Analisis Time History menggunakan SAP2000 atau ETABS


Indonesia adalah negara yang dilalui 2 jalur seismik. Oleh karenanya gempa bumi sering terjadi di negara ini. Bagi seorang insinyur teknik sipil khususnya struktur, beban gempa bumi harus menjadi aspek penting yang perlu diperhitungkan dalam mendesain bangunan dari aspek struktural. Ada 2 pendekatan yang digunakan untuk memperhitungkan beban lateral (gempa bumi) yang bekerja pada suatu struktur, yaitu analisis secara statik ekivalen dan analisis dinamik (respon spektra atau time history). Kali ini saya mau berbagi cara menganalisis beban lateral time history dengan menggunakan bantuan software SAP2000 atau ETABS. Sengaja saya tulis di blog saya, dengan harapan dapat bermanfaat bagi orang lain dan saya juga semakin mengerti dengan menuliskannya di sini🙂
Adapun analisis ini saya bagi menjadi 3 tahapan, yaitu:
1.      Download recorded accelerograms dari the PEER database
2.      Upload accelerogram yang telah didownload ke SAP2000
3.      Run “time-history analysis: dan menampilkan hasil analisis
Download recorded accelerograms dari the PEER database
Salah satu intitusi yang bernama “The Pacific Earthquake Engineering Research (PEER)”, yang berpusat di University of California at Berkeley, mempunyai koleksi lebih dari 10,000 rekaman strong ground motion yang terdiri dari 173 data gempa yang berbeda yang dapat diakses publik secara online.
Alamat websitenya adalah:  http://peer.berkeley.edu/
Keseluruhan database ini dapat dicari di alamat: http://peer.berkeley.edu/nga/
Sebagai contoh, misalnya kita ingin mendownload accelerogram recorded the Imperial Valley 1940 earthquake. Silakan ikuti langkah seperti pada gambar berikut.
Saat event telah terpilih di top drop-down list, kita harus memilih menu DISPLAY the results “In Table” daripada “On Map”.Lalu SEARCH!
Mencari accelerogram:
Dengan meng-klik data yang diinginkan dalam hal ini NGA0006, halaman baru akan muncul dengan beberapa informasi terkait gempa tersebut. Apabila kita me-scroll down,  links menuju 3 komponen dari accelerogram (180°, 270° and vertical) akan muncul.

Dengan right-click pada satu dari link tersebut (misal komponen pertama horizontal ditandai dengan IMPVALL/I-ELC180), halaman baru berupa kumpulan data angka-angka akan terbuka yang berisi time history of the ground acceleration yang dipilih.

Empat baris pertama data di atas adalah berupa keterangan mengenai gempa tersebut, yaitu:

  • Location: “Imperial Valley”
  • Date: 19th May 1940
  • Time: 4:39am
  • Station: “El Centro Array #9”
  • Direction: Horizontal, 180°
  • Units of acceleration: g= 9.81 m/s2 (acceleration of gravity)
  • Number of time instants: 4,000
  • Sampling time: Δt= 0.01 s (f= 100 Hz)
Save data dalam format TXT atau anda dapat mengganti ekstensinya secara manual.

Adapun cara membaca data gempa tersebut adalah dari dari kiri ke kanan per baris lalu ganti ke baris selanjutnya hingga baris terakhir.

Upload accelerogram yang telah didownload ke SAP2000
Ikuti langkah-langkah seperti yang ditunjukkan oleh anak panah pada gambar.
Definisikan Time History Function.
Upload accelerogram dengan memilih menu upload from file.
Isi data-data berikut:

Dalam contoh ini data yang  diisi adalah,

  • Name of the function (e.g. EL_CENTRO_1940)
  • Location of the file by using the button BROWSE…
  • Number of lines to skip (4 for the PEER database)
  • Number of points per line (5 for the PEER database

