PROGRAM HITUNGAN KOLOM BETON BERTULANG BERDASARAN SNI DENGAN PYTHON

Transkripsi

1 PROGRAM HITUNGAN KOLOM BETON BERTULANG BERDASARAN SNI DENGAN PYTHON Tugas Akhir untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil diajukan oleh : u diajukan oleh : DANANG WIJIASMARA NIM : D PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2017

2 PROGRAM HITUNGAN KOLOM BETON BERTULANG BERDASARAN SNI DENGAN PYTHON Agustus 2017 ii

3 ABSTRAK Beton bertulang merupakan salah satu material penyusun utama dalam perencanaan konstruksi bangunan, terdiri dari beton yang ditulangi dengan luas dan jumlah tulangan tertentu. Penggunaan beton bertulang dalam kontruksi telah menjadi hal yang umum dilakukan karena mudahnya perencana untuk mendapatkan material ini dari daerah setempat. Daya tahan beton bertulang yang tinggi juga menjadi salah satu pertimbangan perencana untuk memilih material ini sebagai material penyusun utama kontruksi bangunan, namun dalam penggunaannya diperlukan sebuah perencanaan yang tepat untuk menghasilkan kombinasi material yang baik. Seiring dengan perkembangan zaman, teknologi komputer sering digunanakan sebagai alat bantu perhitungan, selain menghasilkan hasil perhitungan yang akurat, penggunaan komputer juga dinilai lebih cepat dan praktis dibandingkan dengan perhitungan manual. Didunia konstruksi sendiri, penggunaan komputer telah banyak membantu perencana dalam merencanakan konstruksi bangunaan. Namun kurangnya program komputer yang dikhususkan bagi perencana konstruksi, menjadikan penggunaan alat bantu komputer menjadi kurang efisien. Oleh karena itu tujuan penelitian ini yaitu menghasilkan sebuah program perencanaan hitungan beton bertulang yang sesuai dengan peraturan SNI yang dikhususkan pada perencanaan kolom beton bertulangan. Hasil dari program ini dapat mencakup tahap terahir perencanaan yaitu gambar rencana kolom beton bertulang. Keakuratan serta efisiennya perencanaan yang dilakukan menggunakan program ini menjadikannya layak diperhitungkan sebagai alat bantu perencanaan. Kata Kunci: Konstruksi, material, beton bertulang, komputer, program iii

4 ABSTRACT Reinforced concrete is one of the main constituent materials in the construction planning of the building, consisting of reinforced concrete with the width and number of reinforcing bars. The use of reinforced concrete in construction has become commonplace because of the easy planner to get this material from the local area. High reinforced concrete endurance also becomes one of the considerations of planners to choose this material as the main constituent material of building construction, but in its use required a proper planning to produce a good combination of materials. Along with the development of the times, computer technology is often used as a calculation tool, in addition to producing accurate calculations of computer usage is also considered faster and more practical than manual calculations. In the world of own construction, the use of computers has helped many planners in planning construction construction. But the lack of computer programs devoted to construction planners makes the use of computer aids less efficient. Therefore, the purpose of this research is to produce a reinforced concrete calculation planning program in accordance with the regulation of SNI which is devoted to the planning of reinforced concrete columns. The results of this program can include the last stage of planning that is a reinforced concrete column plan picture. The accuracy and efficiency of the planning undertaken using this program make it worth calculating as a planning tool. Keywords: Construction, materials, reinforced concrete, computers, programs iv

