Bagaimana Merencanakan Struktur Balok Tahan Gempa ? -PART 2

Mengolah Data Output ETABS sebagai Gambar Kerja yang sesuai SNI 2847:2019

Pada artikel sebelumnya kita sudah membahas keandalan dari program ETABS. Disini kita akan membahas bagaimana mengolah hasil output ETABS itu sendiri.

Kenapa Output ETABS masih perlu diolah ?

ETABS memberikan output berupa data dari hasil analisa dan data dari hasil prosedur desain. Untuk elemen struktur, hasil analisa berupa gaya reaksi pada elemen. Sedangkan pada prosedur desain, outputnya berupa gaya reaksi desain dan kebutuhan tulangan . Untuk satu elemen, hasil output baik gaya reaksi dan kebutuhan tulangan, panjang total dari elemen tersebut dibagi menjadi beberapa bagian. ETABS juga menghitung semua kombinasi yang diinput oleh user. Sehingga bisa dibayangkan jika user memiliki 30 elemen balok dan 20 kombinasi pembebanan, berapa banyak data yang harus dijadikan pertimbangan oleh user. Jika data tersebut tidak diolah dengan baik maka banyak waktu terbuang sia-sia dan dengan data sebanyak itu tingkat human-eror akan lebih tinggi. Belum lagi jika terjadi beberapa perubahan dalam desain.

Gambar 1. Terdapat 1876 data dalam satu elemen (src: hasil analisa ETABS)

Sebelum lanjut kediskusi pengolahan data output ETABS menjadi gambar kerja ada baiknya syarat ini terpenuhi terlebih dahulu karena penulis akan fokus cara mengolah data output ETABS khusus elemen balok menjadi sebuah data yang dapat digunakan pada gambar kerja.

Syarat Awal

• Mengetahui cara input data di ETABS.
• Mengetahui Alur dari prosedur desain SNI 2847:2019
• Mengetahui alur dan syarat bangunan gempa.
• Sudah menjalankan proses dari ”Concrete Frame Design” di ETABS.
• Memiliki program spreadsheet (ex: Excel Program)
• Memiliki program ETABS versi 2016 keatas.

Perlu diingat bahwa penulis hanya mencoba membagi pengalaman penulis dalam proses perencanaan. Tanggung jawab dan keputusan dalam perencanaan tetap berada ditangan Pengguna / Engineer.

Gambar 1. Jangan lupa, Tanggung jawab berada ditangan pengguna / engineer (src:ETABS Manual)

1. Data input dari output ETABS

Dalam pengolahan data , diperlukan data input yang sejalan dengan tujuan. Tujuan kita disini adalah data untuk gambar kerja. Gambar kerja balok biasanya terdiri dari nama balok, dimensi balok, dimensi cover, jumlah tulangan longitudinal, jumlah dan jarak sengkang dan kait pada balok baik pada tumpuan maupun daerah tengah balok. Jadi data yang dibutuhkan dari ETABS menurut opini penulis adalah sebagai berikut.

- Material Properties — Concrete
- Material Properties — Rebar
- Concrete Beam Rebar Data
- Frame Sections
- Frame Assignments — Summary
- Beam Design Forces
- Concrete Beam Summary — ACI 318–14

Data-data tersebut dapat di export menggunakan
File > Export > ETABS Tables to Excel
Pastikan unit yang dipakai adalah kN,m,C

Gambar 2. Export data dari ETABS

Dari sini buatlah sebuah file excel baru dan masukan data-data tersebut dalam sheet yang sama.

Gambar 3. input semua data dalam sheet yang sama

2. Data proses output ETABS

Selanjutnya kita akan membuat tabel yang berfungsi untuk mencari data tulangan longitudinal, tulangan transversal, dan tulangan torsi. Tabel disini akan dinamai Table: Beam Reinforcement Area-ETABS OUTPUT yang memiliki kolom berupa
Story
Label
Unique
Name
Design
Section
Length

Data diatas diambil dari TABLE: Concrete Beam Summary — ACI 318–14 sedangkan untuk Lenght menggunakan Formula Index dan Match dimana memiliki fungsi untuk mencari data panjang elemen balok. Data panjang tersebut diperoleh dari TABLE: Frame Assignments — Summary .

