PENGEMBANGAN SOFTWARE PERHITUNGAN
DESAIN KOLOM PROFIL BAJA WF MENURUT
AISC-LRFD 2005
(Komunitas Bidang Ilmu : Rekayasa Struktur)
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan pada Program Studi Strata I Pada Jurusan Teknik Sipil
YOGI VICTOR
1.30.03.011
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA
DAFTAR ISI
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.2 Tujuan Penulisan 1.3 Permasalahan 1.4 Lingkup Penelitian 1.5 Metode Penulisan 1.6 Manfaat Penulisan
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kolom
2.2 Komputer
2.3 Perangkat Lunak Pendukung
2.4 Deskripsi Microsoft Visual Basic secara umum
BAB III METODE ANALISIS 3.1 Klasifikasi Beban
3.2 Faktor Beban yang Berpengaruh
3.3 Perhitunganan Desain Kolom Profil Baja WF Menurut AISC – LRFD 2005
BAB IV PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM 4.1 Perancangan Sistem atau Program
4.1.1. Perancangan Desain Program 4.1.2. Interface
4.1.3 Perancangan Pendistribusian File Program
4.2 Analisis Perhitungan Desain Kolom Profil Baja WF menurut AISC-LRFD 2005 secara manual sebagai bagian dari Perancangan Proses dan Perbandingannya terhadap Perancangan Sistem.
4.2.1 Analisis Perhitungan Desain Kolom Profil Baja WF menurut AISC-LRFD 2005 secara manual berdasarkan tinjauan elemen.
4.2.3 Analisis Perhitungan Desain Kolom Profil Baja WF menurut AISC-LRFD 2005 berdasarkan tinjauan struktur keseluruhan.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan
5.2 Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
4-30
5-1 5-1 5-5
DAFTAR GAMBAR
Gambar
1.1 Kerangka Pikir Penelitian 4.1.1.1 Form Tampilan Awal
4.1.1.2 Form Gambar Profil Baja WF
4.1.1.3 Form Perhitungan Desain Kolom Profil Baja WF menurut AISC-LRFD 2005
4.1.2.1 Tampilan Awal
4.1.2.2 Tampilan Gambar Profil Baja WF
4.1.2.3 Tampilan Perhitungan Desain Kolom Profil Baja WF menurut AIS LRFD 2005
4.1.3.1 Diagram alur perancangan pendistribusian file program 4.2.2.1 Hasil Perhitungan Program untuk Kasus Tak Bergoyang 4.2.2.2 Hasil Perhitungan Program untuk Kasus Bergoyang 4.2.3.1(a) Struktur bangunan pertokoan yang ditinjau 4.2.3.1(b) Struktur bangunan pertokoan yang ditinjau 4.2.3.1(c) Pola Penamaan Frame
4.2.3.2(a) Beban Mati pada Frame 31-33 4.2.3.2(b) Beban Mati pada Frame 35-37 4.2.3.2(c) Beban Mati pada Frame 39-41 4.2.3.3(a) Beban Hidup pada frame 31-33 4.2.3.3(b) Beban Hidup pada frame 35-37 4.2.3.3(c) Beban Hidup pada frame 39-41
4.2.3.4(a) Beban dinding sebesar 7,5 KN/m di frame 27-29 4.2.3.4(b) Beban dinding sebesar 7,5 KN/m di frame 23-25 4.2.3.4(c) Beban dinding sebesar 7,5 KN/m di frame 19-21 4.2.3.5 Beban Angin sebesar 1,6 KN/m (0,2 KN/m2 x 8 m) 4.2.3.6 Gambar MDtop dan MDbot
4.2.3.7 Gambar MLtop dan MLbot 4.2.3.8 Mwtop dan Mwbot
4.2.3.9 Hasil Akhir Perhitungan Desain Kolom Profil Baja WF Menurut AISC-LRFD 2005
4-37 4-37 4-38 4-38 4-50 4-63 4-76 4-78
DAFTAR TABEL
Tabel
Tabel 4.1.1.1 Tombol Navigasi Form Gambar Profil Baja WF
Tabel 4.1.1.2 Tombol Navigasi Form Perhitungan Desain Kolom Profil Baja WF menurut AISC-LRFD 2005
Tabel 4.2.3.1 Analisis Gaya Dalam Ditinjau dari Beban Mati Tabel 4.2.3.2 Analisis Gaya Dalam Ditinjau dari beban Hidup Tabel 4.2.3.3 Analisis Gaya Dalam Ditinjau dari beban Angin Tabel 5.1.1 Validasi Program terhadap nilai Input Data Tabel 5.1.2 Validasi Program terhadap Nilai Output Data
Halaman 4-3 4-4
