Desain Gedung Sederhana dengan ETABS

7/22/2019 Desain Gedung Sederhana dengan ETABS

1/35

| 66Analisis Struktur

BAB V

ANALISIS STRUKTUR

A. Model Pengoprasian EtabsUntuk menganalisis sebuah bangunan diperlukan tahapan perhitungan

beban struktur , setelah itu baru analisis struktur. Perhitungan beban struktur

sudah dilakukan pada bab sebelumnya , dan pada bab ini akan membahas

analisis struktur.

Untuk analisis struktur , penulis menggunakan software khusus untuk

menganalisis bidang struktur, yaitu dengan menggunakan ETABS Nonlinier

versi 9 . Dibawah ini adalah langkah-langkah untuk pengoprasian ETABS

Nonlinier versi 9pada zona gempa wilayah 3 daktalitas parsial.

1. Membuka Program ETABS Nonli nier Versi 9a. Klick start - All program - Computers and StructuresETABS versi 9

Atau bisa juga dengan mengeklik iconETABS versi 9 2kali yang ada

pada dekstop ( jika icon berada di dekstop ).

b. Setelah di buka program ETABS versi 9, maka akan muncul kotak Tip of the Day seperti pada gambar 5.1 , jika ingin memunculkan

kotak itu setiap pertama kali membuka program ETABS versi 9 maka

hilangkan kode yang ada pada kotak Show Tips at Startup , setelah

itu klik OK untuk membuka lembar kerja baru.

Gambar 5.1. Tip of The day


2/35


c. Kemudian klikNew Modelpada menu toolbar untuk membuka modelkerja baru, lihat gambar 5.2. Kemudian setelah keluar diaolog New

ModelklikNountuk meneruskannya, lihat pada gambar 5.3.

Gambar 5.2. Menu File

Gambar 5.3. NewModel Initialization

2. Menentukan Geometri Struktura. Setelah mengeklikNopada kotak dialogNew Model Initializationtadi

akan muncul kotak dialog Building Plan Grid Systemdan Story Data

Definition. Setelah itu masukkan data sebagai berikut ini:

1) Number of stories( jumlah lantai ) = 42) Typical story height( ketinggian antar lantai ) = 3,5 m3) Bottom Story Height( ketinggian lantai dasar ) = 4,95 m


3/35


Setelah dimasukkan datadata tersebut , klik Custome Grid Spacing

untuk mengedit grid. Setelah mengeklik Custome Grid Spacing

kemudian masukkan jarakjarak sumbu acuan itu yang searah sumbu

X maupun yang searah sumbu Y. Untuk kotakDisplay Grid asitu ada

dua pilihan yaitu Ordinates untuk menentukan jarak menggunakan

metode sumbu koordinat, dan juga Spacing untuk menentukan jarak

dengan mengguanakan metode jarak antar sumbu. Setelah di isi

semua, klik ok.

Gambar 5.4. Buil ding Plan Gri d Systemand Story Data Defin iti on

Gambar 5.5. Define Gri d Data


4/35


b. Setelah tahapan itu selesai kemudian klik OK, maka akan muncultampilan gambar sumbu sumbu yang telah dimasukan tadi seperti

pada Gambar 5.6.

Gambar 5.6. Model Struktur

3. Menentukan MaterialDalam sebuah bangunan terdapat elemen penyusun dari bangunan itu

, dan elemen itu mempunyai karakteristik berbeda beda seperti baja

dengan beton dan juga bahan yang lainya. Untuk menentukan karakteristikdari material material tersebut langkah langkahnya adalah sebagai

berikut:

a. Klik menuDefineMaterial Properties, lihat gambar 5.7.

Gambar 5.7. Materi al Properties


5/35


b. Setelah mengeklik Material Properties , maka akan muncul kotakdialog Define Materials , kemudian klik Concreate ( karena elemen

struktur yang akan dibuat itu dari beton ), kemudian klikModify/Show

Material, lihat pada Gambar 5.8.dan Gambar 5.9.

