Contoh Analisis Struktur Gedung dengan ETABS

Free Download - Contoh Analisis Struktur Gedung dengan ETABS.

Sahabat civiliana, mimin mau share Contoh Analisis Struktur Gedung dengan ETABS. Contoh ini merupakan analisis stuktur bangunan gedung sebuah perusahaan BUMN, yang dilakukan dengan komputer berbasis elemen hingga (finite element) untuk berbagai kombinasi pembebanan yang meliputi beban mati, beban hidup, dan beban gempa dengan pemodelan struktur 3-D (space-frame). Pemodelan struktur dilakukan dengan software ETABS v 9.2.0.

Disini mimin hanya menuliskan garis besar isi file-nya saja... Nah, kalo sahabat mau contoh yang berisi gambar model struktur gedung, penjelasan, dasar perhitungan, aturan dan standarisari yang digunakan, proses input dan output, yang disertai dengan screenshot, silahkan sahabat download. Link downloadnya, mimin taruh di bawah artikel ini...

Analisis ini, dibuat oleh Bpk. M. Noer Ilham.

Nah sahabat civiliana, garis besar isi file-nya sebagai berikut :      

ANALISIS STRUKTUR GEDUNG dengan SOFTWARE ETABS v 9.2.0.

1. Model Struktur.
Mengingat bentuk struktur yang tidak beraturan, maka analisis terhadap beban gempa selain digunakan cara statik ekivalen dengan memperhitungkan puntiran akibat eksentrisitas gedung, juga dilakukan analisis dinamik Response Spectrum Analysis dan Time History Analysis. Struktur bangunan dirancang mampu menahan gempa rencana sesuai peraturan berlaku yaitu SNI 03-1726-2002 tentang Tatacara Perencanan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung.
Konsep perancangan konstruksi didasarkan pada analisis kekuatan batas (ultimate-strength) yang mempunyai daktilitas cukup untuk menyerap energi gempa sesuai peraturan yang berlaku.

2. Peraturan dan Standar.
1. Tata Cara Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung (SNI 03-1727-1989-F).
2. Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung
   (SNI 03-1726-2002).
3. Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847-1992).
Untuk hal-hal yang tidak diatur dalam peraturan dan standar di atas, dapat mengacu pada peraturan-peraturan dan standar berikut :
1. Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318-95).
2. Uniform Building Code (UBC).

