. PENGGUNAAN PROGRAM KOMPUTER DALAM TEKNIK BANGUNAN
. Aplikasi Komputer dalam Teknik Bangunan
. Aplikasi Program MS Office dalam Teknik Bangunan
2.3. Aplikasi program MS Project dalam Teknik Bangunan
2.4. Aplikasi program STAAD/Pro dalam Teknik Bangunan
STAAD/Pro merupakan perangkat lunak (software) yang diperuntukkan
untuk semua aspek yang berhubungan dengan suatu bentuk-bentuk
struktur keteknikan, model-model pengembangan, analisa, desain serta
visualisasi hasil. Perangkat lunak STAAD/Pro ini adalah merupakan
pengembangan dari Research Engineers Inc. (REI), California USA dalam
membantu para ahli teknik untuk menganalisa model-model struktur yang
berkaitan dengan perhitungan statikanya baik dalam statis tertentu maupun
statis tak tentu. Selain itu terdapat fasilitas desain struktur untuk desain
struktur beton, baja, maupun struktur kayu, dengan berbagai standar
perencanaan dari berbagai negara yang representatif
2.4.1. Wawasan Struktur sebagai dasar Penggunaan STAAD/Pro
a) Model Struktur STAAD/Pro
Model adalah suatu piranti yang digunakan untuk menampilkan suatu
bentuk sederhana yang nyata. Contoh peta jalan adalah suatu model yang
menampilkan suatu deretan yang rumit dari jala. Dalam bentuk simbol-simbol
sehingga memungkinkan untuk menguji berbagai jalur di atas peta
daripada melakukan uji coba dengan mengendarai mobil. Dalam model
struktur, dapat diuji tegangan/regangan akibat suatu pembebanan sehingga
kita dapat merencanakan atau mendimensi struktur bangunan tersebut
secara tepat.
Secara umum terdapat 2 jenis model yaitu model fisik/skala dan
model matematis. Model fisik memberikan informasi melalui pengukuran dari
model yang diskala, sedangkan model matematis memberikan informasi
% Comp.
melalui komputasi. Pemilihan penggunaan salah satu model ini pada
umumnya adalah:
a. Model matematika dapat mencakup ruang lingkup yang luas tetapi
memberikan detail yang kecil fenomena fisik.
b. Model skala dapat mencakup ruang lingkup yang relatif kecil sehingga
dapat memberikan informasi yang lebih detail.
Keuntungan dan kerugian pemilihan dari kedua model di atas tergantung
pada bidang aplikasi masing-masing, bahkan kadang kal dikombinasikan.
a) Elemen Hingga (Finite Element)
Elemen hingga adalah suatu metode analisa numeris untuk
memperoleh solusi pendekatan pada berbagai bidang engineering.
Timbulnya metode numeris ini karena sulitnya menyelesaikan persamaan
analitis (exact solution) dari suatu permasalahan. Konsep dasar elemen
hingga adalah diskritisasi yaitu membagi suatu struktur menjadi beribu-ribu
bahkan bisa berjuta-juta elemen atau dengan kata lain tidak tak terbatas.
b) Penggunaan Matriks untuk Solusi Persamaan.
Intinya adalah bagaimana kita mendapatkan matriks kekakuan dari
suatu struktur. Kekakuan yang dimaksud adalah kekauan global yang terdiri
dari gabungan dari kekakuan setiap elemen penyusun dari struktur
(kekakuan elemen).
c) Pengertian Derajat Kebebasan
DOF (degree of freedom) dapat didefinisikan sebagai suatu kondisi
bebas tidaknya suatu joint atau titik dengan objek kebebasan berupa
perpindahan dan perputaran. Sehingga setiap joint dapat ditulis berdasarkan
kebebasan bergerak dalam 3 dimensi yang berarti terdiri dari 6 komponen
yaitu 3 komponen displacement dan 3 komponen rotasi.
d) Penentuan Tumpuan Berdasarkan DOF (Restraint)
* Tumpuan sendi
Berdasarkan kesepakatan maka untuk tumpuan sendi didefinisikan
sebagai joint yang tidak bisa berpindah dalam arah x dan y, tapi
berputar dalam arah z.
