Minggu, 01 Desember 2013

Analisis Plastis Frame Sederhana dan menentukan load factor

Analisis Plastis
Tinggi   = 5 meter
Lebar   = 15 meter
Jarak beban vertikal 5 m  dari tepi struktur
Beban horizontal di joint
Momen Plastis pada setiap batang yaitu 100 kN.m

Contoh Soal di ambil dari buku Metode Plastis Analisis dan Desain yang diselesaikan dengan SAP 2000 secara sederhana. Penyelesaian pada tulisan ini sedikit berbeda dengan penyelesaian yang terdapat pada buku tetapi hasilnya sama. 

Langkah 1
Momen akibat gaya satu satuan

Didapatkan Momen Maksimum pada Titik E yaitu 2.57 sehingga :
Load factor (λ)  = Mp/Mu akibat gaya satu satuan
                          = 100/2.57
                          =38.91 ~ 39 kN
Momen Akibat gaya 39 kN

Sisa kemamnpuan Penampang Langkah 1
Penampang
Mp (kN.m)
Mu (kN.m)
Sisa (kN.m)
Keterangan
A
100
44.37
55.63
Beban = 39 kN
B
100
20.4
79.6
C
100
82.7
17.3
D
100
80.99
19.01
E
100
100
0
Pada titik E, Telah berubah menjadi sendi plastis sehingga momen sisanya menjadi nol, kemudian sendi plastis akan bergerak ke kapasitas sisa penampang yang lebih kecil yaitu titik C = 17,3 kN.m

Langkah 2
Momen akibat gaya satu satuan dengan titik E telah berubah menjadi sendi


Didapatkan Momen pada Titik C yaitu 2.46, titik C merupakan lokasi dimana kemampuan penampang yang paling lemah
Load factor (λ)  = Mp/Mu akibat gaya satu satuan
                          = 17.3/2.46
                          =7.03 kN
Momen Akibat gaya 7.03 kN

Sisa kemamnpuan Penampang Langkah 2
Penampang
Mp (kN.m)
Mu (kN.m)
sisa (kN.m)
Keterangan
A
55.63
19.72
35.91
Beban = 7.03 kN
B
79.6
0.98
78.62
C
17.3
17.3
0
D
19.01
16.4
2.61
E
0
0
0
Pada titik E dan C, Telah berubah menjadi sendi plastis sehingga momen sisanya menjadi nol, kemudian sendi plastis akan bergerak ke kapasitas sisa penampang yang lebih kecil yaitu titik D = 2.61 kN.m

Langkah 3
Momen akibat gaya satu satuan dengan titik E dan C  telah berubah menjadi sendi

Didapatkan Momen pada Titik D yaitu 4.04, titik D merupakan lokasi dimana kemampuan penampang yang paling lemah
Load factor (λ)  = Mp/Mu akibat gaya satu satuan
                          = 2.61/4.04
                          =0.65 kN

Momen Akibat gaya 0.65 kN


Sisa kemamnpuan Penampang Langkah 3
Penampang
Mp (kN.m)
Mu (kN.m)
sisa (kN.m)
Keterangan
A
35.91
2.56
33.35
Beban = 0.65 kN
B
78.62
1.94
76.68
C
0
0
0
D
2.61
2.62
0
E
0
0
0
Pada titik E,C dan D, Telah berubah menjadi sendi plastis sehingga momen sisanya menjadi nol, kemudian sendi plastis akan bergerak ke kapasitas sisa penampang yang lebih kecil yaitu titik A = 33.35 kN.m

Langkah 4
Momen akibat gaya satu satuan dengan titik E . C dan D  telah berubah menjadi sendi

Didapatkan Momen pada Titik A yaitu 10, titik A merupakan lokasi dimana kemampuan penampang yang paling lemah
Load factor (λ)  = Mp/Mu akibat gaya satu satuan
                          = 33.35/10
                          =3.335 kN

