Statis Dinamis - UTF vs MESH - Massa - SAP2000

8/17/2019 Statis Dinamis - UTF vs MESH - Massa - SAP2000

1/12

STATIK - DINAMIK Posted by Purbo on 30 March 2012

Kalau melihat judul tulisan ini pasti langsung kebayang 9 cewek cantik girlband asal Korea(atau mungkin malah bingung sama sekali!"# $uat yang bingung% silakan nge& google dulu#

$uat yang nggak bingung% yes' nda ketipu Lho!!!

)*)+ di tulisan ini adalah singkatan dari Siap N ganalisis Statik&Dinamik% sebuah

kepanjangan yang kelihatan (agak" dipaksakan% karena memang penulis (agak" paksakan%

supaya pembaca juga (agak" terpaksa melihat tulisan ini hehehe ,adi% tulisan ini sebenarnya

adalah tentang )P2000 #

)esuai singkatan pada judul% di sini dibahas sekilas tentang analisis statik dan dinamik%

aplikasinya untuk analisis beban gempa# Kalau menilik )*- .empa 2002 (mau yang terbaru belum keluar juga sih yang resmi% baru gra/iknya doank "% paling tidak ada 3 tipe analisis

untuk beban gempa statik ekuialen% dinamik response spectrum% dan dinamik riwayat

waktu# Metode statik ekuivalen dapat diterapkan pada struktur gedung beraturan (dari sisi

denah% eleasi% dll#" secara 2+ atau 3+% sedangkan untuk gedung yang tidak mau diatur eh

yang tidak beraturan dipakai analisis dinamik 3+#

erita akan dimulai dulu dari analisis riwayat waktu (isitlah kerennya time history"# )esuai

namanya% pembebanan pada metode ini berupa rekaman nilai pada tiap interal waktu

tertentu# ntuk gempa% maka rekaman ini bisa berupa akselerogram gempa% yang merupakan

hasil pencatatan riwayat gerakan tanah selama gempa tertentu berlangsung# ntuk keperluan

analisis nilai tersebut biasanya berupa nilai percepatan tanah (dalam satuan graitasi bumi"#

4 vibrationdata.com 5

+alam analisis ini% maka pembebanannya adalah berupa rekaman akselerogram yang

dimasukkan sebagai input# ,adi asal ada rekaman gempa ya tinggal diinput saja# Kelihatannya

memang sederhana dan singkat% lagipula bebannya bisa lebih mendekati kenyataan (karena

memakai rekaman gempa sebenarnya"# *amun sebenarnya tidaklah demikian# Masalah

pertama% terkait dengan rekaman akselerogram% perlu diingat bahwa hasil pencatatan

https://purbolaras.wordpress.com/author/purbolaras/https://purbolaras.wordpress.com/2012/03/30/snsd/https://purbolaras.wordpress.com/rumus/peta-zonasi-gempa-2010/http://www.vibrationdata.com/elcentro.htmhttp://www.vibrationdata.com/elcentro.htmhttps://purbolaras.files.wordpress.com/2012/03/akselerogram.jpghttps://purbolaras.wordpress.com/2012/03/30/snsd/https://purbolaras.wordpress.com/rumus/peta-zonasi-gempa-2010/http://www.vibrationdata.com/elcentro.htmhttps://purbolaras.wordpress.com/author/purbolaras/


2/12

percepatan tanah adalah relati/ untuk situs6lokasi yang tercatat tersebut% misal 7l entro

(merika"% Kobe (,epang"% dst# 8asil pencatatan mencerminkan atau tergantung pula dari

situasi tanah dasar6batuan di lokasi gempa% yang akan menghasilkan respon yang bisa

berbeda jika tanah dasar di lokasi bangunan tidak sama karakteristiknya# Kalau ada hasil

rekaman gempa yang berada di daerah sekitar lokasi bangunan yang dianalisis memang akan

lebih baik digunakan sebagai input# uma kalau di negeri kita ini memang masih susah sih%dipasangi alat ini&itu eh besoknya mungkin sudah berubah bentuk:% dan seterusnya dan

seterusnya Kalau syarat dari )*- .empa 2002 sendiri minimum dipakai ; akselerogram

gempa% dengan salah satunya mengacu dari rekaman gempa 7l entro#


3/12

(respon" struktur maksimum seperti lendutan% kecepatan dan percepatan terhadap /ungsi

beban tertentu (dalam hal ini adalah beban percepatan tanah akibat gempa"# ontoh bentuk

gra/ik spektrum respons seperti terlihat di bawah#

bsis (sumbu mendatar" bisa memuat nilai /rekuensi atau periode struktur% dan ordinat

