KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapkan kepada pujaan alam Allah SWT atas rahmat,

dan nikmat-Nya. Tidak lupa pula shalawat dan salam bagi Nabi akhir zaman,

kekasih Allah dan semua umat beliau yakni Rasulullah Muhammad SAW sebagai

revolusioner yang mana beliau telah membawa perubahan yang sangat besar di

muka bumi ini.

Terima kasih penulis ucapkan kepada segenap rekan yang membantu

penulis baik dalam segi moril maupun materil, sehingga penulis mampu

menyelesaikan modul pembelajaran yang menjelaskan “Langkah Penganalisisan

Pada Gelagar Sederhana”. Juga kepada semua pihak yang telah memberi

dorongan semangat selama pembuatan modul ini.

Penulis berharap modul ini dapat bermanfaat bagi pembaca. Dalam

penulisan modul ini tentu tidak luput dari kekurangan maupun kesalahan, baik

dari segi format dan bahasa maupun penulisannya. Untuk itu penulis mohon maaf

atas segala kekurangannya, dan sangat mengharapkan kritik maupun saran yang

bersifat membangun guna kesempurnaan Modul-modul berikutnya. Semoga

Modul ini ada manfaatnya.

Penulis,

i

DESKRIPSI JUDUL

Modul ini di tulis berdasarkan suatu kegiatan pembelajaran, pada kegiatan

belajar yang ada pada modul ini membahas tentang langkah pengoperasian

program SAP 2000 yang membantu untuk melaksanakan pengnalisisan pada suatu

sturktur gelagar sederhana.

Mulai dari penerapan model struktur, langkah pendefenisian pembebanan,

pemberian beban sampai dengan melihat hasil analisis struktur dengan

menampilkan besar reaksi tumpuan, gaya geser, moment dan gaya normal pada

struktur. Pada modul ini, memang ditujukan kepada pembaca untuk memberikan

kemudahan bagi pembaca dalam melakukan penganalisisan dengan

menggunankan SAP 2000. Dan ini merupakan modul keahlian dasar bagi

pembaca untuk melangkah ke modul berikutnya.

ii

PETA KEDUDUKAN MODUL

Pengoperasian Program SAP 2000

Penentuan Satuan Berat & Panjang

Pemilihan & Penerapan

Model Strutur

Pendefinisian Beban

(Defining Load)

Pemberian Beban Penganalisisan (Analyzing)

Menampilkan Hasil Analisis

Reaksi

Tumpuan Gaya Geser

Gaya

Momen Gaya

Momen

iii

PERSYARATAN PENGGUNAAN MODUL

Agar mempermudah dalam memahami setiap langkah yang tertera pada

modul, ada persyaratan-persyaratan tertentu. Persyaratan tersebut adalah:

1. Siswa sudah mengenali setiap fungsi dari menu yang ada pada menubar

2. Sebelum menggunakan SAP 2000, User (siswa) Harus memahami

perhitungan mekanika secara manual.

3. Menguasai struktur beton, kayu dan baja.

iv

DAFTAR ISI

KATA PENGHANTAR................................................................................... i

DESKRIPSI JUDUL........................................................................................ ii

PETA KEDUDUKAN MODUL...................................................................... iii

PERSYARATAN PENGGUNAAN MODUL................................................. iv

DAFTAR ISI.................................................................................................... v

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL.......................................................... vi

TUJUAN AKHIR............................................................................................. vii

Analisis Pada Gelagar (Beam) Sederhana........................................................ 1

I. Pengoperasian Program........................................................................ 1

II. Analisis Kasus....................................................................................... 2

Penyelesaian Contoh Kasus.............................................................................. 3

A. Penerapan Model Struktur.................................................................... 3

B. Pendefinisian Pembebanan................................................................... 4

C. Pemberian Beban.................................................................................. 5

D. Penganalisisan dan Menampilkan Hasil Analisis................................. 10

1. Untuk Melihat Besar Reaksi Tumpuan........................................... 10

2. Untuk Melihat Besar Gaya Geser................................................... 12

3. Untuk Melihat Besar Gaya Moment............................................... 13

Latihan.............................................................................................................. 15

Kunci Jawaban.................................................................................................. 16

v

TUJUAN AKHIR

1. Kinerja yang diharapkan

Setelah mempelajari dan memahami setiap bagian pada modul ini,

diharapkan User (siswa) dapat menjadikan kegiatan belajar ini sebagai Life

skill dan sebagai bekal keahlian untuk siswa terjun dalam dunia konstruksi

dan perhitungannya.