Momen Akibat gaya 3.335 kN

Sisa kemamnpuan Penampang Langkah 4
Penampang
Mp (kN.m)
Mu (kN.m)
sisa (kN.m)
Keterangan
A
33.35
33.35
0
Beban = 3.335 kN
B
76.68
16.68
60
C
0
0
0
D
0
0
      0
E
0
0
0

Pada titik A,C,D dan E, Telah berubah menjadi sendi plastis sehingga momen sisanya menjadi nol. Karena sendi plastis yang terbentuk lebih dari atau sama dengan  n = r + 1  = 3 + 1 = 4, maka struktur sudah dianggap runtuh dengan load factor total  (λ) = 39 + 7.03 + 0.65 + 3.335 = 50.15 kN ~ 50 kN


Rabu, 02 Januari 2013

Download Spreadsheet Perhitungan Baja Profil WF

Dalam pekerjaan konstruksi pada khususnya pekerjaan struktur gedung dan struktur jembatan, sering digunakan bahan baja. Ada berbagai macam jenis profil baja yang sering digunakan dalam proyek konstruksi. Semua perencanaan konstruksi baja harus sesuai dengan SNI (Standar Nasional Indonesia).
Saat ini sudah banyak sekali software untuk melakukan analisis dalam perencanaan sebuah struktur. Namun harga lisensi yang cukup mahal sehingga tidak semua praktisi atau orang yang berprofesi teknik sipil bisa memiliki software asli. Sebagai alternatif bisa menggunakan microsoft excel. Saat ini sudah banyak praktisi ataupun perencana yang memanfaatkan microsoft excel. Tentunya spreadsheet yang digunakan sudah teruji dan sudah dilakukan validasi.
Kali ini saya akan membagikan spreadsheet untuk menghitung atau merencanakan baja profil WF (Wide Flange). Tentunya hasil analisis atau output tidak bisa dipertanggungjawabkan dan hanya untuk tujuan belajar. Namun jika dibutuhkan, spreadsheet ini bisa divalidasi atau lebih disempurnakan lagi agar hasil analisis bisa valid.
Silahkan bagi yang tertarik belajar merencanakan baja profil WF bisa download disini