(sumbu ertikal" memuat nilai respons maksimum% dalam hal ini adalah percepatan (dalam

satuan graitasi"# Perlu dicermati dalam gra/ik tersebut% bahwa nilai periode atau waktu pada

sumbu mendatar bukanlah interal waktu biasa% melainkan berupa waktu getar alami

struktur# )ehingga pada sumbu ertikal juga otomatis yang dimaksud adalah percepatan

yang terjadi pada strukturnya% bukan percepatan tanah# $andingkan dengan metode

riwayat waktu% sumbu mendatar adalah waktu rekaman dan ertikal berupa percepatan

tanahnya# +alam )*- .empa 2002 sudah tersedia gra/ik ini% menyesuaikan dengan ?ilayah

.empa dan jenis tanah di lokasi bangunan# ara membacanya dengan melihat pada absis

berdasar nilai waktu getar alami struktur% lalu dipotongkan ke atas pada gra/ik (sesuai jenistanah" dan dilihat nilai percepatan pada ordinat di sebelah kiri#

Kalau dalam analisis response spectrum ini% hal lain yang perlu diperhatikan antara lain

adalah analisis modal% penentuan massa struktur% dan faktor pengalinya# nalisis modal

akan berguna untuk menentukan waktu getar alami /undamental (T 1" struktur gedung# Massa

struktur% sama seperti pada analisis riwayat waktu% berpengaruh pada besar beban (ingat

rumus sederhana F @ m A a"#


4/12

-nput gaya pukulnya berdasar gaya geser dasar total akibat gempa (V "% yaitu dengan rumus

tersohor C.I. 6 R# *ilai C adalah percepatan (bisa dibaca dari gra/ik respons spektrum%

dengan nilai waktu getar alami T diambil berdasar rumus perkiraan"# *ilai I dan R adalah

/aktor keutamaan dan reduksi gempa% sedangkan adalah berat total struktur% termasuk beban hidup e/ekti/# .aya geser dasar ini selanjutnya disebar ke tiap lantai gedung sesuai

dengan proporsi tinggi lantai dan berat lantai yang bersangkutan sebagai beban titik% tanpa

perlu repot embel&embel /aktor pengali lain lagi% cuma repot menghitung berat per

lantainya

.ampangnya% kalau metode dinamik (terutama time history" gedungnya yang diam tanahnya

yang bergoyang (getaran tanah"% sedangkan pada analisis statik ekuialen kebalikannya%

tanah6tumpuan diam gedungnya yang digoyang# 8asilnya sama% semua jadi goyang n!oget ala

)*- .empa 2002% hanya saja memang akan terdapat perbedaan antara keduanya# .una

mengantisipasi hal tersebut% dalam peraturan itu juga terdapat ketentuan untuk mengontrol

gaya geser dasar akibat metode dinamik yang minimal harus sebesar C0D dari gaya geserdasar statik% yang bilamana belum terpenuhi maka perlu ditambahkan /aktor pengali lagi

untuk memperbesar#

,ika ingin tahu lebih lanjut mengenai penerapan analisis beban gempa dalam )P2000% mulai

dari statik sampai dinamik% simak saja terus blog ini untuk in/o buku baru yang akan

terbit

https://purbolaras.files.wordpress.com/2012/03/statik.jpg


5/12

T! versus Mes"

Posted by Purbo on 25 November 2010

"h% ini bukan liputan hasil pertandingan lho B< itu maksudnya E#niform To FrameF% dan