2. Kriteria Keberhasilan

a. User (Siswa) dapat menetapkan model struktur sesuai dengan

struktur yang ada dan dengan ukuran yang benar.

b. User (siswa) dapat mendefinisikan beban dan gaya-gaya yang

berkerja pada struktur.

c. User (siswa) dapat memberikan atau menerapkan pembebanan

pada struktur.

d. User (siswa) dapat menganalisis dan melihat hasil dari analisis

yang sudah dilakukan.

vii

Modul Analisis Struktur 1

Analisis Pada Gelagar (Beam) Sederhana

I. Pengoperasian SAP 2000.

Pengoperasian SAP 2000 sangat sederhana jika User (siswa) sering

menggunakan atau mengulang dan memahami setiap fungsi dari elemen2 yang

terdapat pada tampilan program tersebut. Untuk pengoperasiannya, pertama kali,

cukup duble klik Icon programnya. Atau klik START dan pilih menu SAP 2000.

Icon SAP 2000

Setelah program ini dioperasikan, akan muncul tampilan seperti berikut ini:

1

2

3

4

Keterangan:

1. Menubar yang terdiri dari, File, Edit, View, Difine, dan lain-lain yang

berfungsi sebagai tempat menemukan perintah-perintah yang dapat

membantu dalam pengoperasian dari program ini.

2. Toolbar, merupakan tombol perintah yang sesuai dengan jenis kebutuhan

dalam penganalisisan.

3. Layar/bidang kerja, tempat User (siswa) menerapkan model struktur dan

melihat hasil dari analisis.

1

4. Scalebar, tempat menentukan satuan yang akan digunakan.

II. Analisis Kasus.

Analisis gelagar ini diumpamakan pada bentang jalan yang ada pada

jembatan. Pada jembatan terdapat gaya atau beban yang bekerja, beban tersebut

adalah: Beban mati, beban hidup dan beban gempa.

Dengan menggunakan SAP ini User (siswa) dapat mengetahui langsung besar

reaksi yang diakibatkan oleh gaya-gaya tersebut. Mulai dari reaksi tumpuan, besar

gaya normal, gaya lintang (geser), dan gaya moment.

Contoh Kasus:

Diketahui konstruksi gelagar dengan gaya-gaya yang bekerja, seperti gambar

berikut ini, perhitungan dengan mengabaikan berat sendiri konstruksi:

Data dari gambar:

- L = 4.50 m

- q (beban mati) = 5 ton/m

- P1 (Beban hidup) bekerja pada awal bentang, tengah bentang dan ujung

bentang = 650 kg

- P2 (beban gempa) = 5.5 ton

Ditanya:

a. Reaksi Tumpuan akibat DL, LL dan EQ.

b. Gaya geser akibat DL, LL, dan EQ.

c. Moment maksimum akibat DL, LL dan EQ.

L

2

Penyelesaian Contoh Kasus:

A. Penerapan Model Struktur

1. Operasikan program SAP2000

2. Setelah masuk ketampilan awal, sebelum menetapkan model Struktur user

(siswa) harus menetapkan satuan yang ingin digunakan. Dengan cara:

a. Lihat pada pojok kanan bawah pada tampilan program SAP 2000,

b. Ubah satuan awal menjadi satuan yang diinginkan (ex: Ton-m)

3. Setelah satuan telah ditetapkan, User (siswa) dapat menetapkan model

struktur. Untuk menetapkan model Struktur, ikuti langkah-langkah

berikut ini:

a. Klik File

b. Pilih New model from template

c. Dari Menu tersebut, terdapat banyak model struktur. Untuk model

struktur gelagar, klik gambar seperti

d. Setelah User memilih sket model struktur, akan muncul tampilan baru

seperti berikut ini:

e. Pada kolom Number of Span (Jumlah Bentang) ketikkan 1, karena

pada contoh kasus hanya ada 2 tumpuan dengan 1 bentangan. Jika

diketahui banyak bentang adalah 2, maka pada kolom ketikkan angka

sesuai dengan banyak bentang yang ada.

f. Pada Span Length (panjang bentang), pada contoh kasus L= 4,50 m.

g. Setelah kedua kolom sudah berisikan data sesuai dengan model

struktur, klik Ok untuk menampilkan pada layar tampilan.