DESAIN ONLINE SPEKTRA INDONESIA 2011

Repost: http://purbolaras.wordpress.com
Tunggu dulu biar puas loading-nya…
Loading...
Nanti akan keluar seperti yang berikut ini :
Peta Indonesia
Pada halaman ini pernah diulas mengenai peta hazard  gempa (2010). Nah… kalau yang ini adalah untuk membantu perhitungan data grafik spektrum respons menurut SNI Gempa kita yang terbaru (masih draft…) resmi dari Puskim. Data grafik faktor-faktor koefisien dalam peta hazard tersebut juga bisa dilihat pada tab-tab yang ada di bagian atas (Peta MCEG, Peta MCER, dst.).
Faktor Koefisien
Dalam SNI Gempa 2002, grafik spektrum respons tinggal dilihat yang tercantum di peraturan terkait, disesuaikan dengan Wilayah Gempa dan jenis tanahnya. Misal kota Yogyakarta kalau dilihat terletak di Wilayah 3, jadi dapat grafik seperti ini :
Wilayah 3 (2002)
Ingat, itu grafik yang 2002 lho… Secara umum dalam peraturan baru nanti proses garis besarnya masih sama, namun zonasi gempanya sudah lebih detail (halus) dibandingkan peraturan 2002, plus ada lebih banyak faktor yang akan terlibat dalam perhitungan. Oleh karena itu, tiap kota atau tempat di Indonesia akan memiliki grafik spektrum respons masing-masing, tidak hanya terbatas pada 6 Wilayah Gempa seperti sebelumnya. Misalnya, untuk kota Yogyakarta wilayah Sleman (utara) dan Bantul (selatan) nilai percepatan puncaknya akan menghasilkan nilai berbeda, sedangkan menurut peraturan lama nilainya akan sama karena terletak di Wilayah Gempa yang sama pula. Lebih akurat, tapi lebih pusing juga, kan… Intinya, untuk menyederhanakan (membantu) perhitungan maka itulah fungsi utama dari program online ini.
Oke, sekarang mari kita coba pakai programnya. Seperti disebutkan sebelumnya, bahwa masing-masing kota atau tempat akan memiliki grafik spektrum responsnya sendiri, tergantung lokasinya. Kalau dilihat di sebelah kiri atas, di bawah kotak judul Desain Spektra Indonesia, tercantum keterangan Jenis Input. Jadi, tempat yang akan dihitung grafik spektrum responsnya bisa dimasukkan berdasar koordinat (lintang dan bujur) atau nama kota atau tempat yang bersangkutan.
Jenis Input
Kita coba masukkan berdasar nama kota saja dulu supaya mudah. Klik saja pilihannya lalu pilih Nama Kota, dan ketik nama kota dimaksud. Setelah itu, klik tombol Hitung.
Nama Kota
Pada peta Google di samping akan otomatis menuju (terlihat) posisi tempat kotanya dan muncul kotak keterangan. Klik Lihat Hasil lalu akan ditampilkan pop-up yang memuat tabel hasil perhitungan dan grafiknya.
Hasil Peta
Grafik Jogja
Di sebelah kanan tertampil grafik spektrum respons untuk tanah keras, sedang, lunak, dan batuan. Tampilan bisa disesuaikan untuk semua atau jenis tanah tertentu saja, termasuk rentang waktu, lewat pilihan di bagian kanan atas. Sedangkan pada bagian kiri, tercantum dua buah tabel. Tabel sebelah atas mencantumkan data faktor-faktor koefisien, sedangkan tabel bawah adalah data koordinat untuk grafik spektrum respons (pasangan nilai waktu dalam detikdan koesifien percepatan dalam g). Kedua tabel tersebut juga bisa disesuaikan tampilannya untuk tiap jenis tanah atau batuan.
Untuk tabel tersebut, data yang ada juga bisa disalin dalam bentuk lain, misal ke format Excel. Tinggal klik saja tombol Excel di bagian atas tabel, lalu pilih nama dan lokasi penyimpanan. Mungkin ada baiknya juga di belakang nama file diberikan sekalian ekstensinya (.xls atau .xlsx).
Save Data
Data Excel
Cuma sayangnya nilai waktu (T0 dan TS) untuk tabel koordinat grafik (bawah) masih dalam bentuk notasi, belum disesuaikan dengan hasil perhitungannya (tabel atas), jadi perlu ditambahkan atau diganti sendiri semisal akan diolah lebih lanjut. Selain itu data grafiknya tidak bisa di-save secara langsung, mesti dengan capture manual misal lewat print screen atau bantuan program screen capture. Mudah-mudahan bisa dikembangkan lagi. Tapi lumayanlah setidaknya perhitungan bisa menjadi jauh lebih ringkas dan sangat menghemat waktu. Jika memerlukan data untuk input response spectrum function di SAP2000 misalnya, tinggal pakai saja hasil data dari tabel koordinat grafiknya.
Nah, sekarang coba utak-atik lebih lanjut. Misalnya pada contoh di atas adalah data untuk kota Yogyakarta, maka jika dilihat lebih detail koordinat lintang dan bujur ada di wilayah sekitar Kraton (pusat kota). Mari coba lihat untuk data tempat lain namun masih di wilayah Yogyakarta. Ambil contoh di lokasi sekitar bandara Adisucipto. Untuk melihat data suatu lokasi, saat input jenis data pilih Koordinat (sebelah kiri atas) dalam tampilan peta sebelumnya. Setelah itu bisa geser dan zoom pada peta untuk menuju suatu lokasi tertentu. Klik saja pada lokasi yang dikehendaki, maka di bagian kiri akan otomatis tertera koordinat Lintang dan Bujur tempat yang bersangkutan. Selanjutnya klik tombol Hitung dan Lihat Hasil.
Peta Adisucipto
Misal kita lihat data untuk jenis tanah lunak.
Grafik Adisucipto
Nilai percepatan tanah puncak adalah 0,788g. Sekarang kita coba lihat lokasi di sebelah selatan, tepatnya sekitar daerah Bantul yang terkena dampak paling parah pada gempa tahun pertengahan 2006 silam. Data dilihat jenis tanah yang sama (tanah lunak).
Peta Bantul
Grafik Bantul
Nilai percepatan puncaknya sebesar 0,929g, lebih besar daripada di lokasi airport . Berikutnya untuk lokasi di utara, misal daerah Kaliurang, yang dulu juga sempat heboh akibat erupsi gunung Merapi akhir tahun 2010, untuk jenis tanah lunak juga.
Peta Kaliurang
Grafik Kaliurang
Tertera nilai percepatan puncak 0,609g. jadi nilai terbesar ada di wilayah selatan. Harap diingat, ini hanya sekadar untuk contoh saja, karena jenis tanah sebenarnya di lokasi tersebut bisa saja berbeda. Misal untuk daerah utara jenis tanahnya bisa lebih keras atau padat daripada di belahan selatan atau lainnya, sehingga nilai perbandingan percepatan mungkin sebenarnya tidak seperti selinier yang tersebut di atas. Dari contoh tersebut terlihat bahwa untuk tiap lokasi memang memiliki grafik spektrum responsnya masing-masing, walaupun masih dalam satu kota/wilayah yang sama.