E $eshF itu maksudnya pias#

)etelah agak lama akum karena beberapa kali harus keluar kota untuk urusan pekerjaan% dan

sempat dag%dig%dug akibat status Merapi% ditambah lagi memang baru males menulis% kini

tiba saatnya membahas tentang )P2000 lagi ,ika menyimak judulnya (penjelasan di

bawah judul maksudnya"% tulisan kali ini memang berkaitan terutama dengan pemakaian

elemen shell untuk pemodelan pelat pada bangunan gedung# +i antara (atau malah semua!"

para pembaca tentunya ada yang mengenal metode pelimpahan beban pelat lantai ke balok& balok gedung dengan pembebanan segitiga dan trapesium# +alam metode tersebut% pelat tidak

dimodelkan sebagai elemen namun hanya sebagai beban (termasuk berat finishing lantai dan

beban hidup"% sehingga model struktur gedung hanya mencakup elemen balok dan kolom

saja# 8al ini terkait terutama karena keterbatasan metode perhitungan klasik struktur /rame#

*ah% seiring dengan berkembangnya jaman% dan mulai hadirnya program semacam )P2000%

kini tersedia pula metode alternati/ pelat dapat langsung ikut dimodelkan sebagai elemen

dalam model struktur# Bulisan ini akan mencoba membandingkan kedua metode tersebut%

dengan kaitannya terhadap pemodelan pembebanan uniform dan uniform to frame% serta

pengaruh mesh# #niform! #niform to frame! $esh! &ggak gatal tapi jadi garuk&garuk

kepala! -kutin aja ceritanya% nanti juga manggut%manggut kok akhirnya

https://purbolaras.wordpress.com/author/purbolaras/https://purbolaras.wordpress.com/2010/11/25/utf-versus-mesh/https://purbolaras.files.wordpress.com/2012/03/buku-ok.jpghttps://purbolaras.wordpress.com/author/purbolaras/https://purbolaras.wordpress.com/2010/11/25/utf-versus-mesh/


6/12

Gangsung saja% di sini akan dibandingkan H macam model struktur gedung sederhana 2 lantai

dengan tinjauan beban graitasi# )eperti yang disebutkan sebelumnya% dibuat model struktur

frame dengan pelat sebagai beban saja% dan model dengan pelat sudah ikut disertakan sebagai

elemen# Pada model dengan pemodelan elemen pelat% ditinjau pengaruh pembebanan tipe

uniform dan uniform to frame# Bermasuk pula adalah tinjauan terhadap pengaruh meshing

alias pembagian pias&pias pada elemen pelat# )ebagai rekapitulasinya% model tinjauan kitaadalah sbb#

1. Frame tanpa pelat, beban segitiga/trapesium2. Frame dengan pelat, beban uniform to frame, tanpa mesh pelat

3. Frame dengan pelat, beban uniform to frame, dengan mesh pelat

4. Frame dengan pelat, beban uniform, tanpa mesh pelat

5. Frame dengan pelat, beban uniform, dengan mesh pelat

https://purbolaras.files.wordpress.com/2010/11/input-uniform.jpghttps://purbolaras.files.wordpress.com/2010/11/model-pelat-tanpa-mesh.jpghttps://purbolaras.files.wordpress.com/2010/11/model-frame-only.jpg


7/12


8/12

$eban&beban yang ditinjau pada model struktur adalah beban mati (berat sendiri" dan beban

hidup (penggunaan lantai gedung"# Bentu saja ini adalah penyederhanaan saja agar mudah

penyajian dan pemahamannya% misal beban mati bisa ditambahkan pula beban /inishing

keramik dll# $eban hidup pada model adalah sebesar 2%H k*6m2 untuk pelat lantai 2 dan 1

k*6m2 untuk pelat lantai dak6atap# Monitoring dilakukan terhadap respon nilai maksimumlendutan serta momen lentur pada balok lantai 2 portal tengah untuk portal arah&I% dengan

acuan model frame tanpa pelat (sebagai beban saja% Model no#1"# )etelah melalui proses

analisis yang cepat (ya iyalah coba kalau model H0 lantai dengan denah tak beraturan"

maka sim salabim berikut rekap hasilnya% untuk tinjauan beban hidup saja (nomor urut

mengacu juga pada nomor model"

