SAP2000 for Beginners

SAP 2000 FOR BEGINNERS

FAKULTAS TEKNIK UNLAM SAP 2000 Using V8.0 – V 9.0 – V10.0 Created September 2006 Arie Febry Fardheny, MT

INTRODUCTION Business Name Date: 00/00/00

Structural Analysis Program

With GUI atau atau lebih lebih dikenal

dengan SAP 2000 adalah salah satu Software Analisa Struktur yang cukup dikenal di Kalangan Kalangan Teknik Sipil.

Software ini mencakup mencakup

Analisa Model Struktur secara Menyeluruh untuk dapat melakukan Perancangan, Analisa, Permodelan bahkan Simulasi suatu kondisi Bangunan. The Sky is The Limit adalah Konseptual utama dalam mempelajari Program ini, Bagi seorang Engineer Sipil dengan Konseptual yang sama pada Software ini maka kecenderungan untuk menguasai Software lain akan sama mudahnya.

Seiring dengan Kebutuhan Akan CAE di masa depan buku ini diharapkan

bisa

membuka

wawasan

dan

pandangan

semua

Engineer Sipil bahwa Software adalah Alat Bantu untuk Bisa melakukan Desain yang Lebih Baik. Keep Remember The SEE (Safety, Economic and Estetic) !!!

Sincerely Yours,

Arie Febry Fardheny, MT

MAIN COURSE

Chapter 1 : Something Always In Your Mind About SAP Inside : 10 Step of SAP2000 Calculation and Analysis, Axes, Grid, etc Chapter 2 : Beam Analysis Inside : How To Created your First Structure, Where, When and Result Chapter 3 : Truss Analysis Inside : Truss for Your Building, Trust your Engineering Feel Chapter 4 : 2D Frame Analysis Inside : A Simple Frame For Simple Structure, Playing With Node and Load Chapter 5 : 3D Frame Analysis Inside : When X, Y, Z Combine. Prepare To Watch a Trouble Chapter 6 : Concrete Reinforcement and Steel Design Inside : As for your Concrete oR O/S ? Red Green Blue For Your Steel Chapter 7 : Flat Analysis Inside : Flat As a Single or Flat on your Structure Chapter 8 : Storage Structure Inside : Storage for Oil ? Just Bring It to Me Chapter 9 : Bridges Inside : A Bridge Story Chapter 10 : For Advance User Inside : Example For Advance User

Chapter 1 : Something Always In Your Mind About SAP

10 LANGKAH UTAMA ANALISA SAP 2000

1.

Samakan Satuan

2.

Buat Model Struktur

3.

Define Material yang dipakai

4.

Define Profil yang dipakai

5.

Aplikasikan Profil pada Struktur

6.

Define Beban

7.

Aplikasikan Beban

8.

Cek Gambar Struktur – Model Sap2000

9.

Run Analisa

10.

Cek the Result

AXES ( SUMBU )

X = Y = Horisontal

Z = Vertikal

Ada 2 Sumbu Yaitu Global Dan Lokal For More Information Check Finite Elemen Method Global



Sumbu yang diaplikasi pada Struktur secara

Keseluruhan Lokal



Sumbu yang dipalikasikan pada Elemen tertentu saja

FOR BEGINNERS (ALWAYS USE GLOBAL AXES)

GRID (Garis Bantu) GRID adalah garis bantu Gambar, grid akan sangat membantu pada saat kita memasuki frame 3d. untuk dapat mengurangi kerumitan yang terjadi pada struktur tersebut (See Chapter 5)

SAP2000 YOU SHOULD KNOW 

Menu Terpenting di Sap2000 ada 4 yaitu

File



Buat Save, New Dll

Define



Klo ada yang Didefinisikan disini Tempatnya

Assign



Menu

Untuk

Mengaplikasikan

didefinisikan Run



Untuk Menjalankan

yang

telah

Chapter 2 : Beam Analysis

Berikut ini akan ditampilkan Balok Struktur yang akan Dianalisa QD = 200 Kg/m QL = 100 Kg/m