Selasa, 01 Januari 2013

DESAIN ATAP BAJA RINGAN

ANALISA RANGKA ATAP BAJA RINGAN



sample unit truss_non batten
Repost:http://kampustekniksipil.blogspot.com
Beberapa parameter tersebut adalah :
  1. Tegangan maksimum  550 MPa
  2. Kuat leleh 550 MPa
  3. Modulus geser 80.000 MPa
  4. Modulus Elastisitas 200.000 MPa
  5. Berat Jenis 7400 kg/m3
Source : Handbook Energy and Calculation with Directory of Products and Services, Pister D OSBORN. Butterworth & Co. (published), 1985, UK
Peraturan Muatan Indonesia 1970, Depth. PUTL, DC DPMB 1980, Bandung
1. katakanlah saya punya bentuk geometri struktur dari rangka atap baja ringan dengan model seperti dibawah ini
Baja ringan STAAD
2. Kita rubah dulu unit satuan ke Kg.m. Untuk itu klik tool input units, kemudian rubah satuan pada length Units menjadi Meter dan Force Unit menjadi Kilogram. Klik OK!.
input units
S1
  • Memasukan parameter berat jenis (Density) material baja ringan
3. Seleksi seluruh Geometri struktur sehingga terblok dengan warna merah, kemudian pada menu pulldown, klik Command > klik Material constants > klik Density
seleksi portal
4. Akan keluar kotak dialog Material Constants - Density. Anda pilih radio button Enter Value. Isi dengan 7400 kg/m3. Kemudian pada frame assign pastikan pada pilihan To Selections. Klik OK!.
s2 
  • Memasukan parameter Modulus Elastisitas (E) material baja ringan
5. Kita rubah dulu unit satuan ke N.mm. Untuk itu klik tool input units, kemudian rubah satuan pada length Units menjadi Milimeter dan Force Unit menjadi Newton. Klik OK!.
input units
input units2
6. Seleksi seluruh Geometri struktur sehingga terblok dengan warna merah, kemudian pada menu pulldown, klik Command > klik Material constants > klik Elasticity
seleksi portal2
7. Akan keluar kotak dialog Material Constants - Elasticity. Anda pilih radio button Enter Value. Isi dengan 200000 N/mm2. Kemudian pada frame assign pastikan pada pilihan To Selections. Klik OK!.
s3
  • Memasukan parameter Modulus Geser (G) material baja ringan
8. Pada menu pulldown, klik Command > klik Material constants > klik G (Shear Modulus)…
seleksi portal3
9. Akan keluar kotak dialog Material Constants – Shear Modulus-G. Anda pilih radio button Enter Value. Isi dengan 80000 N/mm2. Kemudian pada frame assign pastikan pada pilihan To Selections. Klik OK!.
s4
  • Memasukan parameter tegangan maksimum dan kuat leleh material baja ringan
10. Untuk memasukan data tegangan maksimum dan kuat leleh, bisa diakses ke menu page. Klik tab Design > Klik Tab Steel > kemudian Klik Select Parameter.
s7
s6
11. Dari data Parameter Selection yang ada. Pilih Fu – Ultimate tensile strength of steel dan Fyld – Yield strength of steel.
s5
 12. Untuk mengisikan datanya ikuti langkah-langkah berikut ini.
Dari kotak dialog Parameter Selection. Klik tombol  << . Sehingga semua data di Selected Parameter (kanan) berpindah ke Available Parameter (kiri)
a3
a4
13. Seleksi atau pilih Fu – Ultimate tensile strength of steel dan Fyld – Yield strength of steel. kemudian klik tombol >
a6
Maka otomatis Fu – Ultimate tensile strength of steel dan Fyld – Yield strength of steel berpindah ke kolom Selected Parameters disebelah kanan.
a8
14. Sekarang Klik Define Parameters.
a9
15. Isi Fyld = 550 N/mm2 dan Fu = 550 N/mm2 dengan nilai  seperti dibawah ini.(jangan lupa tekan Add lho ya…)
Fu (1)
Fyld (1)
Jika sudah anda tinggal melakukan Assign data Fu dan Fyld yang sudah kita definisikan ini struktur rangka atap kita. Bisa toh caranya…..gampang kok (Nb : jika kesulitan jangan sungkan-sungkan hubungi saya hehehe…)
Ok! Sudah selesai dech inputing datanya…..semoga bermanfaat ya…….
Cuap-cuap Kampuz Teknik SipiL……
Tips Memilih Rangka Atap Baja Ringan yang baik
Unutk memilih rangka atap baja ringan yang baik harus berpatokan pada banyak hal dan ketelitian sebelum membeli sangat diperlukan. Carilah informasi sebanyak-banyaknya atau paling tidak mampu memberi pertimbangan kuat sebelum memutuskan pilhan.
batten_reng
sample unit truss_non batten
MEMBUAT BENTUK PROFIL PENAMPANG BARU
STAAD menyediakan fasilitas Create User Table yang berguna untuk membuat bentuk profil penampang sesuai dengan keinginan kita, selain yang sudah ada pada library databasenya.
 