Agar data yang telah dimasukkan dapat digunakan dalam analisis, makan data tersebut harus didefinisikan secara benar dalam menu ANALYSIS CASE. Hal tersebut dapat dilakukan dengan memilih  SELECT pada menu bar, kemudian DEFINE → ANALYSIS CASES. Analysis case dari accelerogram tadi adalah TIME HISTORY, yang dapat dipilih dari menu drop-down list setelah mengklik ADD NEW CASE…

Definisikan analysis case type dan isi data-data lainnya yang sesuai
  • The load type is an ACCELeration of the ground (pilihan pertama di drop-down list)
  • Untuk model planar, biasanya gempa diasumsikan terjadi pada arah X, misal Load name U1 (drop-down list kedua)
  • Data gempa dari website PEER masih menggunakan satuan g atau gravitasi, jadi scale factor diisi dengan 9.81 m/s2 atau 981 cm/s2, tergantung unit yangs edang digunakan pada SAP2000 atau ETABS.
  • The number of time steps harus diberikan berdasarkan durasi dari accelerogram dibagi dengan sampling time: dalam contoh ini: 40 s / 0.01 s = 4,000 steps
Run “time-history analysis: dan menampilkan hasil analisis
Run program (lihat gambar di bawah ini)
Contoh hasil analisis berupa diagram gaya aksial dan diagram momen

Kita juga dapat mengetahui gaya-gaya dalam yang terjadi pada waktu tertentu seperti berikut:
Dalam kasus seperti di atas, gaya-gaya dalam adalah yang terjadi pada saat t=1 detik. Selain itu, diagram berwarna merah pada gaya aksial berarti tekan sedangkan yang berwarna kuning adalah tarik.
Selain itu, kita juga dapat menampilkan output lainnya dengan memilih menu DISPLAY lalu SHOW PLOT FUNCTION.
Dalam contoh ini akan ditampilkan displacement dalam arah X joint no. 23, dengan selang waktu 0 hingga 40 detik. Hasilnya adalah sebagai berikut:

About Andre Puja Oktora

I am a Civil Engineer specialist in underground structure as well as bridge design. I love travelling. My dream is to step my feet in all continents before 40.
This entry was posted in Akademik, Belajar, Teknik Sipil, Thesis, Tips, Tugas Akhir and tagged , , , , , , . Bookmark the permalink.

33 Responses to Analisis Time History menggunakan SAP2000 atau ETABS

  1. Sarah says:

    Mohon penjelasan misal pada :

    El Centro 2 ( 19 Mei 1940 ) ada 3 set :
    ELC180
    ELC270
    ELC-UP

    Northridge-1 NGA1077 ( Santa Monica City Hall ) ada 3 set :
    NORTHHR090
    NORTHHR360
    NORTHHR-UP

    Lalu untuk 2 contoh di atas mana saja yg nanti jadi time history arah X, Y & Z di etabs/sap2000 ?

    Mohon dibantu, bisa langsung jawab ke e-mail saya

    Thanks

    • Andre Puja Oktora says:

      x dan y bisa dimisalkan yg mana saja. gunakan up untuk percepatan arah vertikal.

      • Sarah says:

        Thanks jawabannya
        Berarti misal saya gunakan sebagai :

        ELC180 –> X ( U1)
        ELC270 –> Y (U2)
        ELC-UP –> Y (UZ)

        NORTHHR090–> X ( U1)
        NORTHHR360 –> Y (U2)
        NORTHHR-UP –> Y (UZ)

        BETUL ?

        Perasaan gempa yg di PEER tsb gempanya gempanya udah agak lama keliatannya paling baru th 2000-an aja.
        Kalo gempa yg lebih baru dimana cari time-historynya yah ?
        Misal gempa sichuan cina, gempa cile & tentu saja yg barusan di jepang ?

        Btw, untuk gempa lokal seperti gempa aceh 26 des 2004, gempa jogja 27 mei 2006, & gempa2 lain di mana yah dapet time-history nya ?