Gambar 4. input semua data dalam sheet yang sama

Selanjutnya buat data kolom berupa
As TOP
As BOTTOM
As Torsion [Al]
Av/S
At/S

sehingga secara keseluruhan Table: Beam Reinforcement Area-ETABS OUTPUT memiliki model tabel seperti gambar dibawah:

Gambar 5. Model dari Table: Beam Reinforcement Area-ETABS OUTPUT

As TOP pada End-i memiliki fungsi untuk mencari luas tulangan pada elemen balok yang terletak pada 1/4 panjang awal dan End-j mencari luas tulangan yang terletak pada 1/4 panjang akhir, sedangkan Mid adalah yang bukan diantara End-i dan End-j .

diatas merupakan logika yang penulis gunakan dalam mencari dan memisahkan luas tulangan untuk daerah tumpuan dan daerah bentang tengah suatu elemen balok.

Gambar 5. formula logika dalam pencarian dan pemisahan data luas tulangan elemen balok

2.1 Data proses untuk kebutuhan “Check” di ETABS

Hasil output ETABS memberikan data hasil desain, namun untuk hasil yang lebih akurat kita bisa menginput data luas tulangan longitudinal aktual yang digunakan kedalam program ETABS. Luas tulangan aktual ini harus sudah memperhitungkan tambahan tulangan akibat torsi didalamnya. ETABS membolehkan user / engineer untuk menginput data luas tulangan longitudinal aktual di menu Reinforcement Area Overwrites for Ductile Beams dengan menginput luas tulangan longitudinal aktual maka ETABS akan menghitung Mpr dimana Mpr tersebut digunakan untuk menghitung kebutuhan aktual untuk tulangan transversal.

Gambar 6. input data luas tulangan longitudinal aktual

Gambar 7. prosedur yang dilakukan ETABS dalam menghitung kebutuhan tulangan transversal aktual

Sekarang mari kita buat tabel baru untuk kebutuhan “beam check” ini. Penulis memberi nama tabel denganTABLE: Beam Reinforcement Check yang memiliki data kolom sebagai berikut .
Frame Property
Material
Dimension
As TOP
As BOTTOM
Av/S
[Av/S]MIN
As Torsion [Al]
At/s

Gambar 8. Model tabel untuk digunakan dalam “beam check”

Frame Property merupakan input data elemen balok dari TABLE: Frame Sections kemudian Material dapat kita isi sesuai mutu aktual dan Dimension merupakan dimensi yang kita dapat dalam TABLE: Frame Sections dengan memberi formula index dan match sesuai dengan data elemen balok.

Data luas tulangan dari As TOP hingga At/s merupakan data luas tulangan maksimal pada elemen balok tersebut. Data luas tulangan didapat dari Table: Beam Reinforcement Area-ETABS OUTPUT yang telah kita buat sebelumnya.

Selanjutnya kita buat kolom tambahan dimana kolom ini akan digunakan untuk input data aktual luas tulangan longitudinal kedalam ETABS.

Gambar 9. Kolom tambahan yang akan digunakan dalam input data ke ETABS

data luas tulangan longitudinal dibagi menjadi As TOP dan As BOTTOM sedangkan kebutuhan tulangan torsi tambahan hanya ada ada As Torsion [Al] .

Menurut opini penulis As Torsion [Al] akan dibagi merata antara As TOP dan As BOTTOM . Hal ini karena As Torsion [Al]merupakan jumlah total kebutuhan tulangan torsi, sehingga perletakannya harus disebar pada sekeliling balok dengan tetap mengikuti kebutuhan minimal dan maksimal sesuai SNI 2847:2019.Penulis berpedoman dengan menaruh kebutuhan tulangan torsi terlebih dahulu lalu diikuti dengan kebutuhan tulangan longitudinal. Hal ini sejalan dengan yang dijelaskan oleh MacGregor dalam bukunya “Reinforced Concrete and Mechanics and Design 6th Edition” .

Gambar 10. Penjelasan MacGregor dalam sub-bab Application of ACI Code Design Method for Torsion

Sehingga kebutuhan tulangan longitudinal memiliki formula sbb:
As TOP + ( As Torsion [Al] /2 )
As BOTTOM + ( As Torsion [Al] /2 )

2.2 Input data tulangan longitudinal ke ETABS

As TOP dan As BOTTOM telah diketahui. untuk dapat menginput data tersebut kedalam ETABS bisa melalui 2 cara. Pertama, input di menu Reinforcement Area Overwrites for Ductile Beams seperti pada Gambar 6. atau menggunakan file e2k. Cara pertama masih efektif digunakan ketika balok yang kita miliki <10, namun jika elemen balok dalam perencanaan >10 maka cara kedua lebih diutamakan. Cara kedua adalah dengan menggunakan file e2k, cara ini tergolong powerfull. File e2k pada ETABS bisa digunakan sebagai perantara untuk mengedit model elemen dan desain bangunan. Kita bisa mengambil data dan memasukan kembali data desain dengan e2k. File e2k memuat informasi input dan output pada model ETABS kita. File e2k dapat dibuka dengan menggunakan notepad.