Maka hasil tampilannya adalah sebagai berikut:

3

1 2

Akan muncul 2 jendela sekaligus, 1) merupakan tampilan tiga dimensi dan 2)

tampilan tampak depan yang sesuai dengan sumbu koordinat (x-z). user dapat

menutup (close) salah satu tampilan. Dan memilih tampilan dengan kode sumbu

koordinat yang dilingkar merah. Tampilan atas (x-y), depan (x-z) dan samping

(y-z). Namun dalam perhitungan sederhana seperti ini, utamakan tampilan yang

menampilkan tampak depan (x-z) dari konstruksi.

B. Pendefinisian Jenis Pembebanan

Tahap berikutnya, lakukan pendefinisian beban yang bekerja pada

konstruksi. Ikuti langkah-langka berikut ini:

a. Klik Define

b. Kemudian klik Static Load Case, untuk memberikan pelabelan beban.

Setelah user meng-klik option tersebut, akan muncul tampilan baru

seperti berikut:

4

c. Pada kolom Load (beban), merupakan penamaan atau kode untuk

salah satu beban. Ex: DL (untuk beban mati), LL (untuk beban hidup)

dan EQ (untuk beban gempa). Penamaan ini dapat bervariasi,

tergantung dari pemahaman User terhadap kode atau nama yang

ditetapkan sendiri.

d. Kolom type (jenis), merupakan penggolongan dari beban yang ingin

ditampilkan. Ex: DL dengan Type : DEAD (mati), LL dengan type:

LIVE (hidup) dan EQ dengan Type: QUAKE (gempa).

e. Pada self weight multiplier, karena beban sendiri diabaikan maka

seluruh beban memiliki faktor sama dengan 0 (nol)

f. Setelah pendefinisian selesai dilakukan, klik Ok untuk mengakhiri

tahap pendefinisian beban.

C. Pemberian Beban

Berikut, merupakan tahap pemberian beban. Pahami langkah-langkah

berikut ini:

a. Untuk memberikan beban, user harus memahami jenis dan lokasi

pembebanan pada model struktur contoh kasus. Seperti, beban merata

(beban mati) membebani sepanjang bentang. Beban titik untuk

beban hidup pada ujung bentang, tengah bentang dan pangkal

bentang. Beban gempa terjadi pada tumpuan sendi.

b. Untuk beban merata, user harus menandai bentang terlebih dahulu

dengan cara klik kiri pada bentang yang ingin diberikan beban.

Maka bentang tersebut akan menjadi garis putus-putus

c. Kemudian klik Assign

d. Pilih Frame Static Load, pada option ini terdapat 5 jenis teknik

pembebanan. Untuk beban merata semetris, user harus memilih Point

and uniform (titik dan seragam). Maka akan muncul tampilan baru

seperti berikut:

5

e. Pada kolom Load case name terdapat 3 jenis beban yang sudah

didefinisikan sebelumnya. Jika pendefinisian belum dilakukan,

maka pada Load Case Name hanya terdapat satu jenis beban

dengan kode LOAD1. Beban merata merupakan beban mati dengan

kode yang sudah ditetapkan adalah DL, maka user harus pastikan

pada kolom tersebut tertera kode DL!

f. Pastikan pada Load Type and Direction sudah menandai Force dan

direction Global-Z, karena pembebanan bekerja searah sumbu z

(vertical). Pada option beri tanda untuk Add to existing Load.

g. Abaikan Point Load, karena kolom yang ada pada Point load tersebut

dibutuhkan jika user ingin memasukkan beban titik pada bentang.

Untuk beban merata, user mengetikkan besar beban pada kolom

Uniform Load. Pada contoh kasus, beban merata diketahui sebesar

5t/m dengan nilai negative(-). Karena arah global-Z sesuai dengan

koordinat pada umumnya, jika mengarah keatas maka bernilai positive

(+) dan kebawah bernilai negative (-). Klik Ok untuk mengakhiri

pembebanan DL. Maka hasilnya seperti berikut ini:

6

h. Beban titik, tandai terlebih dahulu bentang dengan langkah yang sama

dengan sebelumnya. Sama dengan langkah beban merata, pilih point

and uniform. Untuk option, Load and direction tetap sama dengan

beban merata. Yang berbeda, ubah kode DL menjadi LL, karena

beban titik yang bekerja pada bentang merupakan beban hidup. Lihat

pada kolom uniform, jika masih ada nilai pada kolom tersebut. User

harus meniadakan terlebih dahulu sebelum memasukkan nilai pada

Bagian point load.

i. Beban titik bekerja pada tiga titik pada bentang, perhatikan bagian

point load dengan mode Relative Distance from End-I:

Terdapat 4 kolom Distance (jarak) dan 4 kolom Load (beban), ini berarti pada

jarak 0 (pangkal bentang) memiliki beban sebesar 650 kg = 0,65 t. jarak 0,5

(tengah bentang) juga memiliki beban sebesar 0,65 t dan pada jarak 1 (ujung

bentang) memiliki besar beban 0,65 t.