5 PRAKATA Bismillahirrohmanrirohim Assalamu alaikum wa rahmatullah wa barakatuh. Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT yang maha perkasa dan pemilik seluruh ilmu pengetahuan. Atas rahmat dan hidayah-nya penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Sholawat serta salam untuk sang pembawa risalah mulia Muhammad al Musthofa al Hasyimi SAW beserta seluruh ahlul bait. Salam untuk seluruh umat manusia yang mengikuti petunjuk jalan yang lurus menuju Allah, sesungguhnya karena kalianlah Allah masih memberikan karunia serta rahmatnya yang tak terhingga. Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai darajat Sarjana S-1 Teknik Sipil pada Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Dalam Tugas Akhir dengan judul program hitungan kolom beton bertulang berdasarkan SNI ini, penyusun membuat program aplikasi yang berhubungan dengan perhitungan kolom beton bertulang yang selanjutnya diberi nama SCODE. Pada kesempatan ini penyususn ingin menyampaikan ucapan terima kasih atas pengarahan, bimbingan serta bantuan yang telah diberikan selama penyusun menyelesaikan tugas belajar di Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, terutama kepada : 1). Bapak Sri Sunarjono, Ir., M.T., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2). Bapak Mochamad Solikin, S.T., M.T., Ph.D. selaku Ketua Progam Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta dan TIM Penguji Tugas Akhir yang telah memberikan sarana serta pengarahan pada penyusun selama ini. v

6 3). Bapak Ir. H. Ali Asroni, M.T. selaku dosen pembimbing utama, terimaksih atas nasehat, ilmu, motivasi, pengalaman, kesabaran, dan bimbingannya selama ini. 4). Bapak Aliem Sudjatmiko Ir., M.T., Bapak Ir. Abdul Rochman, M.T. dan Bapak Alm. Basuki S.T., M.T. selaku dosen TIM Penguji Tugas Akhir yang telah memberikan bimbingan, saran, motivasi, pengalaman, dan pengarahan pada penyusun selama ini. 5). Orang tua penulis dan teman-teman yang telah mendoakan dan memberikan dukungannya selama ini Penyusun menyadari sepenuhnya bahwa Tugas Akhir ini tidak lepas dari kesalahan dan masih jauh dari kata sempurna, untuk itu kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan. Akhir kata semoga penyusun Tugas Akhir ini mendapat ridho Allah SWT dan mendatangkan maslahat bagi semua. Amin Ya Rabbal Almain. Wassalamu alaikum wa rahmatullahi wa barakatuh. Surakarta, 23 Agustus 2017 Penyusun vi

7 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii ABSTRAK... iii ABSTRACT... iv PRAKATA... v DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR TABEL... xi DAFTAR LAMPIRAN... xii NOTASI... xiii BAB I. PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Rumusan Masalah... 2 C. Tujuan Perancangan... 2 D. Manfaat Perancangan... 2 E. Batasan Masalah... 2 F. Keaslian Tugas Akhir... 3 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA... 4 A. Beton Bertulang... 4 B. Kolom Beton Bertulang... 4 C. Kekuatan Lentur Portal... 5 D. Bahasa Pemograman Python... 6 BAB III. LANDASAN TEORI... 7 A. Dasar Perancangan Kolom Portal Ketentuan dalam perancangan kolom Pengaruh beban aksial pada penampang kolom a). Penampang kolom pada kondisi sentris b). Penampang kolom pada kondisi beton tekan menentukan c). Penampang kolom pada kondisi seimbang (balance) vii

8 2d). Penampang kolom pada kondisi tulangan tarik menentukan14 2e). Penampang kolom pada kondisi Pn = B. Perhitungan Tulangan Longitudinal Kolom Hitungan tulangan memanjang kolom portal SRPMB a). Penentuan jenis kolom panjang dan kolom pendek b). Desain tulangan longitudinal kolom pendek c). Desain tulangan longitudinal kolom panjang Hitungan tulangan memanjang kolom portal SRPMM a). Persyaratan desain kolom SRPMM b). Desain tulangan longitudinal kolom Hitungan tulangan memanjang kolom portal SRPMK a). Persyaratan desain kolom SRPMK b). Desain tulangan longitudinal kolom C. Perencanaan Tulangan Geser Kolom Hitungan tulangan geser kolom portal SRPMB Hitungan tulangan geser kolom portal SRPMM Hitungan tulangan geser kolom portal SRPMK D. Bahasa Pemograman Python Kosep kerja bahasa pemograman Python IDE Python Istilah-istilah dalam pemograman Python Pengontrol alur program a). Statement kontrol pengulangan (loop) b). Statement kontrol pencabangan (decision) Fasilitas-fasilitas lain dari bahasa pemograman Python a). Variabel b). Operator c). Tipe data numerik d). String Pemograman GUI (Graphical User Interface) Python a). Widget-widget pada Tkinter viii