• Lendutan lantai 2 portal tengah arah

1. 0,0!11 mm

2. 0,0!1" mm

3. 0,0!1# mm

https://purbolaras.files.wordpress.com/2010/11/mesh-divide-area.jpghttps://purbolaras.files.wordpress.com/2010/11/mesh-auto.jpghttps://purbolaras.files.wordpress.com/2010/11/input-mesh.jpg


9/12

4. 0,05#4 mm

5. 0,0!5$ mm

• %omen negati&/positi& balo' lantai 2 portal tengah arah

1. ",0##/5,4$5 'Nm

2. $,"12/5,43# 'Nm

3. #,2#4/3,"#5 'Nm

4. 0,221/0,223 'Nm

5. $,342/4,#33 'Nm

Pembandingan akan dilakukan per kelompok tipe portal% yaitu model 2 J 3 (beban uniform

to frame" dan model ; J H (beban uniform"% dengan acuan ke model 1 (portal tanpa model

pelat"# ntuk model beban uniform to frame (2 J 3"% baik respon lendutan dan momen lentur

maksimum tampak mendekati respon model 1# )edangkan pada model ; J H% ada perbedaan

mencolok% yaitu pada model ;# 8asil lendutan mungkin masih memenuhi% tapi momennya

jadi kacau% baik dari segi nominal nilainya maupun bentuk diagram momen da apanya

yah

oba ingat kembali% model ; adalah model dengan beban uniform tanpa meshing # Pada beban

uniform beban luasan akan langsung disalurkan hanya pada tepi&tepi (nodal ujung" elemen

pelat saja# >leh karena itu% respon lendutan memang masih memenuhi karena titik tinjauan

adalah pada !oint 6pertemuan balok&kolom yang juga terdapat nodal ujung elemen pelat%

sehingga beban uniform masih bisa masuk dalam perhitungan# *amun untuk respon momen

lentur% di mana titik tinjauan adalah pada elemen batang% maka beban uniform tidakterlimpahkan ke balok karena ujung&ujung pelat hanya ada pada pertemuan6 !oint balok&kolom

https://purbolaras.files.wordpress.com/2010/11/output-ll-model-4.jpghttps://purbolaras.files.wordpress.com/2010/11/output-ll-model-framepelat-mesh.jpghttps://purbolaras.files.wordpress.com/2010/11/output-ll-model-frame.jpg


10/12

saja# *ah% perhatikan tuh model H% sama&sama dengan beban uniform namun hasil lendutan

dan momen bisa mendekati acuan model 1# pa resepnya! $esh# -ngat perbedaan model ;

dan H hanyalah pada meshing % dengan model ; tidak dilakukan pembagian pias# kibat

adanya meshing pada model H% maka beban uniform juga akan tersalukan ke balok karena

pada elemen balok juga akan terbebani dari ujung&ujung masing&masing pias elemen pelat#

)edangkan pada model ; beban hanya akan tersalurkan langsung ke kolom saja#

Berus% model beban uniform to frame% yang tanpa mesh dan dengan mesh (model 2 J 3" kok

kayaknya nggak jauh beda ya kalo gitu% pake yang tanpa mesh aja% biar lebih praktis dan

cepat% ya kan ! "it ' *anti dulu% jangan keburu syukuran 8arap diingat juga% model&model peragawati tadi eh salah model&model struktur kita tadi baru sebatas tinjauan beban hidup

saja lho% untuk keperluan tinjauan beban uniform s uniform to frame# *ah% sekarang coba

kita lihat apa jadinya bila kita bandingkan model 1% 2 dan 3 untuk pengaruh beban mati#

$erikut hasil liputan eh hitungan nilai momen maksimum akibat berat sendiri pelat dan balok

serta kolom (tinjauan masih pada balok lantai 2 portal tengah arah I dengan /ormat momen

negati/6positi/% nomor urut masih mengacu nomor model"