Gambar 11. Contoh file e2k model ETABS yang memuat informasi model desain

Untuk dapat menginput data luas tulangan longitudinal yang telah kita buat di Excel, kita harus tau format yang disajikan dalam file e2k. Format tersebut untuk satu elemen balok adalah seperti berikut.

$   CONCRETE SECTIONS
CONCRETESECTION  "B10A.40.70.GF"  LONGBARMATERIAL "RMAT"  CONFINEBARMATERIAL "RMAT"  TYPE "Beam"  COVERTOP "0.04"  COVERBOTTOM "0.04"  ATI 0.000522  ABI 0.000259  ATJ 0.000522  ABJ 0.000259

Data ATI 0.000522 ABI 0.000259 ATJ 0.000522 ABJ 0.000259 berhubungan dengan luas tulangan longitudinal seperti pada Gambar 6.
Data COVERTOP “0.04” COVERBOTTOM “0.04” berhubungan dengan tebal selimut beton rencana.
Data CONCRETESECTION “B10A.40.70.GF” LONGBARMATERIAL “RMAT” CONFINEBARMATERIAL “RMAT” berhubungan dengan nama elemen balok dan mutu material yang digunakan.
Menggunakan formulasi excel kita bisa mengedit data pada TABLE: Beam Reinforcement Check untuk disesuaikan dengan format file e2k tersebut. Setelah penyesuaian selesai maka kita bisa input file e2k menggunakan perintah import .Dari sini kita bisa run analysis dan diikuti dengan menjalankan perintahDesign Concrete Frame pada ETABS . Kemudian kita bisa mengulang langkah pada point 1 hanya pada bagian TABLE: Concrete Beam Summary — ACI 318–14 . Dari data yang telah diperbaharui untuk tulangan transversal dan tulangan torsi tambahan pada tulangan transversal maka kita bisa membuat kolom baru dengan nama (Av/s +2At/s) . Kolom ini adalah hasil akhir yang dapat digunakan untuk tulangan transversal.

3. Data Akhir untuk dijadikan sebagai gambar kerja

Melalui penjelasan pada point 2 kita sudah mendapatkan luas tulangan longitudinal dan transversal. Agar dapat dijadikan gambar kerja, data luas tulangan tersebut harus kita ubah kedalam bentuk yang mudah dibaca berupa gambar kerja. Salah satu contoh bentuk gambar kerja tersebut adalah seperti gambar dibawah.

Gambar 12. Contoh gambar kerja

Data luas tulangan longitudinal dapat dibagi menjadi beberapa kolom, seperti Dia.
AS TOP
AS BOTTOM
dimana Dia. merupakan diameter tulangan yang akan digunakan, sedangkan AS TOP dibagi lagi menjadi
END-I
MID
END-J
ketiga bagian tersebut menampilkan data jumlah tulangan. seperti diilustrasikan pada gambar dibawah.

Gambar 13. ilustrasi data tabel yang akan digunakan dalam membuat gambar kerja

Tabel seperti yang diilustrasikan oleh Gambar 13 sudah bisa dipakai dalam pembuatan gambar kerja. Jarak spasi minimum juga telah disesuaikan dengan SNI 2847:2019 yang dapat diketahui bahwa jarak spasi untuk tulangan transversal lebih ketat dibandingkan dengan peraturan sebelumnya.

Kesimpulan

Dari proses yang telah dijelaskan pada point 1 hingga point 3. Pengolahan kembali data output ETABS dengan program excel sangat membantu user /engineer dalam mempersingkat waktu untuk menjadikan output ETABS kedalam bentuk gambar kerja. Selain itu dengan proses yang lebih singkat maka pengambilan keputusan dalam proses desain dapat lebih cepat.

Saran

Proses Pengolahan data dalam desain struktur balok ini merupakan salah satu contoh diantara banyak proses pengolahan data lainnya. Penulis mencoba untuk berbagi dan membuka pintu diskusi untuk alternatif pengolahan data yang lebih baik dan efektif.

Perlu diingat bahwa apa yang dijelaskan disini hanyalah sebuah alat. Keputusan dan tanggung jawab tetap berada pada pengguna alat / engineer.