PROGRAM HITUNGAN KOLOM BETON BERTULANG …eprints.ums.ac.id/56123/21/HALAMAN DEPAN.pdf · A. Dasar Perancangan Kolom Portal ... Rumus hitungan tulangan longitudinal pada berbagai

PROGRAM HITUNGAN KOLOM BETON BERTULANG

BERDASARAN SNI 2847-2013 DENGAN PYTHON 2.7.13

Tugas Akhir

untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil

diajukan oleh : u

diajukan oleh :

DANANG WIJIASMARA

NIM : D 100 130 091

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2017

ii

PROGRAM HITUNGAN KOLOM BETON BERTULANG

BERDASARAN SNI 2847-2013 DENGAN PYTHON 2.7.13

23

23 Agustus 2017

iii

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

2847-2013 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

iv

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 2847-2013 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

v

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 2847-2013 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.

vi

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

vii

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 .................................................... 7

1. Ketentuan dalam perancangan kolom .......................................... 7

2. Pengaruh beban aksial pada penampang kolom ........................... 10

2a). Penampang kolom pada kondisi sentris ............................. 10

2b). Penampang kolom pada kondisi beton tekan menentukan .. 12

2c). Penampang kolom pada kondisi seimbang (balance) ......... 14

viii

2d). Penampang kolom pada kondisi tulangan tarik menentukan14

2e). Penampang kolom pada kondisi Pn = 0 ............................. 15

B. Perhitungan Tulangan Longitudinal Kolom ...................................... 16

1. Hitungan tulangan memanjang kolom portal SRPMB ................. 16

1a). Penentuan jenis kolom panjang dan kolom pendek ............. 16

1b). Desain tulangan longitudinal kolom pendek ....................... 17

1c). Desain tulangan longitudinal kolom panjang ...................... 20

2. Hitungan tulangan memanjang kolom portal SRPMM ................ 20

2a). Persyaratan desain kolom SRPMM .................................... 20

2b). Desain tulangan longitudinal kolom ................................... 21

3. Hitungan tulangan memanjang kolom portal SRPMK ................. 22

3a). Persyaratan desain kolom SRPMK ..................................... 22

3b). Desain tulangan longitudinal kolom ................................... 22

C. Perencanaan Tulangan Geser Kolom ................................................ 23

1. Hitungan tulangan geser kolom portal SRPMB ........................... 23

2. Hitungan tulangan geser kolom portal SRPMM .......................... 23

3. Hitungan tulangan geser kolom portal SRPMK ........................... 26

D. Bahasa Pemograman Python ............................................................ 27

1. Kosep kerja bahasa pemograman Python .................................... 27

2. IDE Python 2.7.13 ...................................................................... 29

3. Istilah-istilah dalam pemograman Python.................................... 30

4. Pengontrol alur program ............................................................. 31

4a). Statement kontrol pengulangan (loop) ................................ 31

4b). Statement kontrol pencabangan (decision).......................... 32

5. Fasilitas-fasilitas lain dari bahasa pemograman Python ............... 33

5a). Variabel ............................................................................. 34

5b). Operator ............................................................................ 34

5c). Tipe data numerik ............................................................... 36

5d). String ................................................................................. 37

6. Pemograman GUI (Graphical User Interface) Python................. 37

6a). Widget-widget pada Tkinter ................................................ 38

ix

6b). Mengatur tampilan Form ................................................... 43

6c). Membuat navigasi .............................................................. 44

BAB IV. METODE PERANCANGAN PROGRAM ................................ 46

A. Bahan/Materi Perancangan ......................................................... 46

B. Alat Bantu Perancangan .............................................................. 46

C. Tahapan Perancangan ................................................................. 47

BAB V. OPERASI DAN VALIDASI PROGRAM .................................. 54

A. Langkah Pengoprasian Program ................................................... 54

B. Validasi Program ......................................................................... 61

1. Perhitungan tulangan kolom portal dengan SRPMB ................ 61

1a). Hitungan tulangan memanjang kolom portal dengan

SRPMB ............................................................................ 61

1b). Hitungan tulangan geser kolom portal dengan SRPMB ... 62

2. Perhitungan tulangan kolom portal dengan SRPMM .............. 63


SRPMM ........................................................................... 63

2b). Hitungan tulangan geser kolom portal dengan SRPMM .. 63

3. Perhitungan tulangan kolom portal dengan SRPMK ................. 65


SRPMK ........................................................................... 65

3b). Hitungan tulangan geser kolom portal dengan SRPMK ... 65

BAB VI. KESIMPULAN DAN SARAN .................................................... 67

A. Kesimpulan ................................................................................. 67

B. Saran ........................................................................................... 67

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

x

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 ................................................... 12