Katakanlah saya mempunyai bentuk pemodelan struktur (portal rangka baja) sebagai berikut
 
a1'
  • Kolom direncanakan memakai WF 350.175.7.11
  • Rangka batang (cremona) direncanakan menggunakan profil UNP 125.65.6.8
Nah… sekarang apakah bisa kita mendefinisikan sendiri profil penampang WF dan UNP tersebut ke dalam program STAAD tanpa menggunakan profil-profil penampang yang sudah ada pada database STAAD ?
Jawabannya adalah BISA!
yaitu dengan menggunakan fasilitas Create User Table
Bagaimanakah caranya ?
Berikut adalah cara penggunaan dari fasilitas Create User Table :
1. Kita rubah dahulu unit satuan, terutama satuan panjangnya ke satuan milimeter
a5
Catatan :
Merubah satuan itu sifatnya kondisional, artinya tergantung kondisi (tergantung anda). Tujuan dari mengganti satuan adalah untuk memudahkan inputing data saja
2. Pada menu pulldown, Klik menu Tools > Create User table, maka akan keluar kotak dialog Create User Provided Table. Klik New Table
 
a2
clip_image002
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. Maka akan keluar kotak Select Section Type. Kita akan mendefinisikan profil WF 350.175.7.11 terlebih dahulu. Untuk itu pada combo box Select Section Type, pilih WIDE FLANGE kemudian klik OK.
 
a3
 
 
 
 
 
 
 
 
4. Pada kotak Select Existing Table telah muncul angka 1, yang berarti telah terbentuk tabel baru dari property penampang yang akan kita buat nantinya. Klik Add New Property.
 