9 6b). Mengatur tampilan Form c). Membuat navigasi BAB IV. METODE PERANCANGAN PROGRAM A. Bahan/Materi Perancangan B. Alat Bantu Perancangan C. Tahapan Perancangan BAB V. OPERASI DAN VALIDASI PROGRAM A. Langkah Pengoprasian Program B. Validasi Program Perhitungan tulangan kolom portal dengan SRPMB a). Hitungan tulangan memanjang kolom portal dengan SRPMB b). Hitungan tulangan geser kolom portal dengan SRPMB Perhitungan tulangan kolom portal dengan SRPMM a). Hitungan tulangan memanjang kolom portal dengan SRPMM b). Hitungan tulangan geser kolom portal dengan SRPMM Perhitungan tulangan kolom portal dengan SRPMK a). Hitungan tulangan memanjang kolom portal dengan SRPMK b). Hitungan tulangan geser kolom portal dengan SRPMK BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan B. Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN ix

10 DAFTAR GAMBAR Gambar II.1. Perilaku struktur saat mendapat gaya lateral gempa... 5 Gambar III.1. Penempatan tulangan kolom... 9 Gambar III.2. Kolom dengan beban sentris Gambar III.3. Kolom dengan beban sentris Gambar III.4. Distribusi regangan kondisi tulangan tarik menentukan Gambar III.5. Kolom dengan beban Pn = Gambar III.6. Penentuan jenis kolom Gambar III.7. Rumus hitungan tulangan longitudinal pada berbagai kondisi penampang kolom Gambar III.8. Penentuan momen diperbesar Mc Gambar III.9. Skema hitungan begel kolom Gambar III.10. Skema hitungan begel kolom dan portal SRPMM Gambar III.11. Skema hitungan begel kolom dan portal SRPMK Gambar III.12. Illustrasi object dalam Python Gambar III.13. Tampilan interpreter Python Gambar III.14. Tampilan interpreter GUI Python Gambar IV.1. Tahapan perencanaan program Gambar V.1. Tampilan Window splash screen Gambar V.1. Tampilan form login Gambar V.3. Window utama Gambar V.4. Window perhitungan kolom Gambar V.5. Window peringatan Gambar V.6. Window hasil gambar Gambar V.7. Menu file paada menubar x

11 DAFTAR TABEL Tabel III.1. Daftar kata kunci Python Tabel III.2. Beberapa sifat operator Tabel III.3. Operator binary arimatik Tabel III.4. Operator bitwise Tabel III.5 Operator bitwise Tabel III.6. Daftar argumen pada kelas Frame dan LabelFrame Tabel III.7. Daftar argumen pada kelas Button Tabel III.8. Daftar argumen pada kelas Entry Tabel III.9. Daftar argumen pada kelas Listbox Tabel III.10. Daftar argumen pada kelas Checkbutton Tabel III.11. Daftar fungsi pada kelas Checkbutton Tabel III.12. Daftar argumen pada kelas Radiobutton Tabel III.13. Daftar fungsi pada kelas Radiobutton Tabel III.14. Daftar argumen pada men navigasi Tabel III.15. Daftar fungsi pada kelas navigasi Tabel V.1. Perbandingan hasil program perhitungan perencanaan tulangan memanjang kolom (SRPMB) dengan cara manual Tabel V.2. Perbandingan hasil program perhitungan perencanaan tulangan geser kolom (SRPMB) dengan cara manual Tabel V.3. Perbandingan hasil program perhitungan perencanaan tulangan memanjang kolom (SRPMM) dengan cara manual Tabel V.4. Perbandingan hasil program perhitungan perencanaan tulangan geser kolom (SRPMM) dengan cara manual Tabel V.5. Perbandingan hasil program perhitungan perencanaan tulangan memanjang kolom (SRPMK) dengan cara manual Tabel V.6. Perbandingan hasil program perhitungan perencanaan tulangan geser kolom (SRPMK) dengan cara manual xi

