Analisis Kuda-Kuda dengan Bantuan Program SAP 2000 Versi 11

4.4. Analisis Kuda-Kuda dengan Bantuan Program SAP 2000 Versi 11

Data mengenai sifat material yang diperoleh dari hasil pengujian laboratorium, selanjutnya dimasukkan ke dalam program SAP 2000 versi 11 untuk memperoleh perbandingan nilai lendutan antara struktur kuda-kuda ST dan struktur kuda-kuda CFT. Data mengenai sifat material dapat dilihat dalam tabel 4.17. berikut:

Tabel 4.17. Nilai Sifat Material Concrete dan Steel

concrete

steel

Berat jenis (kg/m 3 )

2074,91

5518,98 Modulus Elastisitas (MPa)

24536

246422,53 Kuat Tekan (MPa)

26,77

- Tegangan Leleh (MPa)

195,2 Tegangan Putus (MPa)

221,4

Adapun urutan dalam menginput data dalam melakukan analisis dengan SAP 2000 versi 11 adalah sebagai berikut :

Mulai

Desain bentuk Truss

Membuat material baru dengan

menggunakan data-data hasil

pengujian sifat material.

Gambar 4.7. Diagram Alir Analisis SAP 2000 Versi 11

Membuat desain bentuk penampang material (ST : tabung

baja persegi) dan (CFT : tabung baja persegi yang diisi

beton)

Menentukan jenis batang yang digunakan dengan desain material yang telah dibuat

sebelumnya.

Kuda-kuda ST seluruh batang (tarik-tekan) menggunakan tabung baja kosong (ST). Kuda-kuda CFT batang tarik ST dan batang tekan CFT

Pembebanan kuda-kuda ST dan kuda-kuda CFT

Analisis untuk Truss

Membandingkan hasil analisis kuda-kuda ST dengan

kuda-kuda CFT

Selesai

Langkah pertama dalam melakukan analisis dengan SAP 2000 versi 11 adalah membuat desain struktur rangka batang (truss). Dalam analisis ini jenis truss dapat dikategorikan ke dalam jenis Fink. Desain truss dapat dilihat pada Gambar

4.7 berikut :

Gambar 4.8. Desain Truss jenis Fink Bentang 6 meter Langkah kedua membuat material baru (Steel dan Concrete) berdasar data dari

pengujian laboratorium. Data yang dimasukkan meliputi : berat jenis material, modulus elastisitas, poisson ratio, koefisien pemuaian material, Kuat tekan (beton), tegangan leleh dan tegangan putus (baja). Tampilan Material Property Data ditunjukkan Gambar 4.8 berikut :

Gambar 4.9. Tampilan Material Property Data Concrete dan Steel Langkah selanjutnya menentukan jenis batang sesuai dengan desain awal yaitu :

kuda-kuda ST seluruh batang baik batang tarik dan batang tekan menggunakan material ST, sedangkan kuda-kuda CFT batang tarik menggunakan ST dan batang tekan menggunakan CFT.

Gambar 4.10. Kuda-Kuda ST

Gambar 4.11. Kuda-Kuda CFT Setelah menentukan material batang, selanjutnya memberikan pembebanan titik

pada kuda-kuda. Pembebanan ini tidak seperti pembebanan pada kondisi pembebanan sebenarnya yaitu terdapat beban mati, beban hidup dan beban angin. Dalam analisis ini hanya menggunakan satu beban titik saja dikarenakan analisis ini merupakan simulasi untuk menunjukkan bahwa pengisian beton pada tabung tekan member pengaruh. Selain faktor tersebut analisis ini merupakan pengantar penelitian selanjutnya yang akan menguji struktur rangka batang dengan skala penuh.

Gambar 4.12. Pembebanan Titik pada Kuda-Kuda

Langkah akhir yaitu melakukan Run Analysis. Hasil dari Run Analysis dari kedua kuda-kuda selanjutnya dibandingkan untuk mengetahui perbedaaan dari pengaruh pengisian beton. Hasil analisis disajikan dalam Tabel 4.18 berikut :

Tabel 4.18.Perbandingan Nilai Defleksi ( ) ST dan CFT

Beban (kg)

Berdasar data hasil analisis SAP 2000 versi 11, perbandingan nilai defleksi antara kuda-kuda ST dan kuda-kuda CFT maka dapat ditarik kesimpulan bahwa nilai defleksi yang terjadi pada kuda-kuda CFT memiliki nilai yang selalu lebih kecil dibandingkan defleksi yang terjadi pada kuda-kuda ST. Berarti pengisian beton pada batang tekan untuk kuda-kuda CFT memberikan pengaruh untuk memperkecil nilai lendutan untuk struktur kuda-kuda rangka penuh.