3. Bahan Struktur.
1. Beton.
2. Baja Tulangan.
3. Input Data Bahan Struktur.

4. Dimensi Elemen Struktur.
1. Input Data Balok dan Kolom.
2. Plat Lantai dan Plat Atap.

5. Jenis Beban.
1. Beban Mati (Dead Load).
   Berat sendiri elemen struktur (BS) yang terdiri dari kolom, balok dan plat dihitung secara otomatis dalam ETABS dengan memberikan faktor pengali berat sendiri (self weight multiplier) sama dengan 1.
   Beban mati tambahan (MATI) yang bukan merupakan elemen struktur seperti misalnya finishing lantai, dinding, partisi, dll., dihitung berdasarkan berat satuan (spesific gravity) menurut Tata Cara Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung (SNI 03-1727-1989-F).
   Distribusi beban mati pada plat dan distribusi beban mati pada balok dapat dilihat pada gambar.
2. Beban Hidup (Live Load).
   Beban hidup (HIDUP) yang bekerja pada lantai bangunan tergantung dari fungsi ruang yang digunakan. Besarnya beban hidup lantai bangunan berdasarkan Tata Cara Perencanaan Pembebanan untuk Rumah dan Gedung (SNI 03-1727-1989-F).
   Beban hidup pada lantai di-input ke ETABS sebagai shell/area load (uniform) yang didistribusikan secara otomatis ke balok lantai sebagai frame/line load.
   Beban hidup pada balok berupa frame/line load yang ditimbulkan oleh reaksi tangga akibat beban hidup yang besarnya = 17.64 kN/m.
   Distribusi beban hidup pada balok dapat dilihat pada gambar.
3. Beban Gempa (Earthquake).
   Beban gempa dihitung berdasarkan Tatacara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung (SNI 03-1726-2002) dengan 3 metode yaitu cara Static Ekivalen, cara Dinamik dengan Spectrum Respons Analysis dan cara Dinamik dengan Time History Analysis. Dari hasil analisis ketiga cara tersebut diambil kondisi yang memberikan nilai gaya/momen terbesar sebagai dasar perencanaan.
   Dalam analisis struktur terhadap beban gempa, massa bangunan sangat menentukan besarnya gaya inersia akibat gempa. Dalam analisis modal (modal analysis) untuk penentuan waktu getar alami / fundamental struktur, mode shape dan analisis dinamik dengan Spectrum Respons maupun Time History, maka massa tambahan yang di-input pada ETABS meliputi massa akibat beban mati tambahan dan beban hidup yang direduksi dengan faktor reduksi 0,5. Dalam hal ini massa akibat berat sendiri elemen struktur (kolom, balok, dan plat) sudah dihitung secara otomatis karena factor pengali berat sendiri (self weight multiplier) pada Static Load Case untuk BS adalah = 1.
   Dalam analisis struktur terhadap beban gempa, plat lantai dianggap sebagai diafragma yang sangat kaku pada bidangnya, sehingga masing-masing lantai tingkat didefinisikan sebagai diafragma kaku.
   Pusat massa lantai tingkat yang merupakan titik tangkap beban gempa statik ekuivalen pada masing-masing lantai diafragma, koordinatnya dapat dilihat seperti pada gambar.

6. Metode Analisis Struktur Terhadap Gempa.
1. Metode Statik Ekuivalen.
2. Metode Analisis Response Spectrum.
3. Metode Analisis Dinamik Time History.

7. Metode Kombinasi Pembebanan.
Semua komponen struktur dirancang memiliki kekuatan minimal sebesar kekuatan yang dihitung berdasarkan kombinasi beban sebagai berikut :
Kombinasi : 1,4.D
Kombinasi : 1,2.D + 1,6.L
Kombinasi : 1,2.D + L_r ± E
;    D = beban mati (Dead load)
;    L = beban hidup (Live load)
;    L_r = beban hidup yang direduksi dengan factor 0,5
;    E = beban gempa (Earthquake)

Input data masing-masing kombinasi beban seperti pada Gambar.
Untuk kombinasi pembebanan gempa dengan metode statik ekuivalen, menurut Tatacara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung (SNI 03-1726-2002) harus dilakukan dengan meninjau secara bersamaan 100% gempa arah X (E_x) dan 30% gempa arah Y (E_y), dan sebaliknya. Dengan demikian kombinasi pembebanan untuk gempa statik ekuivalen menjadi sebagai berikut :
• Kombinasi : 1,2. D + 0,5.L +  Ex + 0,3.E_y
• Kombinasi : 1,2. D + 0,5.L +  E_x - 0,3.E_y
• Kombinasi : 1,2. D + 0,5.L  -  E_x + 0,3.E_y
• Kombinasi : 1,2. D + 0,5.L  -  E_x - 0,3.E_y
• Kombinasi : 1,2. D + 0,5.L + 0,3.E_x + E_y
• Kombinasi : 1,2. D + 0,5.L + 0,3.E_x - E_y
• Kombinasi : 1,2. D + 0,5.L  - 0,3.E_x + E_y
• Kombinasi : 1,2. D + 0,5.L  - 0,3.E_x - E_y
Kombinasi beban tersebut dapat dilihat pada Gambar.

