Ebook Aplikasi Perencanaan Gedung dengan ETABS

Perkembangan ilmu teknik sipil dirasakan begitu cepat karena adanya keinginan dan kebutuhan manusia yang semakin meningkat, seperti banyaknya gedung- gedung tinggi, jembatan, bangunan air, dan sarana prasarana lainnya. Sekarang untuk merencanakan semua itu tidaklah menjadi masalah dan bisa dilakukan dengan cepat karena kecanggihan teknologi untuk mendesain berbagai bangunan sipil.

ETABS (Extended Three dimension Analysis of Building Systems) adalah salah satu progam computer yang digunakan khusus untuk perencanaan gedung dengan konstruksi beton, baja, dan komposit. Software tersebut mempunyai tampilan yang hampir sama dengan SAP karena dikembangkan oleh perusahaan yang sama (Computers and Structures Inc, CSI) yaitu salah satu perusahaan pembuat piranti lunak (software) untuk perencanaan- perencanaan struktur. Software- software dari CSI tersebut sudah digunakan oleh ribuan engineer di lebih dari 160 negara.

Ebook ini membahas dengan detail cara mendesain struktur gedung dengan ETABS yang meliputi :

1.  Sistem Struktur
2.  Asumsi yang Digunakan
3.  Peraturan dan Standar Perencanaan
4.  Material Struktur
     4.1. Beton
     4.2. Baja Tulangan
     4.3. Baja Profil

5.  Detail Elemen Struktur
     5.1.  Balok
     5.2.  Kolom
     5.3.  Plat Lantai
     5.4.  Shear Wall
     5.5.  Momen Inersia Penampang

6. Pemodelan Struktur
    6.1.  Penggambaran Elemen Balok
    6.2.  Penggambaran Elemen Kolom
    6.3.  Penggambaran Elemen Plat
    6.4.  Penggambaran Elemen Shear Wall
    6.5.  Pemodelan Pondasi
    6.6.  Kekakuan Sambungan (joint) Balok- Kolom

7.  Denah Struktur
8.  Pembebanan
     8.1.  Kombinasi Pembebanan
     8.2.  Perhitungan Beban Mati
             8.2.1.  Beban Mati pada Plat Lantai
             8.2.2.  Beban Mati pada Plat Atap
             8.2.3.  Beban Mati pada Balok
             8.2.4.  Beban pada Tangga
                        8.2.4.1.  Beban pada Plat Tangga
                        8.2.4.2.  Beban pada Bordes
     8.3.  Beban Hidup
     8.4.  Beban Gempa
             8.4.1.  Perhitungan Gempa Statik Ekuivalen secara Otomatis
                        8.4.1.1.  Lantai Tingkat sebagai Diafragma
                        8.4.1.2.  Waktu Getar Alami (T)
                        8.4.1.3.  Faktor Keutamaan
                        8.4.1.4.  Penentuan Jenis Tanah
                        8.4.1.5.  Perhitungan Beban Gempa Nominal (V)
                        8.4.1.6.  Eksentrisitas Rencana (ed)
              8.4.2. Perhitungan Gempa Statik Ekuivalen secara Manual
                        8.4.2.1.  Perhitungan Berat Gedung (Wt)
                        8.4.1.9.  Input Beban Gempa Statik Ekuivalen
              8.4.3. Analisis Gempa Dinamik Response Spectrum
                       8.4.3.1. Respons Spektrum Gempa Rencana
              8.4.4.  Analisis Gempa Dinamik Time History

9.  Kontrol dan Analisis
     9.1.  Analisis Ragam Respon Spektrum
     9.2.  Partisipasi Massa
     9.3.  Gaya geser dasar nominal, V (Base Shear)
     9.4.   Kinerja Sruktur Gedung
              9.4.1. Kinerja Batas Layan
              9.4.2. Kinerja Batas Ultimit

10. Perhitungan Struktur dengan ETABS
      10.1. Peraturan yang Digunakan
      10.2. EfektivitasPenampang
      10.3. Analisis
      10.4. Penulangan Balok
               10.4.1.  Desain Tulangan Utama Balok
               10.4.2.  Desain Tulangan Geser (sengkang)
               10.4.3.  Desain Tulangan Torsi
               10.4.4.  Kontrol Pesyaratan Balok pada SRPMK
               10.4.5.  Sketsa Detail Penulangan Balok
      10.5. Penulangan Kolom
               10.5.1.  Desain Tulangan Utama Kolom
               10.5.2.  Desain Tulangan Geser Kolom
               10.5.3.  Kontrol Pesyaratan Kolom pada SRPMK
               10.5.4.  Gambar Detail Penulangan Kolom
      10.6. Penulangan Plat Lantai
      10.7. Desain Pondasi
               10.7.1.  Data Tanah
               10.7.2.  Daya Dukung Pondasi Tiang Bor

11. Perhitungan Estimasi Biaya Pekerjaan Struktur

Semua materi tersebut dibahas dalam 123 halaman. Ebook tersebut juga dilengkapi dengan Navigasi Bookmark, sehingga Anda dapat dengan mudah mencari topik atau pembahasan materi yang akan Anda pelajari. Tampilan Ebook tersebut adalah sebagai berikut :

Gambar 1. Ebook Aplikasi Perencanaan Struktur Gedung dengan ETABS
Dilengkapi dengan navigasi bookmark, sehingga memudahkan kita saat akan mencari topik atau pembahasan materi yang akan dipelajari.

