Stiffener Plate Modelling pada SAP2000

Awalnya, saya sempat pusing gara-gara hasil design struktur baja saya di SAP menghasilkan banyak member yang merah-merah.. bukan, bukan karena design ratio>1, tapi karena design message nya mengindikasikan l/r nya >200 atau 300. TEKUK..!! ya, BUCKLING. Arrrrggggkkkhhh..!! sempat saya stress. Tapi akhirnya, setelah utak-utik Help SAP beberapa hari, saya menemukan akibatnya.

Ya, salah satu cara untuk mengatasi kegagalan tekuk pada baja adalah dengan menambahkan bracing pada bentangan member. Oke, saya coba tambahkan bracing, tapi hasilnya tetap SAMA. haaaaaah.. itu ternyata tekuk global. Akhirnya sampai pada kesimpulan, member-member pada struktur saya mengalami tekuk Lokal. Dan salah satu cara menanggulangi tekuk lokal adalah dengan menambahkan stiffener pada profil baja. Tapi (lagi..), saya bingung, gimana caranya men-define stiffener itu pada profile-profile baja saya.. oke, ini sedikit sharing dari saya.

Salah satu kegagalan struktur baja adalah kegagalan tekuk/buckling. Pada umumnya, tekuk diakibatkan oleh gaya aksial, atau gaya yang bekerja pada sumbu utama penampang struktur. Tekuk pada profile baja terbagi menjadi 2 jenis, yaitu tekuk global dan tekuk lokal.

dts-stiffplate

Sebenarnya masih ada jenis local buckling yang lain, yaitu tekuk web akibat geser (di daerah tumpuan), tekuk web akibat beban terpusat, tekuk web searah longitudinal balok. Local Buckling adalah tekuk yang terjadi pada elemen-elemen pelat profil. Untuk IWF, elemen-elemennya ada tiga : sayap atas (top flange), sayap bawah (bottom flange), dan pelat badan (web).

Pada saat menerima momen lentur positif, seluruh top flange akan mengalami tegangan tekan, seluruh bottom flange akan mengalami tegangan tarik, sementara sebagian pelat badan akan mengalami tekan dan sebagian lainnya tarik.

balok_tekuk_lokal

Sekedar mengingatkan, bentuk profil baja yang cenderung langsing/tipis lebih mudah untuk mengalami kegagalan tekuk. Local Buckling biasanya terjadi pada:

  • Balok tinggi (balok girder, biasanya pada jembatan).
  • Balok yang tidak diberi stiffener plate.
  • Balok yang mengalami beban terpusat yang sangat besar, contohnya balok Crane, balok transfer, dll.

Nah, sekarang masuk ke masalah saya, masalah tekuk lokal – tekuk yang terjadi pada member profile, bisa terjadi pada flange atau web – dan permodelannya di SAP/ETABS. Setelah keseluruhan model kita jadi, termasuk define load combination, kita run analysis struktur kita itu. Sebelum masuk ke design, coba cek lendutan yang terjadi pada member-member baja kita, apakah masuk dalam lendutan izin apa tidak. lendutan yang terjadi terlalu besar, mungkin profile kita terlalu kecil, coba ganti profile dengan yang lebih besar.

Setelah kita cek lendutan, dan ternyata memenuhi lendutan izin, maka langkah selanjutnya adalah dengan Design/Check of Structure. Option ini ada pada menu Design > Steel Frame Design > Start Design/Check of Structure.

SAP/ETABS akan menganalisis kembali. Setelah itu, maka akan terlihat tampilan member-member yang diwarnai seperti gambar diatas dan di bawah ini.

Nah, warnanya ada dari biru-merah. kalo sudah merah, artinya si member kita sudah lewat batas ratio, artinya ratio>1. Untuk mengetahui kegalalan apa yang terjadi pada member kita itu (yang warna merah), kita tinggal klik kanan saja pada member yang warnanya merah. Kita juga bisa melihat ratio member-member lain yang tidak berwarna merah. Kita ambil contoh pada struktur diatas yang terjadi kasus kegagalan tekuk. Biasanya di Design Message ada tulisan merah l/r > 200 atau l/r > 300.

Coba kita klik kanan member yang berwarna merahnya. Nanti akan tampil windows seperti berikut :

Untuk mengetahui review analysis dari member, kita bisa klik Details. Tapi karena kita akan memasang stiffener plate, maka kita klik menu Overwrites, dan akan muncul lagi windows seperti berikut :

Nah, kita rubah yang di highlight Unbraced Length Ratio (Minor/LTB), nah inilah menu untuk mendefine stiffener plate tersebut. Kita masukan angka disana. Sistem angkanya adalah per satuan panjang. Jika kita ingin menambahkan 1 buah stiffener pada bentang member kita, cukup mengisikan 0.5, artinya si member dibagi 2. kalo pengen nambahin 2 (artinya member dibagi menjadi 3 bagian) kita masukkan 0.33, dan kalo pengen nambahin 3 stiffener (member dibagi menjadi 4), maka masukkan angka 0.25, begitu seterusnya.

