Tips Kerja Cepat (& Tepat) SAP2000 (Part 2 – Pendahuluan)

Posted by Purbo on 23 March 2010

Oke, setelah pada sekuel pertama sudah penulis bahas tentang tips kerja cepat, di bagian kedua ini tiba saatnya ulasan masalah yang tidak kalah pentingnya, yaitu “Tips Kerja Tepat”. Kenapa sih harus ‘tepat’ juga, apa bisa ‘tidak tepat’ alias ‘salah’? Daripada penulis langsung beri jawaban “Yes/No”, mendingan kita bandingkan saja dengan program lain di bagian pendahuluan ini, biar lebih joss…

Ambil contoh program AutoCAD, misal untuk menggambar obyek sebuah kotak / bujur sangkar, bisa bermacam-macam caranya. Pakai perintah “rectangle”, lewat “polygon”, atau mau manual digambar satu-satu pake “line” juga boleh. Hasilnya semua sama: obyek berbentuk segi empat sama sisi. Masalah mungkin timbul hanya terkait pengerjaan, mana yang lebih cepat, atau masalah seleksi (obyek dengan “rectangle” atau “polygon” langsung terpilih semua saat klik satu sisi, sedangkan dengan “line” harus dipilih satu per satu). Kita lihat lagi contoh lain, misal MS Word, ketika membuat nomor halaman (page number). Tentu tersedia fasilitas otomatisnya, namun mau dibuat manual satu per satu tiap halaman pun bisa juga (coba halamannya ratusan ya hehehe…). Hasilnya jika di-print juga akan sama, nomor halaman berurutan.
Nah, sekarang kembali ke SAP2000. Harap diperhatikan, SAP2000 termasuk program untuk hitungan, sehingga otomatis jika hitungannya ‘tidak tepat’, ya bubar jalan lah semuanya… Contohnya? Kita ambil kasus yang gampang saja deh biar mudah: simple beam sendi-rol. Wah, kok sederhana banget sih… Eh, biar sederhana begini tapi kalau tidak paham bisa salah lho… Ini kasus simple beam balok beton dengan beban terpusat, ceritanya ingin mencari besar reaksi tumpuan.

Ah, gampang itu… Langsung buka SAP2000 dan (saking sudah jagonya) hanya dalam hitungan menit sudah keluar outputnya. Mana? Ini dia :

Lapor! Reaksi tumpuan terdeteksi sebesar 5,20 kN! Laporan selesai! Wuih… mantapnya… Yakin ? Kita coba cek dengan cara ‘jadul’ alias manual ya…
R = 1/2 . ( P + BJ.b.h.L )
R = reaksi, P = beban terpusat, BJ = berat jenis beton, b = lebar balok, h = tinggi balok, L = panjang bentang.
R = 1/2 . ( 5 + 24.0,15.0,25.3 ) = 3,85 kN
Lho? Kok beda? Ah, pasti salah hitung manual tuh! Oke, kita cek lagi dengan prinsip keseimbangan gaya luar dan reaksi tumpuan. Gaya luar / beban (F) adalah sebesar ( P + BJ.b.h.L ) = ( 5 + 24.0,15.0,25.3 ) = 7,7 kN.
Dari cara hitung manual :
2 . R = 2.3,85 = 7,7 kN = F … OK!
Dari cara canggih SAP2000 :
2 . R = 2.5,20 = 10,40 kN > F … ???
Wah, kok ada selisih dengan gaya luar alias beban ya? Ada yang korupsi nih… Apa mesti lapor ke KPK? Hehehe… tidak perlu jauh-jauh sampai ke sana kok. Usut punya usut, ternyata di sini letak kesalahannya :

Faktor pengali berat sendiri penampang masuk dua kali dalam analisis, dalam beban berat sendiri (BS) dan beban terpusat (P), sehingga menjadi :
R = 1/2 . ( 5 + 24.0,15.0,25.3 + 24.0,15.0,25.3 ) = 5,20 kN
Seharusnya, self weight multiplier hanya masuk sekali saja (jika berat sendiri akan dihitung otomatis oleh program), yaitu hanya pada load case BS saja :

Hahaha… cuma itu to, kalau begitu saja sih masih gampang… Oh ya? Pingin contoh lagi yang lebih ‘keren’? Ini dia :

Kalau yang ini ceritanya gedung 5 lantai dengan denah tidak simetris, dari beton bertulang, akan dicari momen maksimum balok. Untuk data geometri, penampang dan bahan asumsikan yang standar saja ya, daripada dicantumkan di sini nanti kepanjangan… Selain itu, akan dibandingkan juga pengaruh gaya gempa pada gedung, dengan acuan rekaman gempa dari Elcentro di Amerika sono. Ah, gampang itu, berarti kita pakai Time History Function kan, yang seperti ini lho :