8. Analisis.
1. Parameter Perencanaan Konstruksi Beton.
Sebelum dilakukan analisis struktur, perlu dilakukan penyesuaian parameter perencanaan konstruksi beton menurut American Concrete Institute (ACI 318-99) terhadap Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung (SNI 03-2847-1992). Penyesuaian dilakukan dengan mengubah ketentuan (Options) untuk perencanaan konstruksi beton (Concrete Frame Design) seperti terlihat pada Gambar. Faktor reduksi kekuatan yang digunakan untuk perencanaan konstruksi beton untuk lentur dan tarik diambil 0,8 dan untuk geser diambil 0,75.
2. Asumsi yang digunakan dalam analisis
Analisis struktur dilakukan dengan 6 derajat kebebasan (Degree of Freedom) Full 3D (space-frame) dengan model diafragma lantai kaku baik untuk analisis statik maupun dinamik. Analisis dinamik (Modal Analysis) dilakukan dengan metode Eigen vectors dengan mengambil jumlah mode = 12. Deformasi struktur kecil dan material isotropic, sehingga digunakan analisis linier dengan metode matrik kekakuan langsung (direct stiffness matriks). Dalam hal ini efek P-delta pada kolom sangat kecil sehingga diabaikan.

9. Hasil Analisis.
1. Momen dan Gaya Geser akibat gempa.
Momen akibat gempa arah X dengan metode statik ekuivalen, respons spectrum dan time history seperti terlihat pada Gambar.
Gaya geser akibat gempa arah X dengan metode statik ekuivalen, respons spectrum dan time history seperti terlihat pada Gambar.
Dari ketiga metode analisis dapat disimpulkan bahwa hasilnya tidak jauh berbeda, hanya pada analisis gempa dengan time history memberikan hasil momen dan gaya geser yang lebih besar dibanding cara statik ekuivalen maupun respons spectrum.
2. Pembesian Balok dan Kolom.
Hasil perhitungan pembesian balok dan kolom dengan kombinasi pembebanan yang telah ditetapkan dapat dilihat pada Gambar. Tampak bahwa tak satupun elemen balok atau kolom yang mengalami over strength (OS) yang ditandai dengan warna merah pada elemennya. Dengan demikian secara keseluruhan struktur aman terhadap berbagai macam kombinasi beban gempa yang telah ditetapkan.
Sebagian besar pembesian kolom ditentukan oleh kombinasi dengan beban gempa time history seperti terlihat pada Gambar.
Sebagai contoh cara menetapkan jumlah tulangan kolom berdasarkan hasil design penulangan seperti Gambar, adalah sebagai berikut :
Luas tulangan longitudinal kolom yang diperlukan = 42,250 cm²..
Misal, digunakan tulangan deform D 22, maka luas 1 tulangan = π/4 x 2,2² = 3,801 cm².
Jumlah tulangan yang diperlukan = 42,250 / 3,801 = 11,115 buah.
Maka digunakan tulangan : 12 D 22
Luas tulangan geser kolom arah sumbu kuat = arah sumbu lemah = 0,093 cm².
Misal digunakan tulangan polos P 10,
maka luas sengkang 2 P = 2 x π/4 x 1,0² = 1,571 cm².
Jarak sengkang yang diperlukan = 1,571 / 0,093 = 16,89 cm.
Maka digunakan sengkang : 2 P 10 - 150

Sumber : http://noerilham2010.blogspot.com

Catatan :

Aturan/standarisasi code yang digunakan pada contoh analisis di atas merupakan aturan/standarisasi code yang berlaku pada saat itu. Saat ini, beberapa diantaranya telah mengalami perubahan (di-update), sehingga harus disesuaikan dengan aturan/standarisasi code yang baru.
Diantaranya, yang bisa sahabat download melalui civiliana, yaitu :

• IBC (International Building Code) 2012
• ACI 318M-11 (Building Code Requirements for Structural Concrete)
• Standar Perencanaan Ketahanan Gempa Untuk Struktur Bangunan Gedung [SNI-1726-2002]
• Tata Cara Perhitungan Struktur Beton Untuk Bangunan Gedung [SNI 03-2847-2002] Dilengkapi Penjelasan [S-2002]
• CSi ETABS 9.7.2 free full

Download Link :

Free Download Contoh Analisis Struktur Gedung dengan
ETABS       -   (6,14 MB)