        Thanks

  2. Andre Puja Oktora says:

    Sebenernya arah datangnya gempa kita kan gak tahu, kalo mau dipake buat desain pake aja yg yang PGA nya lebih besar untuk arah sumbu lemah struktur. Tapi kalo misalkan sitenya tanah lunak, gempa vertikal jadi salah satu pertimbangan utama. Untuk data gempa lain bisa dicari di situs USGS, tapi kurang tahu juga update terakhirnya samapi kapan. Kalau data gempa spesifik negara tertentu, misalnya yg saya tahu Taiwan, bisa buka ke http://www.cwb.gov.tw kalau negara China, Japan, dll mungkin bisa dicek di web pemerintah yg nanganin masalah kegempaannya. Kalau data gempa indonesia blm nemu juga webnya, biasanya beredar dari teman ke teman, hehe

  3. dicky ardhian says:

    mohon bantuanya ya.
    ini saya ada tugas akhir mengenai analisa kelakuan dinamis jembatan penyeberangan akibat beban dinamis manusia. untuk analiasa kelakuan saya menggunakan time history pada sap 2000. apakah langkahnya sama dengan tutorial di atas?? untuk gempa kan harus download data terlebih dahulu, bagaimana kalau saya punya data beban sendiri. trimakasih bantuannya..

    • Andre Puja Oktora says:

      iya, sama saja. kalau punya data sendiri atau mau buat sendiri juga bisa, menggunakan menu time history untuk mendefine bebannya..

  4. ary says:

    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/time history), 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? kalau secara manual, section properties pada sap hanya membagi bentang balok menjadi dua bagian sedangkan tulangan tumpuan dan lapangan biasanya berbeda. bagaimana menyiasati hal tersebut? thanks.

    • Andre Puja Oktora says:

      baik ETABS maupun SAP2000 setahu saya tidak memodelkan tulangan balok. Yang bisa dimodelkan sejauh ini adalah tulangan kolom. Dengan prinsip strong column weak beam, harusnya balok aman kalau beam aman. Semoga bisa membantu.

  5. inna says:

    why u missing?? ndre,,,di tunggu kabarnya,,

  6. hartono says:

    salam kenal mas andre,

    dasar2 apa saja yg mengharuskan perhitungan struktur beban gempa dengan analisa riwayat waktu di perhitungkan.
    berapa lantai tinggi bangunan hrs dihitung dengan analisa riwayat waktu, dan apakah ini diterapkan juga di indonesia utk perhitungan gedung2 tingginya.

    terimakasih

    • Andre Puja Oktora says:

      untuk gedung tinggi (lebih dari 10 lantai) di daerah zona gempa kuat perlu menggunakan analisis ini. analisis ini sudah umum digunakan di indonesia.

  7. Siti Zulaiha says:

    Mas, tanya nih, Kenapa SCALE FACTOR-nya koq diambil = g = 9,81 m/s2 ? Pdhal menurut SNI 03-1726-2002 pd analisis dinamik menggunakan Time History dengan rekaman gempa El-Centro 1940 harus dikalikan dg faktor : Ao.I/R dimana Ao=percep puncak muka tanah yg besarnya koefisien x g (lihat tabel 5, SNI). Kenapa SCALE FACTORE yg dimasukin cuma g saja?

    • boby says:

      klo menurut ilmu yana saya dapat d kampus untuk scale factornya dibagi dengn daktilitas nya ya,,,

      • Kalau yang di kali 9,81 m/s2 (9,81 X I, untuk contoh bangunan diatasnya mungkin bernilai 1) itu analisis time history non linier. Tapi kalau yang dibagi R (I/R) itu analisis time history linier. Ao itu kalau nggak salah percepatan tanah pucak ya di suatu zona gempa yang dinyatakan dalam g, makanya mas Andre bilang dikali 9,81 atau 9810 tergantung satuan yang kita pake. . Kalau yang kasus ini percepatan tanahnya pake elcentro jadi tidak pake rumus sni. kalau pake acuan site class SNI jadi seperti ini. Misalkan PGA maks untuk tanah lunak jakarta adalah 0,3 , PGA elcentro 0,3194 scale faktornya= 0,3/0,3194 (Ao) x I/R untuk linier dan 0,3/0,3194 (Ao) x I untuk non linier. Jangan Lupa Ao nya dikali nilai gravitas ya. hehe

        Semoga membantu.