Ok, benar, itu yang dimaksud. Lapor, komandan! Analisis sudah rampung! Wah, cepat amat, jago benar ini orang ya… oke, kita lihat bareng-bareng hasilnya :

COMB1 (kiri) = kombinasi beban mati+hidup, COMB2 (kanan) = beban mati+hidup+gempa.
Lapor (lagi)! Pengaruh gempa ternyata tidak signifikan! Laporan selesai! Huss… ngawur, gempa kok tidak pengaruh apa-apa ke gedung… Lho, itu tadi buktinya, lagipula rekaman gempa kan juga sudah jelas masuk ke SAP2000. Jadi, apa salahnya? Jangan-jangan programnya yang error ya… Wah kalau ini yang error jelas orangnya donk, ini dia yang kurang :

Walaupun rekaman gempa sudah dimasukkan lewat Function, namun belum otomatis dibebankan pada struktur, sehingga masih harus ditambahkan dalam Analysis Case. Karena tadi belum ada, ya hasilnya juga nol donk alias tidak berpengaruh. Akan lebih nyata jika kita lihat hasilnya (yang sudah benar) berikut ini :

Bandingkan selisihnya, 23 kNm dengan 105 kNm… Wow…
Selain itu, faktor pengali juga harus disesuaikan karena input rekaman gempa Elcentro adalah dalam satuan gravitasi bumi (g). Jadi nilai Scale Factor 9,81 adalah konstanta gravitasi bumi dalam m/detik² (perhatikan pula saat input angka, satuan panjang harus sesuai, dalam ‘m’!). Bayangkan, jika Scale Factor hanya diisi dengan nilai 1 (karena dikira sudah bawaan dari programnya), momen maksimum yang seharusnya sebesar 105 kNm menjadi hanya 28 kNm… Misal dengan balok dimensi 25/35, yang seharusnya perlu tulangan 5 D 22 hasilnya cuma 2 D 22. Untung sudah sempat membaca blog ini ya hehehe… Tentu yang diuraikan di sini belumlah menjangkau semuanya, masih ada beberapa hal yang perlu diperhatikan terkait dengan kasus yang dihadapi masing-masing.
Wuih, kok jadi ‘ngeri’ begini ya, jadi takut pakai SAP2000… Hehehe… lantas maunya bagaimana? Menghitung gedung apartemen 30 lantai dengan kalkulator? Asal mengerti dan paham tentang program, dijamin struktur yang paling kompleks sekalipun model dan analisisnya bisa tokcer kok. Sebaliknya kalau nggak ngerti, analisis balok sederhana saja sampai salah . Kalau meminjam kalimat empunya SAP2000 (Prof. Wilson) di manual SAP90 :
… No computer program can replace the engineering judgment of an experienced engineer. It is well said that an incapable engineer cannot do with a ton of computer output what a good engineer can do on the back of an envelope …
Perhatikan kalimat yang dicetak tebal, kira-kira terjemahan bebasnya : “walau memakai program canggih tapi asal-asalan, masih kalah dengan insinyur jagoan yang cuma pakai coret-coretan di atas kertas”. Tentu saja yang dimaksud ‘kalah’ di sini adalah ‘kalah akurat’, alias bisa salah, ya seperti dua contoh tadi. Istilah keren “engineering judgment” di kalimat sebelumnyalah yang harus ikut berperan dalam menggunakan suatu program semacam SAP2000. Logika atau nalar juga harus bermain, tidak cukup sekadar bisa klik mouse dan keyboard. Ketika terdapat output yang tampaknya kurang wajar, harus segera diperiksa model yang kita buat, sebelum melangkah lebih jauh.
Waduh, kok jadi panjang begini ya pembukaannya… Maaf, tapi memang inilah yang sebenarnya menjadi point penting dalam penggunaan program hitungan semacam SAP2000 ini. Penulis harap para pembaca juga sudah paham perbedaannya dengan program komersial umum seperti yang diulas di awal tulisan ini. Kalau urusan penggunaan program, penulis kira sudah cukup banyak resource yang tersedia, sedangkan masalah “engineering judgment” kadang jarang dikupas secara mendalam. Untuk referensi literatur yang bagus, penulis sarankan membaca bukunya Pak Wiryanto, terutama pada bab yang membahas masalah tersebut (bukan promosi lho… tapi karena memang oke pembahasannya). Kalau referensi dari penulis sendiri? Hehehe… masih dalam proses, rencana dalam waktu dekat mudah-mudahan bisa segera terbit, doakan saja Ada juga kok, info lengkapnya bisa klik di sini . Oke, setelah puas jauh melanglangbuana sudah saatnya kembali ke topik posting ini, yang akan penulis sambung di: Part 2 – Kerja Tepat.