Screen shoot analisis Gedung yang ditinjau ditunjukkan sebagai berikut :

Gambar 2. Pemodelan Struktur Gedung Perkantoran 8 Lantai

Pemodelan struktur gedung yang dirancang mampu menahan gempa rencana sesuai peraturan yang berlaku sesuai SNI 03-1726-2002 tentang Tatacara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung. Dalam peraturan ini gempa rencana ditetapkan mempunyai periode ulang 500 tahun, sehingga probabilitas terjadinya terbatas pada 10 % selama umur gedung 50 tahun.

Gambar 3. Pemodelan Diafragma Kaku pada Plat Lantai

Pada SNI Gempa 1726-2002, pasal 5.3.1 disebutkan bahwa lantai tingkat, atap beton dan sistem lantai dengan ikatan suatu struktur gedung dapat dianggap sangat kaku (rigid) dalam bidangnya dan dianggap bekerja sebagai diafragma terhadap beban gempa horisontal. 

Gambar 4. Deformasi Struktur dan Waktu Getar Bangunan untuk Mode 1

Denah, konfigurasi, dan kekakuan struktur harus didesain sedemikian rupa sehingga gedung tidak terlalu fleksible dan waktu getar struktur tidak melebihi standard yang ditetapkan. Selain itu untuk mencegah adanya puntiran (rotasi) gedung pada Mode 1.

Gambar 5. Input Gempa Statik Ekuivalen (Otomatis) dengan Auto Lateral Load

Cara ini dilakukan dengan user coefficient - auto lateral load, dengan memberikan angka faktor respon gempa (C) pada load case gempa arah x dan y, sehingga beban gempa sebesar Fi secara otomatis sudah bekerja pada pusat massa gedung tiap lantai.

 

Gambar 6. Input Beban Gempa Statik Ekuivalen secara Manual pada Tiap lantai

Gaya gempa statik ekuivalen bekerja pada pusat massa bangunan tiap lantai dengan besar 100% arah yang ditinjau dan 30% arah tegak lurusnya. Tinjauan beban gempa dari 2 arah tersebut untuk mengantisipasi datangnya gempa dari arah yang tidak bisa diperkirakan dengan pasti.

 

Gambar 7. Input grafik Respon Spektrum Gempa

Grafik respon spektrum yang diinput berdasarkan zona gempa dan jenis tanah tempat lokasi bangunan berada.

Gambar 8. Input Akselerogram Gempa Dinamik Time History

Perhitungan respons dinamik struktur gedung terhadap pengaruh gempa rencana dilakukan dengan metoda analisis dinamik 3 dimensi berupa analisis respons dinamik linier dan non-linier time histoy (riwayat waktu) dengan suatu akselerogram gempa yang diangkakan sebagai gerakan tanah masukan.   

Gambar 9. Besarnya Simpangan Gedung yang Terjadi Akibat Gempa

Besarnya simpangan yang terjadi harus dibatasi berdasarkan persyaratan batas layan dan batas ultimit untuk mencegah ketidaknyamanan penghuni, keretakan beton, kerusakan struktur dan non struktur.

Gambar 10. Analisis Tegangan pada Plat Lantai

Nilai tegangan yang bekerja pada plat akibat beban hidup dan mati dapat diketahui dengan Shell Stress kemudian besarnya momen yang muncul dapat dianalis untuk desain penulangan plat untuk arah memanjang dan melintang.

Gambar 11. Desain Penulangan Arah Memanjang

Luas tulangan yang dibutuhkan untuk arah memanjang dan melintang dapat diketahui secara otomatis, kemudian dikonversi menjadi berapa banyak jumlah tulangan yang akan digunakan ]sesuai ]ukuran diameter tulangan di pasaran.

 

 Gambar 12. Diagram Interaksi Kolom
Dari diagram interaksi tersebut dapat diketahui hubungan antara momen dengan gaya aksial yang bekerja pada kolom

Gambar 13. Informasi Luas Tulangan, Momen dan Gaya Geser yang Ditinjau
Informasi yang muncul setelah run analisis beberapa dapat dikontrol dengan hitungan manual, jika hasil yang muncul sudah benar/ mendekati, maka selanjutnya output tersebut dapat diolah untuk desain struktur yang meliputi keamanan dimensi, penulangan, dll