3 meter

3 meter

Profil Balok : 20/30 Material

: Concrete

fc’ = 17,5 Mpa

fy = 240 Mpa

Mu = 1,2 MD + 1,6 ML

fyh = 240 Mpa

Jalankan Sap2000,

START – ALL PROGRAMS – SAP2000 – SAP2000 KITA MULAI 10 LANGKAH ANALISA DIATAS

1. Samakan Satuan

Pada Menu Bagian Bawah Kita Ganti Menjadi Kgf,m,C

2. Buat Model Struktur KLIK File NEW

Karena Model Struktur adalah Balok Maka Kita Klik Beam

Spans = Jumlah Batang Span Length = Panjang Batang Berdasarkan Gambar Spans = 2 Length = 3 meter Sehingga model yang tampil adalah

Kita Samakan Model Dengan Merubah Perletakkan (Klik pada Joint) Kemudian ASSIGN – JOINT – RESTRAINTS

Sehingga Tampak Menjadi Sebagai Berikut :

3. Define Material yang dipakai Masuk Menu DEFINE – MATERIAL

Pilih CONC – Modify

Ubah Sesuai data Properties Catatan : Jika Berat Sendiri Diperhitungkan pada Perhitungan Beban Secara Manual maka Weifht per Unit Volume dan Mass per Unit Volume = 0 Klik OK 2x (Kembali Ke Struktur) 4. Define Profil yang dipakai Define – Frame Section

Pilih Pada Bagian ini Add Rectangular Klik Add Property sehingga muncul sebagai berikut

Lakukan Perubahan Sebagai berikut

Klik Concrete Reinforcement Pilih Tipe Beam

5. Aplikasikan Profil pada Struktur Pilih Batang yang memiliki Profil yang kita Buat (Balok menjadi terputus putus)

ASSIGN – FRAME – FRAME SECTION Pilih Profil Klik OK

6. Define Beban DEFINE – LOAD CASE

Kita Buat untuk beban Hidup dengan Add New Load

Pilih DEFINE – COMBINATIONS

Klik Add New Combo Buat Kombinasi sebagai berikut

7. Aplikasikan Beban ASSIGN – FRAME (Karena Beban Merata) LOADS - DISTRIBUTED

Isi dengan Melihat Jika Load Case Name : Dead Jika Load Case Name : Live (Diisi 2 kali pada Batang Tersebut)

Uniform Load : 200 Uniform Load : 100

8. Cek Gambar Struktur – Model Sap2000 Lihat Gambar Dengan Model yang Ada apakah telah sesuai jika sudah lanjutkan langkah 9 sebelumnya SAVE dulu

9. Run Analisa ANALYZE – RUN ANALYZE

Baca Hasil Analisa, Jika ada WARNING Berarti struktur ada error

10.

Cek the Result

Melihat Hasil dengan menggunakan icon sebagai berikut

Untuk Melihat Bentuk Dasar Struktur

Untuk Melihat Bentuk Deformasi / pergerakan dari Struktur

Untuk Melihat Reaksi dan Gaya – Gaya Dalam Jika Memilih Joint

Jika Memilih Frame

Untuk Melihat Gaya Dalam Gaya Axial : Axial Force Gaya Lintang : Shear 2-2 Gaya Momen : Moment 3-3

Untuk Detailing Klik Kanan Pada Batang Balok yang dipilih

Untuk Membuat Report File – Print Tables

Pilih apa yang diinginkan dan disimpan kemana / dicetak langsung

Chapter 3 : Truss Analysis

Diketahui Sebuah Truss Sederhana Sebagai berikut :