Gambar 5.8. Define Materi al

Gambar 5.9. Mater ial Property Data

c. Setelah mengisi karakteristik dari beton, sekarang mengisikarakteristik untuk baja, yaitu dengan mengeklik pada Define

Materials lalu klik Steel, kemudian Modify. Kemudian mengisi

Material Propertyuntuk baja tulangan. Lihat Gambar 5.10.

Fy = 410 Mpa

Fu = 550 Mpa


6/35


Gambar 5.10. Material Property Data untuk baja

Setelah selesai klik ok.

4. Menentukan Dimensi Balok dan KolomSetelah menentukan karakteristik untuk elemen strutur beton dan

juga baja, langkah berikutnya adalah menentukan dimensi balok dan

kolom penyusun struktur itu, langkahlangkahnya adalah sebagai berikut:

a. Klik menu define , kemudian Farme section. Seperti pada Gambar5.11.

Gambar 5.11. Menu Define Fr ame Properties

b. Pada kotak dialog Define Frame Properties hapus semua Propertiesyang sudah ada, agar tidak membingungkan dalam mencariProperties

yang akan dibuat. Kemudian klik Add Rectangular. Maka akan

muncul kotak dialog seperti pada Gambar 5.12 .


7/35


Gambar 5.12. Define Fr ame Properti es

c. Setelah mengeklik Add Rectangular, kemudian mengisi data SectionName , Material dan Dimensionuntuk merencanakan dimensi balok

ataupun kolom yang akan dibuat.

Input data profil balok B1 ( 250 x 400 mm ), lihat pada Gambar 5.13

Gambar 5.13. Rectangular Sectiond. Untuk profil balok klik Beam pada Design Type pada kotak dialog

Reinforcement Data. Kemudian masukan data Concreate Center to

Rebar Center ( tebal selimut beton ), untuk Top dan Bottom diisi

0,004m seperti pada Gambar 5.14.


8/35


Gambar 5.14. Rein forcment Data

Untuk menentukan profil balok balok yang lain menggunakan

langkah langkah yang sama seperti langkah langkah yang ada

diatas.e. Untuk profil kolom, masukan Sections Name , Material dan

Dimensionuntuk merencanakan dimensi kolom yang kita inginkan.

Input data profil kolom K1 ( 250 x 500 mm ). Lihat Gambar 5.15.

Gambar 5.15. Rectangular Sections


9/35


f. Kemudian klikReinforcment, lalu isi data sebagai berikut ini :1) Desidn Type( Jenis Desain ) = Column2) Cover to Reba Center( Selimut Beton ) = 0,004 m3) Number of Bars in 3-dir( Jumlah tulangan arah sumbu 3 ) = 34) Number of Bars in 2-dir( Jumlah tulangan arah sumbu 2 ) =35) Bar Size( Ukuran tulangan ) = D16Bisa dilihat pada Gambar 5.16.

Gambar 5.16. Rein for cement Data

Untuk menentukan profil kolom - kolom yang lain menggunakan

langkah langkah yang sama seperti langkah langkah yang ada

diatas.

5. Menentukan dimensi PlatKarena bangunan memiliki plat untuk lantailantai 2,3, dan 4, maka

perlu di rencanakan profil dari plat itu sendiri, langkah langkah

menentukan plat yaitu sebagai berikut :

a. Klik pada menuDefine, kemudian pilih Wall/Slab/Deck Section. LihatGambar 5.17.


10/35


Gambar 5.17. Menu Wall/Slab/Deck Section

b. Setelah itu pilihDefine Slab/Deck sectionpada kotak dialog, lalu klikAdd New Slab. Lihat Gambar 5.18 berikut ini.