  8. hary says:

    mas mohon bantuanya….dimana ya mendapatkan software SHAKE91 dan DRAIN2DX yang free…kebetulan ada rencana untuk ngerjain TA.sebelumnya makasih mas…..

  9. hary says:

    bila berkenan informasi dapat disampaikan lewat imel di hary_2yk@yahoo.com

  10. asneindra says:

    kegunaan dari time history analysis ini apa ya? udah dapat kurva terus kesimpulan dari kurvanya apa? thanks

    • Andre Puja Oktora says:

      time history analysis ini akan digunakan untuk mensimulasikan gaya gempa fungsi dari waktu yang akan diaplikasikan kepada struktur bangunan kita dalam pemodelan. analisis ini dinilai lebih akurat dibandingkan metoda statik ekivalen karena beban gempa adalah fungsi waktu (sesuai kenyataan yang terjadi saat gempa)

      • asneindra says:

        masih kurang paham nih, misalnya pada joint 23 tersebut didapat perpindahannya, terus pada bagian mana yg bisa membuktikan bahwa bangunan yg kita desain tahan terhadap gempa rencana tersebut? thanx
        kalo berkenan tolong kirim contoh kesimpulan time history analysis nya donk,.. asneindra@yahoo.co.id
        thanx b4

  11. gus_nusada says:

    Thz Postingnya saya coba dlu,,,,,,,,,,,,,,,,,(^^)

  12. didiet90 says:

    salam

    mas, saya mau tanya soal damper.
    gimana sih persamaan gerak bangunan dengan TMD?
    saya hitung manual respons bangunan dengan TMD di lantai teratas outputnya jelek sekali malahan.

    terima kasih

  13. didiet90 says:

    salam

    saya numpang tanya, mas. tapi agak OOT nih. hehe.
    gimana sih persamaan gerak bangunan dengan kontrol TMD? saya bingung dg respons perpindahan yang sudah saya hitung, outputnya jelek sekali.

    trims ya.

  14. susan says:

    Andre, mohon infonya, dimana kita bisa dapatkan contoh analisa perhitungan struktur high rise?

  15. susan says:

    maksudnya analisa gempanya

  16. Andi says:

    Salah satu hal penting yg perlu diketahui setelah analisa beban gempa dengan cara pushover dan time history adalah lokasi terjadi sendi plastis. .
    Untuk pushover sap 2000 lokasi sendi plastis dapat dilihat setelah kita melakukan analisa pushover,
    namun yg sya masih bingung hngga skrg bagaimana cara menampilkan lokasi sendi plastis dengan analisis time history? Sya lhat simulasi yg pernah dilakukan dengan time history mampu menunjukan lokasi sendi plastis. . dapatkah anda memberikan sedikit penjelasan atau tutorial bagaimana cara mengetahui lokasi sendi plastis dengan analisis time history?

  17. nhichocs says:

    Mantap gan. izin sedot ya

  18. Pingback: Analisis Time History menggunakan SAP2000 atau ETABS | andisagab

  19. ardi says:

    Maaf bang, saya mau tanya masalah analisis time history. bgaiamana kalau dalam mendefinisikan rekaman gempa Elcentro, saat mendisplay graph muncul pesan ” error in reading time history data from file c:/program…./../? padahal langkah yg dilakukan sudah sesuai prosedur. Mohon bantuannya ya. trimakasih sblumnya.

    • Andre Puja Oktora says:

      pastikan mengisi data “file name” di “time history function definition” dengan benar. file gempa harus berada di folder yang di-refer.

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