Beban Kren Jembatan, Massa Tambahan Gempa, dan R–D yang Berbeda
Artikel ini menjelaskan tiga topik khusus bangunan industri pracetak: massa tambahan yang ikut serta pada sistem struktur hanya sebagai massa gempa, beban kren jembatan (overhead travelling crane), dan koefisien R dan D yang berbeda untuk bagian atas dan bawah pada bangunan dengan lantai antara. Untuk langkah pemodelan, lihat artikel Pemodelan Struktur Pracetak.
1. Massa panel fasad dan kren (massa tambahan gempa)
Untuk massa yang harus berperan pada sistem struktur hanya sebagai massa gempa dan bukan sebagai berat, seperti panel fasad yang digantungkan pada kolom atau jembatan kren:
- Pilih kolom tempat massa bekerja pada denah dan buka jendela Makro → Tambah simpul terdefinisi.... Dengan opsi Pada sumbu tiang/kolom terpilih, simpul ditempatkan pada ujung atas kolom (elevasi balok talang) atau pada elevasi Z absolut yang diberikan (mis. korbel kren); tuliskan massa dalam ton (= kN·s²/m) pada kotak Massa tambahan gempa. Untuk titik di luar kolom, gunakan opsi Dengan koordinat (X, Y, Z). Simpul tampak pada denah dengan simbol kotak kosong.
- Untuk mengubah nilainya kemudian, klik kanan pada simbol simpul dan buka jendela Properti joint terdefinisi; tuliskan massa dalam ton pada kotak Massa Tambahan Gempa di tab Umum. Pada tab Gaya jendela yang sama dimasukkan beban simpul (kN, kN·m; sumbu global, Z ke atas), dan pada tab Umum derajat kebebasan tumpuan.
Pada analisis, simpul dihubungkan ke simpul elemen hingga yang koordinatnya cocok. Bila simpul berada dalam rentang tinggi lantai kolom dan di dalam penampangnya, kolom dibagi pada elevasi tersebut. Massa titik yang tidak dapat dihubungkan ke simpul mana pun hanya masuk ke total lantai dan dilaporkan pada daftar peringatan analisis.
Massa tambahan ikut serta pada massa gempa lantai tempat joint berada, matriks massa analisis modal, gaya gempa ekuivalen, indikator orde kedua, dan rasio bagian atas/bawah. Karena bukan berat, massa ini tidak ditambahkan pada beban vertikal maupun beban pondasi. Penetapan lantai dilakukan menurut elevasi joint.
Bila beberapa joint dipilih dan kotak dibiarkan kosong, nilai yang ada dipertahankan. Penggunaan tipikal: setengah berat panel (bagian yang dipikul oleh sambungan atas) pada puncak kolom di elevasi balok talang. Jangan memasukkan massa jembatan kren di sini secara terpisah: opsi Tulis massa jembatan pada jendela kren menuliskan massa jembatan total (berat jembatan / g) dengan membaginya sama rata ke simpul korbel kolom massa (Bagian 2); bila kedua cara digunakan bersama-sama, massa terhitung dua kali.
2. Beban kren jembatan (overhead travelling crane)
Jendela Makro → Beban kren jembatan (kren)... menghitung gaya rancang balok kren dari reaksi roda serta gaya vertikal dan horizontal yang diteruskan ke kolom; beban kren ditulis ke model sebagai kasus pembebanan bawaan tersendiri. Program menyelesaikan kasus pembebanan ini secara terpisah pada analisis dan membuat kombinasi kren sendiri. Jendela ini tidak bersifat modal: selama jendela terbuka, Anda dapat memilih kolom pada denah.
Pada edisi mana, dengan susunan pembebanan apa? Pembebanan kren bekerja pada edisi StatiCAD Ultimate dan dengan kasus pembebanan serta kombinasi bawaan (kombinasi TBDY): pada Pengaturan Umum Proyek → Kombinasi Beban, opsi Gunakan Kombinasi Beban Beton Bertulang-Pasangan Bata harus dipilih. Bila Gunakan Kombinasi Beban Struktur Kayu (susunan pembebanan terdefinisi pengguna) dipilih, pembebanan kren tidak dapat diterapkan.