* Tumpuan rol
Untuk tumpuan rol didefinisikan sebagai joint yang tidak bisa
berpindah ke arah y saja, tapi berpindah ke arah x dan berputar ke
arah z.
e) Macam-Macam Struktur jika Ditinjau dari DOF
Dengan menganut prinsip terjadi tidaknya perpindahan dan
perputaran maka jenis struktur secara umum dapat dibagi menjadi berbagai
jenis antara lain:
a. Balok (beam)
Satu joint hanya terdapat 2 DOF yaitu bebas berpindah ke arah y dan
berputar ke arah z.
b. Rangka Batang (plane truss)
Satu joint hanya terdapat 2 DOF yaitu bebas berpindah ke arah x dan y.
c. Portal Bidang (plane frame)
Satu joint hanya terdapat 3 DOF yaitu bebas berpindah ke arah x dan y,
dan berputar ke arah z.
d. Balok Silang (grid)
Satu joint hanya terdapat 3 DOF yaitu bebas berpindah ke arah y dan
berputar ke arah x dan z. Putaran arah x menimbulkan gaya torsi,
putaran ke arah z menimbul momen lentur dan perpindahan ke arah y
menimbulkan gaya geser.
e. Rangka Batang Ruang (Space Truss)
f. Portal Ruang (Space frame)
g. Plat lentur (plate bending)
h. Plat tipis (membran)
i. Plat lentur + palt tipis (Flat shell)
j. Cangkang tebal
k. Plane stress dan plane strain
f) Pengertian Sumbu Lokal dan Sumbu Global
Pemahaman terhadap sumbu lokal maupun global sangat diperlukan
guna menghindari kemungkinan kesalahan arah pembebanan terutama
akibat beban gravitasi dan beban angin. Sumbu lokal berkaitan dengan
masing-masing elemen (member) seedangkan sumbu global berkaitan
dengan struktur secara keseluruhan. Sebagai panduan sumbu lokal dipakai
aturan tangan kiri, kesepakatan: arah jari telunjuk (arah x) adalah untuk arah
memanjang dari batang/member/elemen, ibu jari (arah y) adalah untuk arah
melintang dari member yang akan menimbulkan gaya lintang sedangkan jari
tengah adalah arah menembus bidang pandang (arah z) yang akan
menimbulkan gaya momen (putaran).
Sumber: Pengantar STAAD/Pro 2004
z x y 2 1 Sumbu Lokal
Satu hal lagi yang perlu diperhatikan adalah pemberian nomor
elemen pada batang/member. Usahakan penomorannya menggunakan satu pola misalkan no. elemen 1 dibatasi oleh no. joint 1 dan 2, kemudian no.
elemen 2 dibatasi oleh no. joint 2 dan 3, hindari penomoran (misalnya) no.
elemen 2 dibatasi oleh no. joint 3 dan 2. Jika pola penomoran diberikan
berbeda maka dikhawatirkan akan terjadi penafsiran respon yang berbeda
dan bisa membingungkan.
Sumber: Pengantar STAAD/Pro 2004
2.4.2. Perjanjian dasar untuk program STAAD/Pro
Sebelum menjalankan aplikasi STAAD/Pro lebih lanjut, terlebih
dahulu perlu dipahami permasalahan perjanjian tanda yang merupakan hal
yang paling mendasar.
* Sumbu Global selalu diawal dengan hurup G didepan
sumbu.(GX,GY,GZ).
* Sumbu lokal dinotasikan dengan hurup X,Y,Z. Sumbu polar
dinotasikan dengan PX,PY,PZ
GY (+)
GX(+)
GZ(+)
Gambar Arah sumbu dan perjanjian tanda
Sumber: Pengantar STAAD/Pro 2004
X
Z
Y
x
y
z
Sumbu Global
Sumbu lokal
2.4.3. Menjalankan program STAAD/Pro
STAAD/Pro adalah program yang sangat sederhana dan akrab
digunakan. Masukan data dapat dilakukan baik secara grafis maupun
dengan menulis perintah-perintah dengan bahasa inggris dan tidak
diperlukan pengetahuan khusus dalam mempelajari perintah-perintahnya.
Untuk memulai program STAAD/Pro maka dilakukan langkahlangkah
sebagai berikut : Pilih ikon dengan tulisan STAAD di bawah,
kemudian di klik kiri sebanyak 2 kali, maka pada layar monitor anda akan
muncul tampilan seperti pada gambar.
Sumber: STAAD/Pro 2004
2.4.4. Deskripsi problem
Sebagai langkah awal problem adalah sebuah struktur gelagar
sederhana :
Struktur yang akan dibuat adalah sebuah gelagar sederhana beton dengan
bentang 5 m, perletakan yang dipakai adalah sendi dan rol. Beban sendiri
dari beban merata sepanjang gelagar sebesar 1000 kg/m, ukuran balok
gelagar adalah 60/40
2.4.5. Membuat Suatu Struktur Baru
Untuk membuat struktur baru, pilih Menu File New maka pada layar
monitor akan muncul tampilan seperti pada gambar.