Relative Distance from End-I, ini merupakan penerapan pemberian jarak dengan

faktor pengali. Ex: distance = 0, sama artinya (4,5 x 0 = 0) berarti pangkal

bentang. Distance = 0,5 berati 4,5 x 0,5 = 2,25 tengah bentang. Distance = 1

berarti 4,5 x 1 = 4,5 berarti ujung bentang.

j. Jika dengan Absolute Distance from End-I:

Perbedaan dengan Relative, distance (jarak) yang digunakan untuk Absolute

adalah jarak yang sebenarnya. Ex: jika beban berada pada jarak 2m maka ketikkan

7

pada kolom distance (jarak) angka 2 (dua). Klik Ok untuk mengakhiri

pembebanan titik, maka hasil pada tampilan layar pengerjaan seperti berikut:

k. Beban gempa, tandai terlebih dahulu joint (tumpuan) yang menerima

beban tersebut.

l. Kemudian klik Assign, pilih Joint Static Load. Klik force, maka akan

muncul tampilan baru seperti berikut ini:

Pastikan User telah menandai Add Existing Load pada bagian option dan

mengganti Load Case Name dengan kode EQ. Karena beban gempa bekerja

secara horizontal, yang searah dengan sumbu-X, maka User mengetikkan besaran

gaya pada kolom Force Global-X sebesar 5,5 ton (sesuai dengan Contoh kasus).

Jika sudah klik Ok untuk mengakhiri pembebanan, maka hasilnya seperti berikut:

8

Pembebanan dengan 3 jenis gaya tersebut tidak dapat di tampilkan sekaligus,

karena SAP 2000 hanya bisa menampilkan satu beban sesuai dengan

golongannya. Namun saat analisis ketiga gaya tersebut akan termasuk ke dalam

perhitungan.

9

D. Penganalisisan dan Menampilkan Hasil Analisis

Setelah langkah-langkah diatas sudah dilaksanakan sesuai dengan

panduan, berikutnya penganalisisan. Dengan cara menekan tombol F5

pada keyboard. Tunggu proses selesai klik Ok. Maka tampilan akan seperti

berikut ini:

Tampilan ini merupakan tampilan deformasi yang dikibatkan oleh gaya DL.

1. Untuk melihat besar Reaksi Tumpuan:

a. Klik menu Display, kemudian pilih Show Element Force. Klik Joint

(tumpuan), maka akan muncul tampilan baru seperti berikut:

Kolom Load menandakan DL Load Case. Ini mengartikan besaran reaksi

tumpuan yang diakibatkan oleh gaya DL. Dan pastikan type sudah menandai pada

10

option Reaction. Klik Ok untuk melihat hasil analisisnya, maka tampilannya akan

seperti berikut:

Dari gambar dapat diketahui RA= 11, 25 ton-m dan RB=11, 25 ton-m. Untuk

reaksi tumpuan yang diakibatkan LL dan EQ, User tinggal mengubah Load

dengan LL Load Case Untuk reaksi tumpuan yang diakibatkan oleh gaya LL

begitu juga untuk EQ.

Jadi pertanyaan “a” dapat di jawab:

a. Reaksi Tumpuan akibat DL:

- RA= 11, 25 ton-m

- RB= 11, 25 ton-m

b. Akibat LL:

- RA= 0,98 ton-m

- RB= 0,98 ton-m

c. Akibat EQ:

- RA= 0

- RB= 0

EQ tidak menghasilkan reaksi tumpuan karena beban gempa bekerja secara

horizontal. Sedangkan reaksi tumpuan itu merupakan gaya yang melawan gaya

tekan sacara vertikal.