Gambar 5.18. Define Slab/Deck section

c. Setelah itu mengisi data yang ada pada kotak dialog Wall/Slab section,sebagai berikut :

1) Section Name ( Nama profil ) = Plat 12 mm2)

Material ( Jenis Material ) = Concreate

3) Thickness ( Ketebalan )Membrane = 0,12 m

Bending = 0,12 m

4) Type( Tipe profil ) = Shell ( dipilih tipe ini karenamempertimbangkan adanya gaya geser yang bekerja pada plat ).

Centang kotak Thick Plate.

Lihat pada Gambar 5.19.


11/35


Gambar 5.19. Wall/Slab Section

6. Menentukan Response Spectrum FunctionKarena bangunan didesain agar bisa tahan dari gempa yang sesuai

dengan standard SNI maka perlu direncanakan beban gempa , adapun

langkahlangkahnya sebagai berikut :

a. MengeklikDefinepada menubar , kemudian pilih Response SpectrumFunction. Seperti pada Gambar 5.20 di bawah ini.

Gambar 5.20. Response Spectrum Function


12/35


b. Pada kotak dialogDefine Response Spectrum function, klikAdd UserSpectrum. Untuk tipe gempa di indonesia tidak terdapat didalam

ETABS oleh karena itu perlu untuk dibuat. Lihat Gambar 5.21.

Gambar 5.21. Define Response Spectrum function

c. Kemudian isikan Periode dan Akselerasi/ Perceparan gempa untukwilayah gempa 3 ( Jakarta ) pada kotak dialog Response Spectrum

function Definition. Lihat Gambar 5.22.

Gambar 5.22. Response Spectrum function Definition

7. Menentukan Beban yang BekerjaUntuk menentukan beban dan memasukkan jenis beban yang bekerja

, langkahlangkahnya adalah sebagai berikut :

a. Pilih menu Define , kemudian klik Static Load Case. Lihat gambar5.23.


13/35


Gambar 5.23. MenuDefine Stastic Load Case

b. Masukan jenis - jenis beban yang bekerja dan juga tipe tipenya padakotak dialogDefine Static Load Case Names. Jenisjenis yang di isi

adalah sebagai berikut :

1) Add New Loaduntuk menambah jenis beban yang bekerja.2) Auto Lateral Load, untuk beban gempa dipilih User coeffisient

kemudian klikModify Load.Lihat Gambar 5.24.

Gambar 5.24. Define Static Load Case Names

c. Pada kotak dialog User Definied Seismic Loading. Klik beban gempaEQ-X, kemudian pilih Modify Lateral Load ( untuk mengganti arah

gempa ). Begitu pula dengan gempa EQ-Y. Lihat Gambar 5.25 dan

Gambar 5.26.


14/35


Gambar 5.25. Menu UserDefinied Seismic Loading(untuk arah X)

Untuk menentukan gempa dengan arah gempa Y lihat Gambar 5.26.

Gambar 5.26. Menu User Defi ni ed Seismic Loading(untuk arah Y)

8. Menentukan Spectrum Gempa ( Response Spectrum Case )a. Mengeklik define pada menubar, kemudian pilih Respone Spectrum

Case. Lihat gambar 5.27.

Gambar 5.27. Menu Respone Spectrum Case


15/35


b. Setelah mengeklikRespone Spectrum Spectra, kemudian akan munculkotak dialog Define Respone Spectra lalu klik Add New Spectrum

untuk membuat pengaturan baru untuk data data gempa pada

wilayah yang akan di analisis. Lihat Gambar 5.28.

Gambar 5.28. Define Respone Spectra

c. Setelah itu mengisi data pada kotak dialog Respone Spectrum Data ,data yang dimasukan adalah sebagai berikut:

1) Spectrum Case Name, untuk arah X = RSXuntuk arah Y = RSY

2) Model Combination = CQC3) Directional Combination = SRSS4) Input Response Spectrum

a) Untuk arah X isikan Functiondan Scale Factor pada kotakU1 sesuai dengan hitungan analisis pembebanan pada BAB

IV .

b) Untuk arah Y isikan Functiondan Scale Factor pada kotakU2 sesuai dengan hitungan analisis pembebanan pada BAB

IV .