| Masukan | Keterangan | Default (buku) |
|---|---|---|
| Kapasitas angkat (kN) | Kapasitas kren | 200 |
| R1maks, R1min, R2maks, R2min (kN) | Reaksi roda dari tabel produsen: sisi yang dibebani (R1) dan sisi seberangnya (R2); nilai terbesar dan terkecil untuk dua posisi troli | 153 / 49 / 134 / 30 |
| Jarak antar roda a (m) | Jarak dua roda pada satu balok kren | 3,84 |
| Faktor dinamis ψ | Memperbesar gaya kren vertikal dan horizontal | 1,40 |
| Bentang balok kren L (m) | Jarak antar as | 7,5 |
| Balok + rel q (kN/m) | Berat sendiri balok kren dan rel | 5,1 |
| Elevasi atas korbel Z (cm, absolut) | Elevasi korbel kren; beban ditulis pada simpul di sumbu kolom pada elevasi ini (kolom dibagi pada elevasi tersebut). Z harus berada di antara elevasi bawah dan atas kolom rel | 800 |
| Eksentrisitas korbel e (cm) | Jarak sumbu rel dari sumbu kolom. Korbel dianggap mengarah ke rel seberang, tandanya otomatis (bila rel pada arah X, MX = −V·ey; bila pada arah Y, MY = +V·ex) | 0 |
| Arah rel | Arah rel pada denah (X atau Y). Gaya horizontal pada arah jembatan (Rkol/10) diambil tegak lurus rel, gaya rem (Rkol/7) pada arah rel | X |
| Gaya horizontal pada rel seberang dengan beban roda min (buku) | Bila dicentang, gaya horizontal diambil dari Rkol,maks pada rel yang dibebani dan dari Rkol,min pada rel seberang, pada arah yang sama; bila tidak dicentang, maks pada kedua rel (sisi aman) | dicentang |
| KG: berat sendiri jembatan pada kombinasi gempa | Berat sendiri jembatan (ΣR − kapasitas) sebagai kasus pembebanan tersendiri hanya masuk ke kombinasi gempa | dicentang |
| γK (koefisien kombinasi kren) | Koefisien KV dan KH pada kombinasi kren (TS 500, beban hidup kren) | 1,6 |
| Tulis massa jembatan | Massa jembatan (berat jembatan / g) dibagi sama rata ke kolom massa dan ditulis sebagai massa tambahan gempa (Bagian 1) | dicentang |
- Hitung: Berat sendiri dan massa jembatan, gaya terpusat berat sendiri korbel, momen dan gaya geser balok kren (Md, Vd, Md horizontal), reaksi kolom (rel yang dibebani / rel seberang), dan gaya horizontal per kolom dicantumkan. Balok kren dirancang tersendiri dengan nilai-nilai ini. Dengan masukan buku: ΣR = 366 kN, berat jembatan 166 kN (16,92 t), reaksi kolom 305,7 kN pada rel yang dibebani dan 89,1 kN pada rel seberang; gaya horizontal per kolom (rel yang dibebani / rel seberang) 30,6 / 8,9 kN pada arah jembatan dan 43,7 / 12,7 kN pada arah rel.
- Pilih kolom yang bertumpu pada satu rel di denah lalu tekan Ray A ← kolom terpilih; pilih kolom rel seberang lalu tekan Ray B ← kolom terpilih. Kolom tempat berat sendiri jembatan (KG) dan massanya akan dibagikan ditetapkan dengan Massa ← kolom terpilih; bila tidak ada penetapan, KG dan massa dibagi sama rata ke semua kolom rel. Tombol-tombol mengambil kolom yang terpilih pada semua lantai: tidak boleh ada kolom terpilih pada lantai lain.
- Terapkan pembebanan kren: Pada sumbu setiap kolom rel dan kolom massa, pada elevasi korbel, dibuat sebuah simpul terdefinisi (atau simpul yang sudah ada digunakan) dan beban ditulis. Pada penerapan ulang, beban dan massa kren sebelumnya dibersihkan terlebih dahulu (tidak terjadi penjumlahan ganda). Setelah itu jalankan kembali analisis.
- Hapus kren: Pembebanan kren dan simpul yang dibuat oleh penerapan kren (yang tidak memiliki data lain) dihapus; massa simpul tempat massa jembatan ditulis kembali ke nilai sebelum kren. Masukan jendela dan penetapan kolom dipertahankan.
Masukan dan opsi pada jendela hanya diambil ke dalam proyek ketika Terapkan pembebanan kren ditekan: setelah mengubah suatu masukan, terapkan kren kembali; bila hanya menekan Hitung lalu menutup jendela, perubahan tidak tersimpan. Penetapan Ray A, Ray B, dan Massa disimpan saat tombolnya ditekan. Definisi kren dan pembebanan kren disimpan bersama proyek. Terapkan pembebanan kren dan Hapus kren dapat dibatalkan dengan satu langkah Undo.
