Post on 20-Mar-2019
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
2a). Hitungan tulangan memanjang kolom portal dengan
SRPMM ........................................................................... 63
2b). Hitungan tulangan geser kolom portal dengan SRPMM .. 63
3. Perhitungan tulangan kolom portal dengan SRPMK ................. 65
3a). Hitungan tulangan memanjang kolom portal dengan
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
Tabel V.2. Perbandingan hasil program perhitungan perencanaan tulangan
geser kolom (SRPMB) dengan cara manual ................................ 62
Tabel V.3. Perbandingan hasil program perhitungan perencanaan tulangan
memanjang kolom (SRPMM) dengan cara manual ..................... 63
Tabel V.4. Perbandingan hasil program perhitungan perencanaan tulangan
geser kolom (SRPMM) dengan cara manual ............................... 64
Tabel V.5. Perbandingan hasil program perhitungan perencanaan tulangan
memanjang kolom (SRPMK) dengan cara manual ...................... 65
Tabel V.6. Perbandingan hasil program perhitungan perencanaan tulangan
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