Gambar III.3. Kolom dengan beban sentris ................................................... 13

Gambar III.4. Distribusi regangan kondisi tulangan tarik menentukan ........... 14

Gambar III.5. Kolom dengan beban Pn = 0 .................................................... 16

Gambar III.6. Penentuan jenis kolom ............................................................ 17

Gambar III.7. Rumus hitungan tulangan longitudinal pada berbagai kondisi

penampang kolom .................................................................. 19

Gambar III.8. Penentuan momen diperbesar Mc ............................................ 21

Gambar III.9. Skema hitungan begel kolom .................................................. 24

Gambar III.10. Skema hitungan begel kolom dan portal SRPMM ................. 25

Gambar III.11. Skema hitungan begel kolom dan portal SRPMK .................. 27

Gambar III.12. Illustrasi object dalam Python 2.7.13 ..................................... 28

Gambar III.13. Tampilan interpreter Python 2.7.13....................................... 29

Gambar III.14. Tampilan interpreter GUI Python 2.7.13 ............................... 29

Gambar IV.1. Tahapan perencanaan program ................................................ 49

Gambar V.1. Tampilan Window splash screen .............................................. 54

Gambar V.1. Tampilan form login ................................................................ 55

Gambar V.3. Window utama ........................................................................ 56

Gambar V.4. Window perhitungan kolom ..................................................... 57

Gambar V.5. Window peringatan................................................................... 59

Gambar V.6. Window hasil gambar ............................................................... 60

Gambar V.7. Menu file paada menubar ......................................................... 60

xi

DAFTAR TABEL

Tabel III.1. Daftar kata kunci Python ............................................................ 37

Tabel III.2. Beberapa sifat operator ............................................................... 37

Tabel III.3. Operator binary arimatik ............................................................ 38

Tabel III.4. Operator bitwise ......................................................................... 38

Tabel III.5 Operator bitwise .......................................................................... 38

Tabel III.6. Daftar argumen pada kelas Frame dan LabelFrame .................... 40

Tabel III.7. Daftar argumen pada kelas Button ............................................. 41

Tabel III.8. Daftar argumen pada kelas Entry ................................................ 42

Tabel III.9. Daftar argumen pada kelas Listbox ............................................ 43

Tabel III.10. Daftar argumen pada kelas Checkbutton ................................... 44

Tabel III.11. Daftar fungsi pada kelas Checkbutton ....................................... 45

Tabel III.12. Daftar argumen pada kelas Radiobutton .................................... 45

Tabel III.13. Daftar fungsi pada kelas Radiobutton ....................................... 45

Tabel III.14. Daftar argumen pada men navigasi .......................................... 46

Tabel III.15. Daftar fungsi pada kelas navigasi .............................................. 47