2.1 Kasus pembebanan kren
Setelah kren diterapkan, jumlah kasus pembebanan proyek meningkat dari 13 menjadi 20; kasus pembebanan kren ditambahkan dengan nomor 13–19 dan terlihat pada tabel Properti joint terdefinisi → Gaya pada simpul. Pada proyek tanpa kren yang didefinisikan, jumlah kasus pembebanan, kombinasi, dan hasil tidak berubah.
| Kasus pembebanan | Isi |
|---|---|
| KV1 / KV2 | Reaksi kolom vertikal dan momen korbel: pada KV1, Rkol,maks pada kolom Ray A dan Rkol,min pada kolom Ray B; pada KV2 sebaliknya. Rkol,maks = ψ·(R1maks + R2maks·(L − a)/L), Rkol,min = ψ·(R1min + R2min·(L − a)/L) (balok kren tumpuan sederhana, dengan garis pengaruh) |
| KHX1 / KHX2 | Gaya horizontal pada arah X global; KHX1 berpasangan dengan posisi KV1 (Ray A dibebani), KHX2 dengan posisi KV2 |
| KHY1 / KHY2 | Gaya horizontal pada arah Y global, dengan pasangan yang sama |
| KG | Berat sendiri jembatan W = ΣR − kapasitas (statik, tanpa ψ; hanya untuk kombinasi gempa); dibagi sama rata ke kolom massa |
Pada satu kasus pembebanan, semua kolom setiap rel dibebani sekaligus (satu posisi kren). Kasus pembebanan kren diselesaikan dengan kekakuan yang sama dan aturan diafragma yang sama dengan G dan Q.
2.2 Kombinasi kren
Selama pembebanan kren ada, program menambahkan paling banyak sepuluh kombinasi kren di akhir daftar kombinasi: 1,4G + 1,6Q + γK·KVi, 1,4G + 1,6Q + γK·KVi ± γK·KHXi, dan 1,4G + 1,6Q + γK·KVi ± γK·KHYi (i = 1, 2). Kombinasi kren membawa koefisien kombinasi 1,4G + 1,6Q apa adanya; KHX dan KHY tidak masuk ke kombinasi yang sama; salju (S) tidak ada.
- Kombinasi kren tidak dianggap sebagai kombinasi gempa: tidak masuk ke gaya aksial dengan gempa pada kolom dan dinding geser (batas 0,40·fck·Ac pada kolom); masuk ke gaya rancang TS 500 dan selubung geser.
- Pembebanan kren tidak masuk ke kombinasi gempa (TBDY Pers. 4.11 dan 4.12); hanya KG yang ditambahkan, dengan koefisien G kombinasi tersebut (1,0 / 0,9).
- Kombinasi kren juga digunakan pada perancangan kolom, balok, dinding geser, pondasi, dan pondasi rakit, pada pemeriksaan tegangan tanah, serta pada selubung kombinasi kebutuhan sambungan pracetak.
- Hanya berat sendiri jembatan yang ikut dalam massa gempa; beban yang diangkat tidak ikut (TBDY 4.5.9.2).
Kren dimodelkan dengan satu posisi; tidak ada pemindaian posisi kren dan tidak ada beberapa kren. Pembebanan kren tidak masuk ke pemeriksaan lendutan balok dan gaya dalam cangkang pelat lantai. Pada kombinasi bangunan berisiko (RBTE), kombinasi kren tidak dibuat; pada kombinasi beban kayu atau pada edisi selain Ultimate, beban kren tidak masuk ke analisis (kedua keadaan dilaporkan pada daftar peringatan analisis; massa jembatan tetap ikut dalam massa gempa). Korbel kren dirancang bila didefinisikan sebagai korbel pendek pada tab Korbel jendela properti kolom: kebutuhannya diambil dengan sendirinya dari simpul kren, sedangkan gaya gempa massa jembatan tidak masuk ke kebutuhan horizontal (lihat Perancangan Korbel Pendek (Konsol Pendek)). Ringkasan perhitungan kren tidak diteruskan ke laporan.