12 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran V.1. Hitungan tulangan longitudinal kolom dengan portal SRPMB. L-1 Lampiran V.2. Hitungan tulangan geser kolom dengan portal SRPMB... L-4 Lampiran V.3. Hitungan tulangan longitudinal kolom dengan portal SRPMM L-6 Lampiran V.4. Hitungan tulangan geser kolom dengan portal SRPMM... L-11 Lampiran V.5. Hitungan tulangan longitudinal kolom dengan portal SRPMK. L-14 Lampiran V.6. Hitungan tulangan geser kolom dengan portal SRPMK... L-17 Lampiran V.7. Lembar Konsultasi Tugas Akhir... L- 20 xii

13 NOTASI A = luas penampang struktur, mm 2 Ac = luas nominal beton, mm 2 Ag = luas bruto penampang kolom, mm 2 An = Ag - Ast = luas bersih (netto) beton pada suatu penampang kolom, mm 2 As = luas tulangan tarik, mm 2 Ast = luas total tulangan, yaitu luas tulangan tarik ditambah luas tulangan tekan pada penampang kolom, mm 2 As,min = luas tulangan minimum sesuai persyaratan, mm 2 As,u = luas tulangan tarik yang diperlukan, mm 2 A s = luas tulangan tekan, mm 2 A s,u = luas tulangan tekan yang diperlukan, mm 2 Av = luas penampang begel per meter panjang struktur, mm 2 Av,t = luas penampang begel terpasang per meter panjang struktur, mm 2 Av,u a ab1 ab2 ac = luas penampang begel yang diperlukan per meter panjang struktur, mm 2 = tinggi blok tegangan beton tekan persegi ekuivalen, mm = nilai a minimum untuk penampang kolom pada kondisi beton tekan menentukan agar semua tulangan tekan sudah leleh, atau batas minimum nilai a pada penampang kolom agar diperhitngkan menahan beban sentries, mm = nilai a untuk penampang kolom pada kondisi beton tekan menentukan pada saat nilai c = d, mm = nilai a untuk penampang kolom yang digunakan sebagai control awal untuk berbagai kondisi regangan, mm amaks,leleh = nilai a maksimum agar semua tulangan tarik sudah leleh, mm a min,leleh = nilai a minimum agar tulangan tekan sudah leleh, mm xiii

14 at1 at2 b Cc Cs c cb D d dp ds ds1 ds2 d s f c fs f s fy fyt h = nilai a minimum untuk penampang kolom pada kondisi tulangan tarik menentukan agar tulangan tekan sudah leleh, mm = nilai a untuk penampang kolom pada kondisi tulangan tarik menentukan pada saat nilai c = ds, mm = ukuran lebar penampang strktur, mm = gaya tekan beton, kn = gaya tekan baja tulangan, kn = jarak antara garis netral dan tepi serat beton tekan, mm = jarak antara garis netral dan tepi serat beton tekan pada kondisi regangan penampang seimbang (balance), mm = diameter tulangan deform, mm = tinggi efektif penampang strktur yang diukur dari tepi serat beton tekan sampai pusat berat tlangan tarik, mm = diameter tulangan polos, mm = jarak antara tepi serat beton tarik dan pusat berat tulangan tarik, mm = jarak antara tepi serat beton tarik dan pusat berat tulangan tarik pada baris pertama, mm = jarak antara pusat berat tulangan tarik pada baris kedua dan pusat berat tulangan tarik pada baris pertama, mm = jarak antara tepi serat beton tekan dan pusat berat tulangan tekan, mm = kuat tekan beton yang disyaratkan pada waktu umur beton 28 hari, MPa = tegangan tarik baja tulangan, MPa = tulangan tekan baja tulangan, MPa = kuat tarik atau kuat leleh baja tulangan tarik, MPa = kuat leleh yang disyaratkan untuk tulangan transversal, MPa = ukuran tinggi penampang struktur, mm I = momen inersia penampang struktur, mm 4 Ib = momen inersia penampang balok, mm 4 Ig = momen inersia bruto untuk penampang kolom, mm 4 Ik = momen inersia penampang kolom, mm 4 xiv