Tabel V.1. Perbandingan hasil program perhitungan perencanaan tulangan

memanjang kolom (SRPMB) dengan cara manual ...................... 61


geser kolom (SRPMB) dengan cara manual ................................ 62


memanjang kolom (SRPMM) dengan cara manual ..................... 63


geser kolom (SRPMM) dengan cara manual ............................... 64


memanjang kolom (SRPMK) dengan cara manual ...................... 65


geser kolom (SRPMK) dengan cara manual ................................ 66

xii

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

xiii

NOTASI

A = luas penampang struktur, mm2

Ac = luas nominal beton, mm2

Ag = luas bruto penampang kolom, mm2

An = Ag - Ast = luas bersih (netto) beton pada suatu penampang kolom,

mm2

As = luas tulangan tarik, mm2

Ast = luas total tulangan, yaitu luas tulangan tarik ditambah luas tulangan

tekan pada penampang kolom, mm2

As,min = luas tulangan minimum sesuai persyaratan, mm2

As,u = luas tulangan tarik yang diperlukan, mm2

A’s = luas tulangan tekan, mm2

A’s,u = luas tulangan tekan yang diperlukan, mm2

Av = luas penampang begel per meter panjang struktur, mm2

Av,t = luas penampang begel terpasang per meter panjang struktur, mm2

Av,u = luas penampang begel yang diperlukan per meter panjang struktur,

mm2

a = tinggi blok tegangan beton tekan persegi ekuivalen, mm

ab1 = 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

ab2 = nilai a untuk penampang kolom pada kondisi beton tekan menentukan

pada saat nilai c = d, mm

ac = 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

xiv

at1 = nilai a minimum untuk penampang kolom pada kondisi tulangan tarik

menentukan agar tulangan tekan sudah leleh, mm

at2 = nilai a untuk penampang kolom pada kondisi tulangan tarik

menentukan pada saat nilai c = ds’, mm

b = ukuran lebar penampang strktur, mm

Cc = gaya tekan beton, kN

Cs = gaya tekan baja tulangan, kN

c = jarak antara garis netral dan tepi serat beton tekan, mm

cb = jarak antara garis netral dan tepi serat beton tekan pada kondisi

regangan penampang seimbang (balance), mm

D = diameter tulangan deform, mm

d = tinggi efektif penampang strktur yang diukur dari tepi serat beton

tekan sampai pusat berat tlangan tarik, mm

dp = diameter tulangan polos, mm

ds = jarak antara tepi serat beton tarik dan pusat berat tulangan tarik, mm

ds1 = jarak antara tepi serat beton tarik dan pusat berat tulangan tarik pada

baris pertama, mm

ds2 = jarak antara pusat berat tulangan tarik pada baris kedua dan pusat

berat tulangan tarik pada baris pertama, mm

d’s = jarak antara tepi serat beton tekan dan pusat berat tulangan tekan, mm

f’c = kuat tekan beton yang disyaratkan pada waktu umur beton 28 hari,

MPa

fs = tegangan tarik baja tulangan, MPa

f’s = tulangan tekan baja tulangan, MPa

fy = kuat tarik atau kuat leleh baja tulangan tarik, MPa

fyt = kuat leleh yang disyaratkan untuk tulangan transversal, MPa

h = ukuran tinggi penampang struktur, mm

I = momen inersia penampang struktur, mm4

Ib = momen inersia penampang balok, mm4

Ig = momen inersia bruto untuk penampang kolom, mm4

Ik = momen inersia penampang kolom, mm4

xv

lk = panjang bruto kolom dikur dari as ke as, mm

lu = tinggi bersih kolom, mm

M = momen lentur, kNm

Mc = momen terfaktor yang diperbesar, kNm

Md = momen desain, kNm

Mn = 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 = gaya normal atau sebagai gaya aksial terfaktor pada kolom, kN

n = jumlah total tulangan pada hitungan tulanan longitudinal kolom

= jumlah kaki begel dalam perhitngan begel kolom

P = beban aksial kolom yaitu beban yang arahnya sejajar dengan sumbu

longitudinal kolom, kN

Pn = beban aksial kolom, kN

Pn,b = beban aksial nominal kolom pada kondisi regangan penampang

seimbang (balance) kN

Pu = beban aksial perlu atau beban aksial terfaktor, kN

Sn = jarak bersih antar tulangan longitudinal, mm

sb = selimut beton atau lapis lindung beton untuk tulangan, mm

V = beban (gaya) geser dasar nominal statis ekuivalen akibat gempa, kN

Vc = gaya geser nominal yang disumbangkan oleh beton, kN

Vn = gaya geser nominal pada penampang struktur, kN

Vs = gaya geser nomial yang disumbangkan oelh sengkang/begel, kN

Vu,k = gaya geser terfaktor pada kolom, kN

β = rasio dari sisi panjang terhadap sisi pendek kolom, daerah beban

terpusat, atau daerah reaksi

βd = 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

xvi

β1 = faktor pembentuk tegangan beton tekan persegi ekuivalen

δb = faktor pembesar momen untuk kolom yang tidak dapat bergoyang

δs = faktor pembesar momen untuk kolom yang dapat bergoyang

Ԑ’c = regangan tekan beton

Ԑ’cu = regangan tekan beton pada batas retak (regangan ultimit)

Ԑs = regangan tarik baja tulangan

Ԑs’ = regangan tekan baja tulangan

Ԑy = regangan tarik baja tulangan pada saat leleh

Ø = 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

Ψ = drajat hambatan pada ujung kolom yang terjepit (tanpa satuan)

ΨA = drajat hambatan pada ujung atas kolom

ΨB = drajat hambatan pada ujung bawah kolom

Ψm = nilai rata-rata dari ΨA dan ΨB

Ψmin = nilai yang terkecil dari ΨA dan ΨB

PROGRAM HITUNGAN KOLOM BETON BERTULANG …eprints.ums.ac.id/56123/21/HALAMAN DEPAN.pdf · A. Dasar Perancangan Kolom Portal ... Rumus hitungan tulangan longitudinal pada berbagai

Documents