Untuk lebih jelasnya lihat Gambar 5.29.


16/35


Gambar 5.29. (a) dan (b) Input Data Response Spectrum Case Data

9. Menentukan Kombinasi PembebananUntuk jenis kombinasi pembebanan di ambil dari SNI Gempa,

langkah memasukan kombinasi adalah sebagai berikiut ini:

a. Pilih menu define , kemudian pilih Load Combination. Lihat padaGambar 5.30.

Gambar 5.30. MenuDefine Load Combination

(b)(a)


17/35


b. Setelah itu akan muncul kotak dialog Define Load Combination,kemudian isikan semua kombinasi dengan mengeklik Add New

Combinationterlebih dahulu. Lihat Gambar 5.31.

Gambar 5.31. Define Load Combination

c. Masukkan data data combinasi pembebanan, adapun kotak kotakyang di isi adalah sebagai berikut :

1)Load Combination Name = COMB12)Load Combination Type = ADD3)Define Combination

a)Case Name, yaitu nama beban yang akan digunakan untukkombinasi.

b)Scale Factor, yaitu besarnya perbandingan beban pada sebuahkombinasi.

Setelah selesai mengisi Case Name danScale Factor, klik Add

agar beban itu tercantum pada list pembebanan pada Case Name, jika

ingin mengganti scale faktor ataupun Case Name dari list itu maka

klik Modify. Setelah selesai semua klik OK untuk melanjutkan ke

kombinasi selanjutnya.

Untuk kombinasi kombinasi pembebanan yang lainya

menggunakan langkah langkah yang sama, hanya tipe Case Name

dan besarnya Scale Factoryang berbedabeda. Lihat gambar 5.32.


18/35


Gambar 5.32. Load Combination Data (Comb 1)

10.Menggambar KolomSetelah selesai semua pengaturan pengaturannya, sekarang adalah

tahapan untuk menggambarkan atau memasangkan kolom kolom itu

kedalam sebuah bidang gambar. Langkah langkahnya adalah sebagai

berikut :

a. Klik menu Draw, lalu pilih Draw Line Objectkemudian pilih Createin Region at Click ( plane )seperti pada Gambar 5.33. Ada lagi cara

menggambarkan kolom selain cara yang sebelumnya, yaitu mengeklik

langsung icon Create in Region at Click ( plane ) . Kemudian

arahkan cursor itu ke titik kolom akan digambar, kemudian klik. Lihat

Gambar 5.33.

Gambar 5.33. Menu Draw Line Object- Create in Region at

Cli ck ( plane )


19/35


b. Setelah selesai meletakkan kolom kolom yang direncanakan makaakan muncul gambar seperti Gambar 5.34

Gambar 5.34. Tampilan setelah semua kolom sudah di gambar

11.Menggambar Balok Induk dan Balok AnakSetelah menggambar kolom selesai, langkah berikutnya adalah

menggambarkan balok induk dan balok anak, langkah langkah untuk

menggambarkan balok induk dan balok anak adalah sebagai berikut :

a. Klik Draw Line Object, kemudian pilih Draw Lines. Lihat Gambar5.35.

Gambar 5.35a. Menu Draw L ines


20/35


b. Setelah mengeklikDraw Lines, kemudian gambarkan pada garis gridgrid yang telah ada sesuai dengan yang direncanakan. Lihat Gambar

5.36.

Gambar 5.35b. Tampilan ETABS setelah semua balok digambar

12.Menggambar PlatKarena pada bangunan menggunakan plat beton untuk lantainya,

maka harus direncanakan tipe plat itu. Langkah langkah merencanakan

plat adalah sebagai berikut :

a. Klik Draw Area Object, kemudian pilih Create Area at Click.Kemudian pilih property untuk Slab. Lihat Gambar 5.36.