BEBAN (Pada Tiap Noda/ Joint) PDead = 200 Kg PLive

= 100 Kg

Material STEEL Fy

= 240 Mpa

Fu

= 400 Mpa

Profil : W18x35

Pu = 1,2 PDead + 1,6 Plive

JALANKAN SAP2000 1. Samakan Satuan

2. Buat Model Struktur NEW – Pilih 2D Truss

Number Of Division : 2 Bagian Panjang 1 Bagian : 6 m Tinggi : 4 meter

Hapus gambar dengan cara klik pada batang lalu tekan Del sehingga Tersisa line bawah

Gambar Kembali Sesuai Model Dengan Memilih Icon Draw LINE sehingga terbentuk gambar sebagai berikut :

Bagi Frame menjadi 3 DIVISI dengan cara pilih batangnya kemudian Klik Edit – Devide Frames

Devide into 2 Frames Last/ First Ratio 1 (bagi batang menjadi 2 Bagian dengan skala 1:1) Karena gambar membagi 3 maka kita tulis Devide into 3 frames L/F : 1 Dilakukan pada batang Diagonal Maupun Batang Mendatar Kemudian dilanjutkan dengan menggambar dengan DRAW LINE untuk membentuk model yang diinginkan (sudah ada titik node baru akibat fungsi Devide Frame)

CATATAN : Jika tidak dilakukan Devide Frames maka struktur akan tidak stabil atau balok tidak tersambung

TIPS : Untuk Menghentikan mode DRAW Line klik kanan setelah garis terakhir digambar 3. Define Material yang dipakai

4. Define Profil yang dipakai

5. Aplikasikan Profil pada Struktur

6. Define Beban

7. Aplikasikan Beban Beban yang Bekerja kali ini adalah beban titik karena beban bekerja pada Joint maka pembebanan menggunakan ASSIGN – JOINT LOADS – FORCES

8. Cek Gambar Struktur – Model Sap2000 9. Run Analisa 10.

Cek the Result

Chapter 4 : 2D Frame Analysis

4  m

 3  m

 3  m

3m

3m 4m

Balok

: 30/40

Kolom

: 40/40

q Trapesium q Segitiga

= 2 ton / m = 1 ton / m

q beban merata = 500 kg /m

Material : Concrete Fc’ = 20 Mpa

Fy = 240 Mpa

Fys =240 Mpa

1. Samakan Satuan Lihat Chapter Sebelumnya 2. Buat Model Struktur

Dipilih 2d Frames

Stories = Tingkat

Bays = Pintu

Ubah Restraint : Assignt – Joint – Restraint Karena Bangunan Memiliki Kondisi yang Tidak sama Ukurannya maka perlu diubah dengan mengklik kanan pada posisi Joint yang akan diubah

Ubah Jarak Pada sumbu X setelah 3 Mater sisi Kiri sehingga X 1,5 menjadi X 2,5 dan seterusnya agar panjang Sumbu X 3- 4 -3

Analog dengan cara yang sama untuk sumbu Z

Kemudian Grid di set untuk sesuai (klik kanan garis yang berwarna abu – abu) pilih edit grid Data

Pilih Modify

Sehingga tampilan akan menajdi sebagai berikut

3. Define Material yang dipakai Lihat Chapter Sebelumnya

4. Define Profil yang dipakai Kolom

Balok

5. Aplikasikan Profil pada Struktur

6. Define Beban Definisikan Beban Mati, Hidup dan Kombinasi (Lihat pada Chapter Sebelumnya)

7. Aplikasikan Beban Beban Trapesium

Beban Segitiga

Beban Merata Setengah Sisi Kiri

Beban Merata Setengah Sisi Kanan

8. Cek Gambar Struktur – Model Sap2000

9. Run Analisa

10.