Sumber: STAAD/Pro 2004
Pada layar monitor terdapat dua kotak kotak dialog yang harus diisi sebagai
informasi umum mengenai struktur yang akan dibuat (gambar). Karena
struktur yang akan dibuat adalah struktur bidang maka pilih plane pada
kotak dialog box Structure Type. Pada kotak dialog Title, isi dengan judul
proyek yaitu GELAGAR SEDERHANA. Setelah dilengkapi, selanjutnya
tekan tombol Next, maka pada layar monitor akan muncul :
Gambar Kotak dialog pemilihan model struktur
Sumber: STAAD/Pro 2004
Selanjutnya kotak dialog yang muncul dilayar monitor adalah kotak dialog
untuk memilih satuan yang akan digunakan dalam struktur (gambar).
Pilih satuan panjang (length Unit) dalam Meter, dan satuan gaya (Force
Unit) dalam Kilogram. Tekan tombol Next maka pada layar monitor
kemudian akan muncul kotak dialog yang memberikan informasi mengenai
pilihan-pilihan sebelumnya. Tekan tombol Finish jika sudah yakin.
Gambar Kotak dialog pemilihan unit satuan
Sumber: STAAD/Pro 2004
Setelah langkah-langkah tersebut, maka pada tampilan program STAAD/Pro
adalah seperti pada gambar.
Sumber: STAAD/Pro 2004
Menu bar
Toolbar
Page
Control
Main
Window
Elemen penting dari tampilan program adalah:
* Menu bar: terletak pada bagian teratas layar. Menu bar memberikan
akses ke seluruh fasilitas STAAD/Pro
* Toolbar: memberikan akses untuk perintah-perintah yang sangat sering
digunakan.
* Main Window: daerah untuk menampilkan model dan hasil
* Page Control: serangkaian tanda-tanda perintah yang akan melaksanakan
perintah-perintah tertentu.
2.4.6. Membuat File Input dengan Metode Grafis (Graphical User Interface)
a) GEOMETRY
Fungsi: untuk membuat struktur berupa batang (member) dengan
terlebih dahulu mendefinisikan koordinat tiap titik buhulnya
(joint)
JOINT COORDINATESProsedur
1 0. 0. 0.;2 5. 0. 0.
MEMBER INCIDENCES
1 1 2
1. Pilih Geometry pada Page Control
2. Close Snap/Node Beam
3. Ketik node ke 1 dengan (x,y,z) : 0,0,0 dan node ke 2 dengan : 5,0,0
4. Ketik Beam ke 1 untuk node A = 1 dan node B = 2
Sumber: STAAD/Pro 2004
b) PROPERTY
Fungsi: Untuk mendefinisikan bentuk dan dimensi penampang member
MEMBER PROPERTY AMERICAN
1 PRI YD 0.6 ZD 0.4
Prosedur :
1. Klik batang (member) dengan tombol mouse bagian kiri sampai muncul warna merah
2. Pilih General pada Page Control
3. Pilih Property pada Page Control
4. Pilih Define pada kotak dialog Property
5. Pilih Rectangle pada kotak dialog Prismatic Property
6. Ketik YD = 0.6 dan ZD = 0.4
7. Matikan Material dengan mengklik pada bagian check point
8. Tekan tombol Assign
Sumber: STAAD/Pro 2004
c) CONSTANTS
Fungsi: Untuk mendefinisikan konstanta bahan
CONSTANT E
CONCRETE ALL
Prosedur
1. Klik batang (member) dengan tombol mouse bagian kiri sampai muncul warna merah
2. Tekan tombol Command dari Menu Bar
3. Pilih Material Constants, dan selanjutnya pilih Elasticity
4. Pilih Concrete
5. Selanjutnya tekan tombol OK
Sumber: STAAD/Pro 2004
d) SUPPORTS
Fungsi: Untuk mendefinisikan jenis perletakan yang akan dipakai
dalam struktur
SUPPORTS
1 FIXED BUT FX FZ MX MY MZ
2 PINNED
Prosedur
1. Pilih Support pada Page Control
2. Klik node ke 1 dengan mouse
3. Pilih Add pada kotak dialog Support
4. Pilih Fixed But
5. Klik Cross Check pada kotak dialog Release di FX,FZ,MX,MY,MZ (rol)
6. Tekan tombol Assign
7. Untuk peletakkan sendi di node ke 2 , prosedur ke 2 di ganti dengan node ke 2 sedangkan prosedur ke 4 diganti dengan memilih Pinned (sendi)
Sumber: STAAD/Pro 2004
e) LOADS
Fungsi: Untuk mendefinisikan beban yang bekerja pada struktur
LOADS 1 BEBAN MATI
MEMBER LOAD
1 UNI GY –100 0. 5. 0.
Prosedur
1. Pilih Load pada Page Control
2. Ketik BEBAN MATI pada kotak dialog Title dan diakhiri dengan menekan tombol OK
3. Klik batang (member) dengan tombol mouse bagian kiri sampai muncul warna merah
4. Pilih Member pada kotak dialog Load Specification
5. Pilih Uniform Forces pada kotak dialog Beam Loads
6. Ketik W1 = -100 dan d2 = 5
7. Tekan tombol Assign
Gambar Penentuan definisi beban-beban struktur
f) ANALYSIS
Fungsi: Menentukan jenis analisa yang akan dipakai untuk menganalisa struktur yang telah dibuat.