1. 13,321/#,#!4 'Nm

2. 2,#"1/1,521 'Nm

3. 11,$"1/!,4$4 'Nm

?ah% lagi&lagi model tanpa mesh elemen pelat (model 2" bermasalah )iapa ni biang

keroknya% hayo ngaku oba kita cermati jenis bebannya pada bahasan sebelumnya% beban

hidup berupa beban luasan uniform to frame% sedangkan di sini beban mati berasal dari berat

sendiri elemen pelatnya (bukan berupa beban uniform to frame" sehingga si/atnya cenderung

sama seperti beban uniform# ,adi ya tetap perlu meshing juga kan# 8asil momen pada

model 2 terakhir tadi juga akan mendekati dengan model 1 yang dihilangkan limpahan beban

pelatnya (hanya ada berat sendiri balok"% yaitu sebesar 3%0;361%H22 k*m% sehingga tampak

bahwa beban mati hanya langsung tersalurkan ke joint6kolom#

https://purbolaras.files.wordpress.com/2010/11/transfer-beban-uniform-dengan-mesh.jpghttps://purbolaras.files.wordpress.com/2010/11/transfer-beban-uniform-tanpa-mesh.jpg


11/12

)ebenarnya ada alternati/ lain untuk beban berat sendiri pelat (dan finishing " dihitung

tersendiri dan dijadikan beban uniform to frame% sedangkan berat sendiri elemen pelat di&nol&

kan lewat modifier di area section&nya% yang menghasilkan momen 13%096L%L12 k*m

(tanpa memakai mesh pelat"# *amun% akan muncul masalah lain% jika ingin mencari nilai

lendutan pelat (bukan lendutan balok6 !oint " misal di tengah&tengah bentang pelat% karena

de/ormasi pelat akan menjadi satu kesatuan blok# $andingkan kedua gambar di bawah ini% bentuk lendutan portal dengan mesh pelat dan tanpa mesh#

$erhubung sudah menjelang akhir tulisan ini (karena sudah mulai capek mikir dan

nulisnya"% akan penulis rangkumkan kesimpulan celotehan panjang lebar di atas dalam butir&butir berikut

• Pada elemen pelat lantai gedung, dapat diterap'an bai' beban uniformmaupun uniform to frame.

• (iperlu'an meshing pada elemen pelat lantai, terutama pada bebanuniform, dan untu' beban uniform to frame guna menga'omodasi trans&erbeban berat sendiri pelat.

• )lternati& lain untu' masalah beban mati pelat tanpa mema'ai meshing adalah dengan men*adi'an berat sendiri pelat sebagai beban uniform toframe dan me+non a'ti&+'an berat sendiri pelat. Namun harap

diperhati'an, metode ini tida' bisa menga'omodasi 'eperluan lendutanpada elemen pelat. adi, tetap dire'omendasi'an untu' mengguna'anmeshing.

Kok jadi seperti skripsi saja ya pakai kesimpulan segala ,adi% demikian tadi kesimpulan

dari hasil penyelidikan penulis# 8arap dicatat juga% hasil di atas adalah masih sebatas

pengaruh beban graitasi dengan model portal sederhana# Mau pakai cara yang mana%

terserah pada user % yang jelas masing&masing metode ada ketentuan dan konsekuensinya

sendiri% tinggal dicermati saja biar tidak kesasar# )esuaikan antara keperluan dengan

modelnya kalau tinjauan meliputi respon pada batang6 frame dan pelat (misal gaya batang

model frame atau lendutan pelat% dll#" maka akan dibutuhkan meshing yang lebih detail pada

panel pelatnya% sedangkan tinjauan lainnya (misal hanya untuk reaksi% gaya batang

https://purbolaras.files.wordpress.com/2010/11/lendutan-dengan-mesh.jpghttps://purbolaras.files.wordpress.com/2010/11/lendutan-tanpa-mesh.jpg


12/12

pada truss% dll#" bisa cukup menggunakan mesh pada posisi baloknya (tanpa mesh pada panel

pelat"#

*ah% biar tambah penasaran (sekalian ngetes pemahamannya" kalo dilihat di Example

Problems )P2000 (tahu di mana mencarinya kan dari menu 'elp"% di #ro$lem A

(Concrete all ( )teel Frame" ada contoh pemberian automatic mesh untuk area ( shear*all 6dinding geser" sedangkan di #ro$lem % (Truss Frame" dan #ro$lem & ( Response

)pectrum Analysis" pelatnya tidak diberi mesh (hanya pembagian pada lokasi balok atau

titik6 !oint utama saja"#

Documents

Statis Dinamis - UTF vs MESH - Massa - SAP2000