Gambar 5.36. Menu Draw Area at Cli ck


21/35


b. Kemudian klik bagian bagian yang akan diberi plat. Lihat gambar5.37.

Gambar 5.37. Tampilan ETABS setelah semua plat digambar

13.Memasukkan Tumpuan Pada Pondasi Dan BasementUntuk mengatur jenis tumpuan yang digunakan pada pondasi,

langkahlangkahnya adalah sebagai berikut ini :

a. Klik semua Joint atau Block semua joint pada lantai Basement,kemudian klik Assign Joint/Point lalu pilih Restraints ( support ).

Lihat pada Gambar 5.38.

Gambar 5.38. Menu Assign Joint/Point, Restrain ts


22/35


b. Setelah itu memberi semua tanda Check pada Restraint ( karenadianggap pondasi telah mengalami jepit ). Lihat pada Gambar 5.39.

Gambar 5.39. Assign Restrain ts

Tampilan semua Joint setelah di beri Restrains Lihat pada Gambar

5.40.

Gambar 5.40. Tampilan ETABS setelah semua Restrainstergambar

14.Memasukkan Beban PlatKarena bangunan menggunakan plat sebagai lantai , oleh karena itu

ada beban pada plat itu sendiri, langkah langkah untuk memasukkan plat

adalah sebagai berikut :

a. Klik pada plat yang akan dimasukkan beban mati dan juga bebanhidup, dengan cara klikAssign Shell/Area Loads, kemudian pilih yang

uniform( dikarenakan bebanya sama besar/ seragam ). Lihat Gambar

5.41.


23/35


Gambar 5.41. Menu Assign Shel l / Area Loads

b. Setelah itu akan muncul kotak dialog Uniform Surface Loads,kemudian pilihLoad Case Name(jenis beban yang akan dimasukkan).

Kemudian pada kotak Uniform Loads masukkan bebannya sesuai

dengan perhitungan analisis yang ada pada BAB IV. Kotak kotak

yang tersedia dalam kotak dialog Uniform Surface Loads adalah

sebagai berikut :

1) Add Existing loads untuk menambah beban2) Replace Ecisting Loads untuk mengganti beban.3) Dellete Existing Loads untuk menghapus beban yang telah

dimasukkan.

Supaya lebih jelas Lihat Gambar 5.42. (a) dan (b)

(a) (b)

Gambar 5.42.(a) dan (b). Input beban terbagi merata untuk

beban mati dan hidup


24/35


15.Memasukkan Beban DindingBeban dinding merupakan beban yang harus di masukkan ke dalam

struktur , langkahlangkahnya adalah sebagai berikut :

a. Klik frame yang akan dimasukkan beban dinding , kemudian pilihAssign Frame Line/Loads Distributed( karena dinding merupakan

beban terbagi merata ). Lihat Gambar 5.43.

Gambar 5.43. Menu Frame L ine/LoadsDistri buted

b. Pada kotak dialog Frame Distributed Loads, masukkan beban padaUniform Loads kemudian klik Ok. lihat Gambar 5.44.

Gambar 5.44. Menu Frame Distri buted Loads

16.Analisis StrukturSetelah semua pengaturan pada setiap elemen selesai, sekarang

masuk pada tahap Analisis Struktur, langkah langkahnya adalah sebagai

berikut:


25/35


a. Pilih Analyze pada menu bar, kemudian klik Set Analysis Option.Seperti pada Gambar 5.45.

Gambar 5.45. Menu Set Analysis Option

b. Pada kotak dialog Analysis Options , berikan Check semua padaBuilding Active Degrees of Freedom dan juga Chek pada Dynamic

Analysis, dengan mengabaikan efek P- ( deformasi akibat gempa ).

Setelah selesai klik OK, seperti pada Gambar 5.46.