Gaya-gaya batang berfungsi untuk menunjukkan bahwa suatu batang telah mencapai pada batas pikul beban maksimum yang diterima, Batas pikul beban tekan maksimum untuk ST dan CFT dapat dilihat Tabel 4.19 berikut:

Tabel 4.19. Beban Tekan Maksimum Untuk Batang ST dan Batang CFT

Beban maksimum

Rata

Beban maksimum Rata

(kg)

(kg)

(kg)

(kg)

Sedangkan untuk batas beban tarik maksimum dapat dihitung dari nilai tegangan leleh hasil pengujian kuat tarik Steel Tube (ST).

BC D D EFB G BHFGCG ( I )+

Dimana F y : Tegangan Leleh hasil pengujian (MPa)

A : Luas Permukaan penampang ST (mm 2 )

BC D D EFB G BHFGCG

BC D D EFB G BHFGCG

BC D D EFB G BHFGCG

= BK

Dari nilai kuat tekan maksimum ST-CFT dan kuat tarik maksimum untuk ST, selanjutnya bisa menentukan batang yang telah mencapai beban tekan dan beban tarik maksimum. Sehingga beban aksial yang bekerja pada struktur rangka batang ketika salah satu gaya batang mencapai maksimum merupakan beban maksimum struktur rangka batang. Gaya batang yang bekerja dapat dilihat pada tabel 4.20 dan 4.21 berikut :

Tabel 4.20. Rekapitulasi Gaya Batang dengan Variasi Pembebanan untuk Struktur Rangka Batang ST

Beban (kg)

Gaya Batang

Gaya Batang Akibat Variasi Pembebanan (kg)

Nomor Panjang

Defleksi ( ) (m) -0,000367 -0,001549

-0,010411 -0,011593

Tabel 4.21. Rekapitulasi Gaya Batang dengan Variasi Pembebanan untuk Struktur Rangka Batang CFT

Beban (kg)

Gaya Batang

Gaya Batang Akibat Variasi Pembebanan (kg)

Nomor Panjang

Defleksi ( ) (m) -0,000352

-0,008327 -0,009265

Dari Tabel 4.20 dan Tabel 4.21 maka dapat disimpulkan bahwa :

1. Kuda-kuda ST mencapai beban aksial tekan maksimum pada pembebanan 3000 kg, karena pada saat pembebanan tersebut batang dengan panjang 0,8275 meter yang dinotasikan dengan nomor batang 18, 19, 20, 21 hampir mendekati batas pikul beban tekan maksimum hasil pengujian batang ST panjang 0,8 meter.

Gambar 4.13. Posisi Gaya Batang Nomor 18,19,20,21

Tabel 4.22. Perbandingan Gaya Batang yang diijinkan dengan Gaya Batang yang Terjadi untuk Kuda-Kuda ST

Panjang Batang (m)

0.8 Gaya Maksimum yang diijinkan (kg)

Gaya akibat pembebanan (kg)

-3580,30 -3579,28 -3575,37 -3574,35

2. Kuda-kuda CFT mencapai beban aksial tekan maksimum pada pembebanan 3900 kg. Untuk kuda-kuda CFT, batang yang mengalami batas pikul beban maksimum adalah batang tarik. Hal ini dikarenakan batang tekan telah diisi dengan beton sehingga batang tekan memiliki kemampuan pikul beban lebih besar daripada kuda-kuda ST. Pada batang tarik dengan panjang 1,125-1,5 meter, gaya tarik yang terjadi telah melewati batas pikul beban tarik

No.Batang Perb.Gaya No.Batang Perb.Gaya

Gambar 4.14. Posisi Gaya Batang Nomor 44,45,46

Tabel 4.23. Perbandingan Gaya Batang yang diijinkan dengan Gaya Batang yang Terjadi untuk Kuda-Kuda CFT

Panjang Batang

Gaya Maksimum yang diijinkan (kg)

+4219 +4219 +4219

1.125-1.5

Gaya akibat pembebanan (kg)

+4216,51 +4233,32 +4239,49

Dari keterangan tersebut, terbukti bahwa pengisian beton mempunyai pengaruh besar terhadap kemampuan pikul beban pada batang tekan. Tetapi sebagai catatan bahwa pada kuda-kuda CFT, batang tarik mendahului mencapai beban maksimum sebelum batang tekan. Sehingga untuk solusi ke depannya dapat memodifikasi batang tarik dengan menggunakan material ST yang lebih tebal daripada material ST untuk batang tekan.

No.Batang Perb.Gaya