a4
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5. Akan keluar kotak dialog Wide Flange.
Isikan sebagai berikut :
Section Name           =  WF350.175
D    (Tinggi profil)     =  350 mm
TF  (Tebal sayap)     =  11 mm
WF (Lebar profil)      =  175 mm
TW (Tebal badan)    =  7 mm
Jika sudah lanjutkan dengan menekan tombol Calculate maka data property penampang akan terisi secara otomatis. Lanjutkan dengan meng klik OK.
 
a6
a7
 
Catatan :
anda bisa memasukan sendiri data Ax, Iz, Iy, Ix, Ay dan Az sesuai perhitungan atau tabel yang anda miliki. Dan untuk sementara ini kita ikuti saja perhitungan dari STAAD.
 
6. Sekarang pada Table Data pada kotak dialog Create User Provided Table telah terisi profil penampang baru yaitu UPT WF350.175. Klik Close untuk menutup kotak dialog.
 
a8
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7. Langkah berikutnya adalah membuat tabel baru untuk properti profil UNP 125.65.6.8. Sekarang ubah dulu unit satuan panjang ke Centimeter (cm).
8. Jika sudah, klik kembali pada menu pulldown, yaitu menu Tools > Create User Tables, maka akan keluar kotak dialog Create User Provided Table. Klik New Table, kemudian pada combo box Select Section Type, pilih CHANNEL. Klik OK
 
a10
a9
 
 
9. Sekarang klik Add New Property. maka akan keluar kotak dialog CHANNEL. Isikan data sebagai berikut :
Section Name           =  UNP 125.65
D    (Tinggi profil)     =  125 mm = 12,5 cm
TF  (Tebal sayap)     =  8 mm  = 0,8 cm
WF (Lebar profil)      =  65 mm  = 6,5 cm
TW (Tebal badan)    =  6 mm = 0,6 cm
Klik Calculate.
 
a11
a12
Perhatikan hasil hitungan Ax, Iz, Iy, Ix, CG, Ay dan Az yang dilakukan oleh STAAD. dari sini anda bisa mengganti nilai Ax, Iz, Iy, Ix, CG, Ay dan Az yang dihitung oleh STAAD dengan perhitungan atau tabel yang anda miliki. (biasanya perbedaanya sangat tipis)
Okey Sobat,… sekarang katakanlah saya mempunyai tabel sendiri, dan nilainya akan saya ganti sesuai dengan tabel yang saya miliki.
Tabel saya berikut ini adalah tabel baja UNP dari PT Gunung Garuda
 
a14
Sekarang kita masukan Ax, Iz, Iy dan Center of Gravity (C.G) dari tabel diatas ke program (lihat gambar dibawah). Lanjutkan dengan meng klik OK
 
a15
Sekarang pada Table Data pada kotak dialog Create User Provided Table telah terisi profil penampang baru yaitu UPT UNP125.65. Klik Close untuk menutup kotak dialog.
 
a16
 
 
Okey Sobat. Profil penampang sudah kita buat. Sekarang kita akan mendefinisikan ke struktur. Sudah tahu apa belum caranya ?… ^_^
Caranya seperti ini :
8. Masuk ke Menu Pages. Klik tab General kemudian pada kotak dialog Properties-Whole Structure klik User Table.
a18
9. Maka akan keluar kotak dialog User Property Table. Pilih existing tabel no. 1, kemudian sorot UPT WF350.175, klik Add. Sekarang lanjutkan dengan memilih existing tabel no. 2, kemudian sorot UPT UNP125.65. klik Add, lalu klik Close untuk menutup kotak dialog.
a19
a20
10. Jika sudah maka pada kotak dialog Properties Whole-Structure telah terisi profil penampang yang sudah kita Add sebelumnya.
a21
11. Sekarang pada kotak dialog Properties Whole-Structure. sorot WF350.175. kemudian seleksi semua kolom sehingga terblok dengan warna merah. lanjutkan dengan mengklik Assign.
a22
a23
12. Lakukan langkah diatas untuk profil UNP125.65.6.8, sehingga secara keseluruhan geometri strukturnya telah terdefinisi seperti gambar dibawah ini.
a24
a25