengalaman bisa dicari dari (kalau meminjam istilah dalam bidang penelitian) data primer, bisa juga menggunakan data sekunder. Data primer, maksudnya berasal dari hasil pengalaman kita sendiri. Kalau yang sekunder, ya berarti dari pengalamannya orang lain, misal dari buku atau literatur, website, dll. Kalau bisa mendapatkan data sekunder yang didukung referensi terpercaya, itu bagus, dan bisa banyak menghemat waktu dan pikiran. Kalau tidak ada, atau kurang memadai, ya cobalah mencari data primer.



Caranya ? Tipsnya ? Berhubung isi tulisan sepertinya sudah terlalu panjang, maka akan dibahas pada lain kesempatan. Sabar ya... Untuk kali ini, yang terutama ingin ditekankan adalah ketika Anda melakukan suatu analisis, tidak peduli sesederhana apapun, itu sebenarnya sudah bisa jadi bahan untuk data primer, dengan catatan tidak ngawur alias asal-asalan, lho. Dari pengalaman Anda itu, catatlah beberapa hasil yang penting (paling tidak masukkanlah ke dalam ingatan). Itu bisa sangat membantu untuk analisis masalah serupa di masa mendatang. Misal, Anda dulu pernah memodelkan gedung sekian lantai, Anda beri meshing pada elemen pelat sekian, ternyata hasilnya saat mulai running analisis butuh waktu sekian jam alias luar biasa lemot, sehingga Anda coba turunkan jumlah pias namun outputnya tetap dicek sehingga masih memadai. Di kemudian hari, kalau Anda dapat kerjaan serupa lagi, Anda tentu sudah siap dengan perkiraan meshing yang oke, paling tidak untuk analisis tahap awal. Atau, contoh yang jauh lebih sederhana, untuk input material beton mutu 25 MPa, saat mengisi input modulus elastisitas dengan pede-nya bisa langsung memasukkan angka ‘23500’ tanpa harus menghitung dahulu, karena sudah terlalu sering input data nilai serupa jadi sudah hafal di luar kepala (kisah nyata pengalaman pribadi). Ada juga material BJ-37, bisa langsung nyebut angka 240 (MPa) untuk fy dan 370 untuk fu, tanpa harus melihat SNI baja. Lagi-lagi karena terlalu sering ‘makan’ data-data sejenis. Untuk bonus, sebagai rangkuman tulisan ini agar mudah melihat apa saja yang kira-kira perlu untuk dicermati, berikut ini ada sebuah checklist yang memuat beberapa poin saat pemodelan (terutama untuk struktur beton). Mungkin tidak bisa mencakup semua kebutuhan Anda masing-masing, tapi setidaknya bisa dijadikan pedoman sederhana, siapa tahu ada yang kelupaan, mumpung belum klik ‘Run Analysis’...



Contoh Checklist Pemodelan SAP2000 PEMODELAN STRUKTUR Setting elemen sebagai balok atau kolom (beton) Setting faktor reduksi inersia balok dan kolom (beton) Setting pertemuan (joint) sebagai rigid offset (beton) Meshing elemen luasan Setting pelat lantai sebagai diafragma (constraint) Setting orientasi sumbu kuat/lemah kolom PEMBEBANAN STRUKTUR Input pembebanan atap Input pembebanan finishing pelat lantai Input beban dinding Input beban hidup luasan pada pelat lantai * Input beban gempa statik ekuivalen * Input fungsi spektrum respons untuk analisis response spectrum * Input fungsi akselerogram untuk analisis time history

Penentuan faktor keutamaan, I (response spectrum, time history) Penentuan faktor reduksi gempa, R (response spectrum, time history) Setting jumlah mode (response spectrum, time history) Penentuan mass source (response spectrum, time history) Pemberian faktor pengali I/R.g (response spectrum) Pemberian faktor pengali penyesuaian percepatan puncak (time history) ANALISIS STRUKTUR Cek kemungkinan warning/error saat analisis Cek output gaya dalam (momen, geser, dll.) Cek deformasi struktur untuk berat sendiri # Cek syarat gaya geser ≥ 80% statik (response spectrum) # Cek rasio partisipasi massa minimum 90% (response spectrum, time history)

* pilih salah satu # menyesuaikan peraturan terkait yang berlaku



3. Penutup

Seperti disebutkan di awal, E-Book ini merupakan cuplikan dari beberapa materi yang pernah muncul di blog penulis, yang terbit setiap periode tertentu. Untuk membaca tulisan selengkapnya termasuk terbitan serial yang lain, juga untuk mendapatkan informasi lain (materi download dan data-data), ataupun sekadar berkunjung, silakan mampir di : purbolaras . wordpress . com Untuk membantu proses pembelajaran program, tersedia pula serial buku “Belajar SAP2000” sebagai panduan belajar Anda. Informasi selengkapnya dapat dilihat pada halaman berikutnya.



Info Serial Buku Belajar SAP2000

Seri 1 : Analisis statik portal gedung beton Rp. 55.000 ,- 174 Halaman 15 cm x 21 cm ISBN 978-602-99486-0-8 Format SMS : Pesan Seri 1/Nama/Jumlah/Alamat # Kode Pos SMS ke 0853 8593 1000

Seri 2 : Analisis dinamik & desain beton Rp. 85.000 ,- 236 Halaman 15 cm x 21 cm ISBN 978-602-99486-1-5 Format SMS : Pesan Seri 2/Nama/Jumlah/Alamat # Kode Pos SMS ke 0853 8593 1000 * Harga belum termasuk ongkos kirim * Untuk pemesanan Seri 1 dan 2 sekaligus : Pesan Seri 1&2/Nama/Jumlah/Alamat # Kode Pos SMS ke 0853 8593 1000 * Outlet daerah Jogja : Perpustakaan / R. Referensi Lab. Struktur Lt.3 / Sekretariat Program S2 / Lab. Komputasi T. Sipil UGM

ebook #3 purbo@wp

Documents