PERFORM ANALYSIS PRINT ALLProsedur :
1. Pilih Command/ Analysis/ Perform Analysis
2. Pilih All dan diakhiri dengan tombol OK
Sumber: STAAD/Pro 2004
g) MENGESEKUSI MODEL
Untuk mengeksekusi nalisa model dilakukan dengan memilih menu
analysis dari Menu Bar, dan selanjutnya memilih STAAD Analysis dari
kotak dialog Select Analysis Engine.
h) MELIHAT OUTPUT
Untuk melihat output hasil perhitungan dapat dilakukan dengan dua
cara yaitu :
1. Untuk melihat hasil perhitungan dalam bentuk tabel, dapat
dilakukan melalui File/View/Output File/STAAD Output
2. Untuk melihat hasil perhitungan secara grafis dapat melalui Toolbar
Post Processing.
2.4.7. Membuat File Input dengan Text Editor
Pada tahap pertama, akan dibuat file input melalui text editor. Pilih
menu Edit kemudian pilih option Edit Command File
Sumber: STAAD/Pro 2004
Setelah masuk ke option Edit Command File, maka dilayar monitor
akan muncul layar editor sebagai berikut.
Sumber: STAAD/Pro 2004
Langkah pertama adalah menulis baris perintah. Antara baris
perintah dan parameter input dibedakan dengan warna text secara otomatis.
Apabila kita menulis baris perintah (command file) secara otomatis akan
berwarna merah dan apabila menulis parameter input secara otomatis akan
menjadi warna hitam.
2.4.8. Contoh aplikasi STAAD Plane Gelagar Sederhana
Setiap inputan selalu diawali dengan STAAD. Kata plane adalah
menunjukkan bahwa struktur yang akan dibuat merupakan sebuah struktur
plane frame. selanjutnya untuk mengingat inputan yang sedang dibuat,
dapat ditulis ‘komentar’ sebagai tambahan pada baris perintah.
a) INPUT WIDTH 72
Ini menunjukkan bahwa lebar input yang bisa diakses oleh layar editor
adalah sebesar 72 karakter
b) UNIT METER KG
Mendefinisikan satuan panjang dan satuan massa yang akan digunakan
c) JOINT COORDINATES
1 0. 0. 0. ; 2 5. 0. 0.
Untuk mendefinisikan koordinat tiap titik (joint) dari struktur yang akan
dibuat dengan menggunakan sumbu global x dan y dengan penulisan
sumbu (x,y,z). Tanda semi colon (;) adalah sebagai pembatas antara
koordinat yang satu dengan yang lain.
d) MEMBER INCIDENCE
1 1 2
Mendefinisikan batang (member) berdasarkan tiap dua titik (joint) yang
dihubungkan.
e) MEMBER PROPERTY AMERICAN
1 PRI YD 0.6 ZD 0.4
Semua batang (member) mempunyai bentuk prismatik rectangle
(persegi). YD = tinggi penampang dan ZD = lebar penampang.
f) CONSTRAINTS
E CONCRETE ALL
Konstanta material dalam hal ini adalah Modulus Elastisitas (E) adalah
ditunjukkan dengan perintah CONSTANT. Pada kasus ini digunakan
nilai ketetapan beton (Concrete) untuk menandai nilai E.
g) SUPPORT
1 PINNED
2 FIXED BUT FX FZ MX MY MZ
Peletakkan sendi pada titik (joint) 1 dan peletakkan rol pada titik (joint)
2.
h) LOAD 1 PEMBEBANAN
Mengidentifikasi sebuah kondisi pembebanan. Kata PEMBEBANAN
adalah tambahan tulisan sebagai judul pembebanan
i) MEMBER LOAD
1 UNI GY –100. 0. 5. 0.
Mendenisikan batang (member) 1 adalah menerima beban merata
sebesar 100 kg/m searah sumbu global y (GY) kearah bawah (tanda –
100) dari jarak 0 sampai 5 meter
j) PERFORM ANALYSIS PRINT ALL
Perintah ini membuat program diproses dengan analisa serta data-data
analisa di cetak semua
k) FINISH
Proses STAAD akan berhenti dengan menggunakan perintah FINISH
Save file dan kembali ke menu utama
Selengkapnya : Teknik Struktur Bangunan
Komentar
Posting Komentar