Cek the Result

Chapter 5 : 3D Frame Analysis

Balok

: 30/40

Kolom

: 40/40

Qdead

= 500 kg /m

QLive

= 200 kg /m

Material : Concrete Fc’ = 20 Mpa

Fy = 240 Mpa

Jalankan SAP 2000

1. Samakan Satuan 2. Buat Model Struktur

Pilih 3D FRAMES

Fys =240 Mpa

Metode yang digunakan sama dengan 2d Frame namun dilihat dari 3 sisi sumbu XY, XZ dan YZ

Untuk melihat ke empat gambar (3d, Denah, Tampak Samping dan Tampak Depan) OPTION – WINDOWS – FOUR

Untuk dapat menjalankan Antar Portal Digunakan icon

3. Define Material yang dipakai Lihat CHAPTER 4 4. Define Profil yang dipakai Lihat CHAPTER 4

5. Aplikasikan Profil pada Struktur Lihat CHAPTER 4 6. Define Beban Lihat CHAPTER 4

7. Aplikasikan Beban Lihat CHAPTER 4 8. Cek Gambar Struktur – Model Sap2000 9. Run Analisa 10. Cek the Result

Chapter 6 : Concrete Reinforcement and Steel Design

CONCRETE REINFORCEMENT DESIGN

Buka File Chapter 4 (Frame 2d) Berikut Tahapan Analisa Desain Penulangan Pada Bangunan Beton

Klik Pada Icon Berikut Ini

Langkah Perencanaan Pilih Select Design Combos

Klik OK setelah kondisi seperti Gambar Diatas

Pilih Menu Start Design Sehingga Akan Muncul Tampilan sebagai berikut

Pindah Satuan ke N mm Sehingga gambar yang didapat adalah As perlu penulangan yang diperlukan

Jika dipilih satu elemen maka terlihat sebagai berikut

As Tumpuan = 271,30 mm2 As Lapangan = 233, 77 mm 2 As Tumpuan Tekan = 134,50 mm 2 As Lapangan Tekan = 66,97 mm 2

Untuk Melihat beberapa Analisa Penulangan DISPLAY DESIGN INFO Longitudinal Reinforcing Rebar Percentage Shear Reinforcing

: As Tulangan Balok : Presentasi Penulangan Terhadap A : Tulangan Geser

PENGECEKAN FRAME YANG TIDAK MEMENUHI SYARAT (O/S) Pilih Verify All Member Passed Jika Tulisan All Member Passed maka semuanya dapat dianalisa Jika Ada Tulisan 2 Frame Not Passe maka ada 2 batang yang O/S

ERROR CONDITION (O/S) Jika pada Beam terdapat Tulisan O/S (berarti Penampang tidak memenuhi untuk menahan momen) Berarti langkah yang harus ditempuh adalah sebagai berikut

1. Buka Kunci Analisis Gaya Dalam (Icon Gembok)

menjadi 2. 3. 4. 5.

Ubah Profil (Define – Frame Section – Modify) Save Run Kembali Lakukan Analisa Tulangan Kembali

STEEL ANALYSIS Buka Kembali File Latihan Chapter 3 (Truss)

Pilih Icon Menu Yang Tersedia

Select Design Combos

Jika Displacement Baja perlu diset maka pilih Set Displacement Target Jika Tidak Abaikan Jika Ya

Pilih Menu Start Design Akan muncul Tampilan Sebagai berikut

Aman Sekali

Sangat Aman Aman

Msh Aman

Berbahaya

Patah

Sehingga Tingkat kerusakan baja diperlihatkan berdasarkan pada perbandingan fy dengan fu yang kita definisikan di Define Material . Jika pada struktur Terlihat Baja berwarna Orange atau Merah maka struktur Baja tersebut perlu diganti Profilnya jika berada di warna Kuning – Abu Abu berarti Masih dapat dipergunakan

ERROR CONDITION (RED CODE) Jika pada Beam terdapat Warna Merah (berarti Penampang tidak memenuhi untuk menahan momen) Berarti langkah yang harus ditempuh adalah sebagai berikut

1. Buka Kunci Analisis Gaya Dalam (Icon Gembok)

menjadi 2. 3. 4. 5.