15 lk lu M Mc Md Mn = panjang bruto kolom dikur dari as ke as, mm = tinggi bersih kolom, mm = momen lentur, knm = momen terfaktor yang diperbesar, knm = momen desain, knm = momen nominal penampang struktur, knm M1 & M2 = momen yang kecil dan yang besar pada salah satu ujung kolom, knm m = jumlah tulangan maksimum perbaris yang dapat dipasang pada ukuran lebar (b) penampang struktur, batang Nu,k n P Pn Pn,b Pu Sn sb V Vc Vn Vs Vu,k β βd = gaya normal atau sebagai gaya aksial terfaktor pada kolom, kn = jumlah total tulangan pada hitungan tulanan longitudinal kolom = jumlah kaki begel dalam perhitngan begel kolom = beban aksial kolom yaitu beban yang arahnya sejajar dengan sumbu longitudinal kolom, kn = beban aksial kolom, kn = beban aksial nominal kolom pada kondisi regangan penampang seimbang (balance) kn = beban aksial perlu atau beban aksial terfaktor, kn = jarak bersih antar tulangan longitudinal, mm = selimut beton atau lapis lindung beton untuk tulangan, mm = beban (gaya) geser dasar nominal statis ekuivalen akibat gempa, kn = gaya geser nominal yang disumbangkan oleh beton, kn = gaya geser nominal pada penampang struktur, kn = gaya geser nomial yang disumbangkan oelh sengkang/begel, kn = gaya geser terfaktor pada kolom, kn = rasio dari sisi panjang terhadap sisi pendek kolom, daerah beban terpusat, atau daerah reaksi = untuk kolom tidak dapat bergoyang diartikan sebagai beban tetap aksial terfaktor dibagi degan beban aksial terfaktor, untuk kolom yang dapat bergoyang diartikan sebagai gaya lintang tetap terfaktor dibagi dengan gaya lintang terfaktor xv

16 β1 δb δs Ԑ c Ԑ cu Ԑs Ԑs Ԑy Ø Ψ ΨA ΨB Ψm Ψmin = faktor pembentuk tegangan beton tekan persegi ekuivalen = faktor pembesar momen untuk kolom yang tidak dapat bergoyang = faktor pembesar momen untuk kolom yang dapat bergoyang = regangan tekan beton = regangan tekan beton pada batas retak (regangan ultimit) = regangan tarik baja tulangan = regangan tekan baja tulangan = regangan tarik baja tulangan pada saat leleh = faktor reduksi kekuatan yang diambil sebesar 0,65 untuk kolom dengan tulangan sengkang atau sebesar 0,70 untuk kolom dengan tulangan spiral. = lambang diameter batang tulangan polos, mm = drajat hambatan pada ujung kolom yang terjepit (tanpa satuan) = drajat hambatan pada ujung atas kolom = drajat hambatan pada ujung bawah kolom = nilai rata-rata dari ΨA dan ΨB = nilai yang terkecil dari ΨA dan ΨB xvi