3. R dan D yang berbeda pada bagian atas dan bawah (TBDY 4.3.6)
Pada bangunan yang bagian bawahnya (mis. bagian dengan lantai antara) berupa sistem struktur yang berbeda dari bagian atas, digunakan jendela Makro → R-D berbeda pada bagian atas/bawah (TBDY 4.3.6).... Analisis dilakukan untuk seluruh bangunan dengan koefisien bagian atas (R, D pada Pengaturan Umum Proyek); gaya dalam elemen bagian bawah dikoreksi dengan koefisien ν menurut peraturan.
| Masukan | Keterangan | Default |
|---|---|---|
| Terapkan koefisien R dan D yang berbeda pada bagian atas/bawah | Mengaktifkan opsi | nonaktif |
| Lantai terakhir bagian bawah (nomor lantai) | Lantai ini dan di bawahnya dianggap “bagian bawah” | 1 |
| R bagian bawah (X), R (Y) | Koefisien perilaku sistem struktur bagian bawah (TBDY Tabel 4.1) | 8 |
| D bagian bawah (X), D (Y) | Faktor kuat lebih bagian bawah (TBDY Tabel 4.1) | 3 |
| νatas (X), νatas (Y) | Rasio gaya geser dasar bagian atas terhadap gaya geser dasar total; bila diisi 0, dihitung otomatis dari berat dan tinggi lantai | 0 |
Tombol Hitung / Tampilkan menampilkan nilai νatas, νbawah, ν, (R̄a)bawah, dan D̄bawah.
Pada analisis: gaya dalam daktail elemen bagian bawah dari kasus pembebanan gempa diperbesar dengan ν, perilaku non-daktail (perhitungan kapasitas gaya geser) dilakukan dengan D̄bawah, dan simpangan antar lantai bagian bawah dihitung dengan (R̄a)bawah. Pengaturan disimpan bersama proyek.
Contoh (bangunan dalam buku): Bagian atas R = 3, D = 2; bagian bawah R = 5, D = 2,5; lantai terakhir bagian bawah 1; νatas = 0,408 (X) / 0,406 (Y) → ν = 0,763 / 0,762, (R̄a)bawah = 3,93, D̄bawah = 1,81. Bila diperlukan perbandingan satu lawan satu, nilai νatas juga dapat dimasukkan secara manual.
4. Situasi yang sering dijumpai
| Gejala | Solusi |
|---|---|
| Tombol “Terapkan pembebanan kren” nonaktif. | Pada Pengaturan Umum Proyek → Kombinasi Beban, opsi Gunakan Kombinasi Beban Struktur Kayu terpilih. Pilih Gunakan Kombinasi Beban Beton Bertulang-Pasangan Bata, tutup jendela kren lalu buka kembali (Bagian 2). |
| Pesan “Projede gezer vinç (kren) yüklemeleri tanımlı ancak analize katılmadı” (Pembebanan kren jembatan terdefinisi pada proyek tetapi tidak diikutkan dalam analisis) pada peringatan analisis. | Kombinasi beban kayu terpilih atau edisinya bukan Ultimate. Pilih Gunakan Kombinasi Beban Beton Bertulang-Pasangan Bata lalu ulangi analisis; bila kren tidak diperlukan, jalankan Hapus kren pada jendela kren. |
| Kombinasi kren tidak ada dalam daftar. | Kren belum diterapkan atau sudah dihapus; Terapkan pembebanan kren harus dijalankan sebelum analisis. Bila kombinasi bangunan berisiko (RBTE) digunakan (pada deteksi bangunan berisiko, atau bila pada Pengaturan Umum Proyek untuk Penggabungan Efek Seismik dipilih “Terapkan arah gempa hanya pada arah X dan Y secara terpisah”), kombinasi kren tidak dibuat. |
| Peringatan “Ray A ve ray B aynı hatta görünüyor” (Ray A dan Ray B tampak berada pada garis yang sama); momen korbel tidak ditulis. | Arah rel yang dimasukkan tidak sesuai dengan arah sebenarnya rel pada denah, atau kolom pada garis yang sama ditetapkan ke Ray A dan Ray B. Perbaiki arah rel atau penetapan kolom lalu terapkan kren kembali. |
| Pesan “Köprü özağırlığı (ΣR − kapasite) sıfır: KG ve kütle yazılmadı.” (Berat sendiri jembatan (ΣR − kapasitas) nol: KG dan massa tidak ditulis.) | Kapasitas angkat harus lebih kecil daripada jumlah reaksi roda (ΣR); periksa bahwa nilai R1/R2 pada tabel produsen sudah mencakup berat jembatan. |
| Total massa gempa lebih besar dari yang diharapkan. | Massa jembatan dituliskan baik secara manual (Massa Tambahan Gempa) maupun melalui jendela kren. Hilangkan centang Tulis massa jembatan lalu terapkan kren kembali, atau hapus massa yang dimasukkan secara manual. |
| Massa tambahan tidak terlihat pada beban pondasi. | Ini perilaku yang diharapkan: massa tambahan gempa bukan berat, hanya ikut dalam perhitungan gempa. |