Ubah Profil (Define – Frame Section – Modify) Save Run Kembali Lakukan Analisa Baja Kembali

Chapter 7 : Flat Analysis

Plat Lantai dapat dianalisa dengan 2 cara yaitu 1. Sebagai single Flat 2. Sebagai Lantai Pada Frame 3D 1. SEBAGAI SINGLE FLAT

1. File New

2. Pilih Flat Slab

Jumlah Pembagian sisi X Jumlah Pembagian sisi X Garis Tengah

:3m :3m :4m

Lebar Lebar Lebar

:8m :8m :4m

3. Define Material yang dipakai Dipakai Concrete (Define – Material – Conc) 4. Define Profil yang dipakai Define – Area Sections

Pilih Modify

5. Aplikasikan Profil pada Struktur Assign – Area – Section 6. Define Beban Lihat Chapter Sebelumnya 7. Aplikasikan Beban Assign – Area – Surface Pressure

8. Cek Gambar Struktur – Model Sap2000 9. Run Analisa Tekan F5 / Analyze – Run Analyze 10.

Cek the Result

Deformasi

Momen Yang Terjadi

Piilih icon Momen – Plane

Terlihat bahwa gaya yang terjadi dapat ditahan oleh Plat yang didesain, jika tidak maka plat akan memiliki warna yang berbedabeda

PLAT PADA FRAME 3D Buka File Chapter 5

Gambar Plat Yang ada Pada Bangunan 3 D dengan menggunakan

Tool Draw Flat

. Gambar pada tampak Denah sehingga

Tampilan yang ada adalah sebagai berikut :

Yang Bergaris Merah Menandakan bahwa terpasang Plat pad Daerah tersebut. Langkah Selanjutnya Definisikan Definisikan Profil Untuk Plat

Apply Beban Ke Plat Assign – Area – Surface Pressure

Save Kemudian Run Sehingga hasil akhir akan terlihat pada struktur yang dipasang Plat

Chapter 8 : Storage Structure

Storage

Structure bisa berupa Silo (Tempat Penyimpanan Barang padat misal Semen, Padi) atau Tempat Penyimpanan Benda cair seperti Penyimpanan Minyak Milik Pertamina. Metode Yang Digunakan sama dengan Mengikuti 10 Langkah yang Direncanakan. Berikut ini akan diberikan penjelasan Singkat untuk Storage Structure

Pada kasus ini adalah Tower Air Banjarbaru. Restrain terletak pada dasar Struktur. Bangunan Terdiri dari Plat yang diasumsikan Sebagai Shell (Cangkang) * Refer This To Theory Of Plates and Shells Define Material Mengacu Pada Beton Define Profil Berdasarkan pada Shell

Beban Yang Bekerja diasumsikan pada Permukaan Shell pada perencanaan kali ini diasumsikan beban pekerja sebesar 100 Kg /  shell ASSIGN – AREA –UNIFORM (SHELL)

SAVE RUN ANALYZE Hasil Analisa Adalah Sebagai Berikut

Chapter 9 : Bridges

Pada Perencanaan Jembatan ada 2 tipe asumsi yang dapat dilakukan :

1. Dianalisa sebagai Sebuah Struktur Dengan Beban Statis 2. Dianalisa Sebagai Sebuah Struktur Dengan Beban Dinamis

Keduanya telah disiapkan dalam Sap2000 untuk direncanakan STRUKTUR DENGAN BEBAN STATIS

Pilih Cable Bridges *(Available at Sap2000 v9 – V10)

Definisikan Material Baja, Beton yang Digunakan Definisikan Profil Baja, Beton, Plat yang Digunakan Apply Profil – Profil Yang Digunakan Definisikan Load Case - Mati - Hidup - Angin - Gempa - Lalu Lintas - Kejut