Disinilah engineering judgement berlaku. Berapa buah stiffener yang diperlukan. Setelah kita masukkan, maka OK. Hasilnya, member kita akan memiliki kekangan lateral / stiffener plate. Dan member yang mengalami tekuk lokal akan safe/aman – dengan catatan, stress ratio nya < 1.

Demikian, semoga bermanfaat.

 

13 thoughts on “Stiffener Plate Modelling pada SAP2000

  1. Salam Mas,

    Sebenarnya saya gak ada latar belakang teknik sipil tapi berhubung sedang dalam proses membangun rumah struktur baja 2 lt maka saya cari2 tahu hal2 teknis di internet.

    Info Mas Aryansyah sangat berguna sekali. Pas saya menghadapi problem serupa. Setelah menambahkan stiffener plate, semua member yang merah jadi hijau semua.

    Padahal sempat meragukan keakuratan SAP2000 gratisan yang saya install; karena perbedaan bentang yang sangat sedikit langsung merubah warna hijau jadi merah. Ternyata ada yang namanya tekuk lokal itu ya!

    Kontraktor baja hampir semua mengajukan spek baja IWF 200 ke atas untuk desain rumah saya. Cuman saya bertahan di IWF 150, apalagi ada contoh rumah buatan Ir Ahmad Djuhara yang serupa dengan penggunaan profil baja IWF 150.

    Akhirnya saya yakin pake IWF yang 150 saja, menghemat banyak banget.

    Jazakulah, wasalam.

  2. salam hangat,

    setahu saya unbraced length ratio (minor) bukan untuk mendefinisikan stiffener, tapi untuk mendefinisikan sokongan lateral untuk mengatasi tekuk torsi lateral (LTB).

    sedangkan stiffener berfungsi untuk mencegah tekuk lokal (local buckling) pada sayap atau pada badan profil seperti gambar yang Anda tampilkan, namun stiffener tidak memberi dukungan lateral.

    jadi apabila mendefinisikan sokongan lateral pada model, namun di lapangan tidak ada sokongan lateral (misal dinding/ pelat) bisa berakibat desain penampang kurang dari yang dibutuhkan.

    salam hangat,
    Mister ag8882
    rekayasadermaga.wordpress.com

  3. Menurut saya Unbraced Length Ratio (ULR) bukan untuk merepresentasikan stiffner yang hanya berfungsi mengatasi tekuk lokal pada web (balok WF), ULR digunakan bila pada pemodelan ada suatu member (yang tidak dimodelkan) yang berfungsi mengekang/menahan member yang kita modelkan, seperti bracing K atau X pada truss atau fungsi balok anak pada balok induk. Saya rasa model anda tidak merepresentasikan hal tersebut. (koreksi bila saya salah)

    (bisa lihat di tutorial SAP http://extras.springer.com/2001/978-0-7923-7308-7/SapTutor.pdf)

    “From Figure 4-1 you will see that the beams have point loads coming in at their third points. Let us
    assume these point loads are coming from other members and so the beams are supported laterally
    at their third points.” (SAP2000 Tutorial Manual, page 37)

    Salam Sipil
    Demz

  4. @ag8882 dan Demz
    terima kasih banyak atas masukannya.. iya, setelah saya coba2 lagi, dan baca2 lagi, ternyata saya salah..
    terima kasih atas koreksinya.. hehehe.. maklum, saya masih newbie pake SAP..

    jadi, kesimpulannya Unbraced Length Ratio bukan untuk memodelkan stiffener, tapi untuk memodelkan sokongan lateral ya..??

  5. salam,
    mau nanya nih, masih seputar SAP2000. jika kita sudah melakukan proses disain pada struktur beton bertulang dengan SAP2000 dan selanjutnya kita ingin melakukan evaluasi terhadap struktur tersebut (misalnya pushover), apakah tulangan yang sudah kita peroleh dalam proses disain tersebut secara otomatis di-inputkan ke dalam section properties yang kita miliki? ataukah kita harus memasukkan jumlah tulangan hasil disain tersebut secara manual? thanks.

  6. salam sipil😀
    kalau cara diatas salah, trus cara yang benar tolong dong dikasih tau hehe
    mohon bimbingannya para master. maklum saya newbe

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s