11

2. Untuk melihat besar Gaya geser

a. Klik menu Display, kemudian pilih Show Element Force. Klik Frame

(batang), maka akan muncul tampilan baru seperti berikut:

Keterangan:

- Axial force: untuk menampilkan besar gaya normal pada batangan

- Shear 2-2: untuk menampilkan besar gaya geser pada model 2 dimensi

- Shear 3-3: untuk menampilkan besar gaya geser pada model 3 dimensi

- Torsion: untuk menampilkan besar gaya punter

- Moment 2-2: untuk menampilkan besar gaya moment pada model 3

dimensi

- Moment 3-3: untuk menampilkan besar gaya moment pada model 2

dimensi

b. Untuk menampilkan besar gaya geser, perhatikan terlebih dahulu

model struktur yang sudah ditetapkan. Dari contoh kasus, model

adalah 2 dimensi. Maka tandai Share 2-2.

c. Hilangkan tanda centang pada Fill Diagram, kemudian beri centang

pada Show Value on Diagram. Ini dilakukan untuk dapat melihat

besaran gaya dengan angka, jika centang tetap pada fill diagram,

besaran gaya hanya berupa gambar tanpa angka.

d. Klik Ok untuk melihat hasilnya, maka tampilan hasilnya akan seperti

berikut ini:

12

Dari gambar tersebut, merupakan gaya geser yang diakibatkan oleh DL dengan

gaya geser maksimal di tumpuan sendi sebesar 11,25 ton dan begitu juga pada

tumpuan roll. Untuk melihat besar gaya geser yang diakibatkan oleh LL dan EQ,

User cukup mengganti LOAD menjadi LL Load Case dan EQ load Case.

Dengan ini pertanyaan “b” dapat terjawab:

a. Gaya Geser Maksimal akibat DL sebesar 11,25 ton

b. Gaya Geser Maksimal akibat LL sebesar 0,33 ton

c. Sedangkan EQ tidak menimbulkan gaya geser sama sekali, karena EQ

bekerja secara Horizontal.

3. Untuk melihat gaya moment:

a. Langkah untuk melihat hasil analisis ini sama dengan langkah untuk

menampilkan besar gaya geser, namun User tadak lagi menandai

Share 2-2, tapi user harus menandai moment 3-3. Langkah berikutnya

user cukup mengganti Jenis beban Pada kolom Load, untuk melihat

gaya momen yang diakibatkan beban yang berbeda.

Dan jawaban “c” terjawab sudah:

a. Gaya moment maksimal akibat DL sebesar 2,66 t/m

b. Gaya moment maksimal akibat LL sebesar 0,73 t/m

13

c. Sedangkan EQ tidak menimbulkan gaya momen sama sekali, karena EQ

bekerja secara Horizontal.

Dari reaksi tumpuan hingga gaya momen, EQ tidak memberikan nilai sama

sekali. Apakah EQ tidak memberikan gaya berarti pada konstruksi?

Sebenarnya EQ juga member pengaruh terhadap konstruksi, namun gaya

tersebut adalah daya normal sebesar 5,5 ton.

Dari setiap langkah dan tahap tadi, semoga user dapat memahaminya dan

menguasai semua teknik mulai dari penerapan model struktur, pendefinisian

beban, pemberian beban dan penganalisisan.

14

Latihan.

Diketahui konstrksi seperti di bawah ini,

Data dari gambar:

- L = 12,35 m

- q (beban mati) = 3498 kg/m

- P1 (Beban hidup) bekerja pada awal bentang, tengah bentang dan ujung

bentang = 550 kg

- P2 (beban gempa) = 2500 kg

Ditanya:

a. Besar Reaksi Tumpuan akibat DL, LL dan EQ.

b. Besar Gaya geser akibat DL, LL, dan EQ.

c. Besar Moment maksimum akibat DL, LL dan EQ.

L

15

III. Kunci Jawaban

a. Besar Reaksi Tumpuan

1. Reaksi Tumpuan akibat DL:

- RA= 21600,15 Kg-m

- RB= 21600,15 Kg-m

2. Akibat LL:

- RA= 825 Kg-m

- RB= 825 Kg-m

3. Akibat EQ:

- RA= 0

- RB= 0

b. Besar Gaya Geser

1. Gaya Geser Maksimal akibat DL sebesar 21600,15 kg

2. Gaya Geser Maksimal akibat LL sebesar 275 kg

3. Sedangkan EQ tidak menimbulkan gaya geser sama sekali, karena

EQ bekerja secara Horizontal.

c. Besar Gaya Momen

1. Gaya moment maksimal akibat DL sebesar 66690,46 kg/m

2. Gaya moment maksimal akibat LL sebesar 1698,13 kg/m

3. Sedangkan EQ tidak menimbulkan gaya momen sama sekali,

karena EQ bekerja secara Horizontal.

16