Apply beban berdasarkan pada

Lokasi dimana Beban Tersebut

Bekerja Lakukan Analisa Rubah Posisi Beban Sehingga didapatkan Kombinasi Dan Lokasi yang Menghasilkan beban maksimum

Deformasi yang Terjadi

Gaya – Gaya Dalam Yang Bekerja

Gaya –Gaya Dalam Pada Plat Jembatan

STRUKTUR DENGAN BEBAN DINAMIS Klik NEW

Pilih Bridge Wizard

IKUTI LANGKAH 1 – 12

1. Add Line

2. Define Deck Section

3. Abutment Definitions

4. Bent Definitions Foundation Spring

Bridge Bent

5. Hinge Definition

6. Parametric Definitions

7. Bridge Object Definition

8. Update Linked Line

9. Lane Definitions

10.

Update Vehicle

11.

Load Case

Analysis Case

12.

Bridge Response

Run (F5)

Result dapat dilihat berdasarkan apda berbagai jenis Kombinasi Yang ada berikut Momen yang terjadi akibat Berat Sendiri dan Beban Bergerak maksimum Mobil Copper 5

Shear pada Jembatan

Chapter 10 : For Advance User

The Sky is The Limit •

Design Bridge Using Different Vehicle

•

Design Structure With Dynamic Earthquake Response

•

Design Structure For Defense of Bomb Blasting

•

Design Structure for Themal Temperature

•

Analysis Of Beam / Cylinder for Experiment

•

Different Load of Analyze Case

•

Underground Structure

•

Pipes Shear Analyze

•

And Many More

NEXT : SAP2000 FOR ADVANCE USER

MODELLING , DEVELOPING AND PACKAGE BY

ARIE FEBRY FARDHENY SIMULATION ENGINEER – JUNIOR COMPUTER AIDED ENGINEER EMAIL : [email protected]

BORN 21

ST

FARDHENY@GMAIL,COM

FEBRUARY 1979 IN BANJARMASIN. BECOME A CIVIL ENGINEER IN 2002 AFTER GRADUATED FROM

LAMBUNG MANGKURAT UNIVERSITY FACULTY OF TECHNOLOGY . MASTER DEGREE IN STRUCTURE WTH SPECIALIZATION IN COMPUTER AIDED ENGINEERING- MODELLING – CONCRETE REPAIR AND FORENSIC ENGINEERING AT MARCH 2004

FROM INSTITUTE TECHNOLOGY SEPULUH NOPEMBER SURABAYA.

FROM 2000 TO 2006 KALIMANTAN SELATAN

WORKED AS

CAE

FOR SEVERAL MODELLING CONSTRUCTION IN

SURABAYA

AND

WITH DIFFERENT CONSTRUCTION. ALSO WORK AS IT CONSULTANT FOR HARDWARE -SOFTWARE-

PROGRAMMER DEVELOPMENT. NOW AS A LECTURE IN LAMBUNG MANGKURAT UNIVERSITY, FACULTY OF TECHNOLOGY.

THIS BOOK IS ONE OF MY DEDICATION FOR CIVIL SOFTWARE DEVELOPING. IF YOU HAVE A PROBLEM ABOUT IT JUST CONTACT USING EMAIL : AFEBRY @YAHOO.COM OR [email protected] . THIS BOOK CAN BE DOWNLOAD FROM WWW.GEOCITIES.COM/AFEBRY/SAP2000.PDF OR USING HYPERLINK FROM WWW. KOTI97.BLOGSPOT.COM OR REQUEST TO EMAIL ABOVE.

Arie Febry Fardheny, MT

SPONSORED BY Laboratorium Komputasi FT UNLAM Koti97. Blogspot.com 97 Engineering Ltd Friendster Community UnderGround Hacking Community Magister Teknik 2004 FTSP ITS Aero@net Project Obby Interior® Designer CSI – SAP2000 – ETABS (Student Version)