Gambar 5.46. Analysis Options

c. Setelah itu klikAnalysislalu pilihRun Analysis, seperti pada Gambar5.47.


26/35


Gambar 5.47. Menu Run Analysis

d. Setelah selesai mengeklikRun, kemudian akan tampil gambar sepertipada gambar 5.48.

Gambar 5.48. Gambar Setelah di klikRun

17.Menampilkan beban yang bekerjaUntuk mengecek apakah semua beban sudah dimasukan atau belum,

maka perlu melihat beban beban yang sudah dimasukkan kedalam

bangunan tersebut, langkahlangkahnya adalah sebagai berikut :


27/35


a. Pilih menu Display kemudian klik Show Loads Frame/Line,sepertipada Gambar 5.49.

Gambar 5.49. Menu Show L oads Frame/L ine

b. Setelah itu klik Ok pada kotak dialog Show Frame/Line Loads, lihatpada Gambar 5.50.

Gambar 5.50. Show Frame/Line Loads

c. Untuk menampilkan beban gempa pilih menu Display , lalu pilihShow Loads Joint/Point, seperti Gambar 5.51.


28/35


Gambar 5.51. MenuDisplay Show Loads Joint/Point

d. kemudian pada kotak dialog Show Joint/Point LoadspilihLoad Caseyang akan dilihat, kemudian klik OK. lihat Gambar 5.52.

Gambar 5.52. (a), (b) Gempa arah X dan Y.

e. Untuk menampilkan beban plat , klikDisplay Show Loads Shell/Area,seperti pada Gambar 5.53.

Gambar 5.53. Menu Display Show Loads Shell /Ar ea

(b)(a)


29/35


f. kemudian pada kotak dialog Show Shell/Area Loadspilih Load Caseyang akan dilihat, kemudian klik OK. lihat Gambar 5.54.

Gambar 5.54. Show Shell /Ar ea Loads

Contoh tampilan bebanbeban yang telah dimasukkan.

Gambar 5.55. Beban Mati


30/35


Gambar 5.56. Beban Mati untuk plat

Gambar 5.57. Beban Hidup untuk plat

Gambar 5.58. Beban Gempa arah X (EQX)


31/35


Gambar 5.59. Beban Gempa arah Y (EQY)

18.Menampilkan Concreate Frame DesignUntuk melihat apakah struktur mengalami Over Stress atau tidak,

perlu di cek terlebih dahulu, langkahlangkahnya adalah sebagai berikut :

a. KlikDesign, kemudian pilih Concrate Frame Design , kemudian klikStart Design/Check of Strukture. Lihat pada Gambar 5.60.

Gambar 5.60. Menu Start Design/Check of Strukture

b. Setelah itu Hasilnya akan muncul seperti pada Gambar 5.61.


32/35


Gambar 5.61. Longitudinal Reinf orcing

19.Tampilan ETABSUntuk menampilkan pengaturan sepertiDimension Lines, Grid Lines,

Line Labels, Line Section, Area Section dan lain lain, langkah

langkahnya adalah sebagai berikut:

a. Klik View pada Menu Bar pilih Set Building View Options. Sepertipada Gambar 5.62 dan 5.63.

Gambar 5.62. Menu Set Bu il ding View Options


33/35


Gambar 5.63. Set Buil ding View Options

20.Tampilan Output ETABSSetelah semua sudah dilakukan maka barulah program ETABS

tersebut dijalankan dengan tipe Case untuk Model tidak dijalankan.

Sehingga menghasilkan output seperti pada Gambar berikut ini :

Gambar 5.64. 3-d View Deformed Shape (Combo 1)


34/35


Gambar 5.65. Deformed Shape (Combo 1)

Gambar 5.66. Axial Force Diagram (Combo 1)


35/35


Gambar 5.67. Shear Force 3-3 Diagram (Combo 1)

Gambar 5.68. Moment 3-3 Diagram (Combo 1)

Desain Gedung Sederhana dengan ETABS

Documents