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
D = Tinggi profil atau penampang, mm
bf = Lebar profil (lebar sayap), mm
tf = Tebal sayap atau flens, mm
tw = Tebal badan profil atau web, mm
r = Jari-jari girasi, mm
A = Luas penampang profil, cm2
Ix = Momen inersia terhadap sumbu x, cm4
Iy = Momen inersia terhadap sumbu y, cm4
E = Modulus elastisitas, Mpa
Fy = Tegangan Leleh, Mpa
Lb = Panjang tak tertumpu ( unbraced length ), m
Kly = Panjang efektif dalam arah y, m
Klxns = Panjang efektif dalam arah x yang tidak mengalami goyangan, m
Klxs = Panjang efektif dalam arah x yang mengalami goyangan, m
PD = Beban aksial akibat beban mati, KN
PL = Beban aksial akibat beban hidup, KN
MDtop = Momen atas akibat beban mati, KN.m
MDbot = Momen bawah akibat beban mati, KN.m
MLtop = Momen atas akibat beban hidup, KN.m
MLbot = Momen bawah akibat beban hidup, KN.m
Mwtop = Momen atas akibat beban angin, KN.m
Mwbot = Momen bawah akibat beban angin, m
Sx = Modulus penampang terhadap sumbu x, cm3
Sy = Modulus penampang terhadap sumbu y, mm3
Cw = Konstanta Puntir (wrapping), cm6
Zx = Modulus plastis terhadap sumbu x, cm3
Zy = Modulus plastis terhadap sumbu y, mm3
J = Konstanta Torsi, mm4
h = Tinggi bersih web, cm
rx = jari-jari girasi terhadap sumbu x, cm
ry = jari-jari girasi terhadap sumbu y, cm
Pu = Beban aksial terfaktor, KN
Mtop = Momen atas, KN.m
Mbot = Momen bawah, KN.m
M1 = Momen minimal antara Momen atas dan bawah, KN.m
Mnt = Momen tak bergoyang ( no translation), KN.m
Mlt = Momen bergoyang ( lateral translation), KN.m
Pe1 = Beban kritis Euler untuk kondisi tak bergoyang, KN
B1 = Faktor amplifikasi untuk momen tak bergoyang
Pe2 = Beban kritis Euler untuk kondisi bergoyang, KN
B2 = Faktor amplifikasi untuk momen bergoyang
MA = Momen pada jarak seperempat bentang, KN.m
MB = Momen pada jarak setengah bentang, KN.m
MC = Momen pada jarak tiga perempat bentang, KN.m
Mu = Momen terfaktor, KN.m
Mp = Momen plastis, KN.m
Mn = Momen Nominal, KN.m
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kolom
Secara garis besar komponen struktur dapat digolongkan menjadi beberapa
bagian, diantaranya balok, kolom, slab atau plat, dinding dan pondasi. Komponen
yang diangkat sebagai kajian pada skripsi ini adalah komponen struktur kolom
yang merupakan elemen vertikal yang memikul sistem lantai struktural. Elemen ini
merupakan elemen yang mengalami tekan dan pada umumnya disertai dengan
momen lentur dan kolom merupakan salah satu unsur terpenting dalam peninjauan
keamanan struktur.
Pada kenyataannya tidak pernah terjadi suatu kolom menerima beban
aksial murni. Hal ini disebabkan kolom selalu akan menerima momen yang
diakibatkan oleh eksentrisitas dari gaya yang bekerja pada kolom tersebut.
Namun, dikarenakan kolom yang akan didesain menggunakan profil baja WF yang
adalah profil untuk balok, dengan demikian kolom jenis ini juga sering disebut
dengan istilah Balok-Kolom (Beam-Column). Oleh sebab itu, dalam perencanaan
kolom / balok-kolom ini perlu dipertimbangkan interaksi antara gaya aksial dengan
gaya momen. Interaksi antar kedua gaya tersebut dapat dijabarkan sebagai berikut
:
Jika 0,2
.Pn ≥ C
Pu
θ maka bentuk interaksinya adalah bMn
Mu
θ maka bentuk interaksinya adalah bMn
2-2
Bentuk interaksi tersebut disesuaikan dengan kondisi pada saat perhitungan dan
interaksi tersebut akan harus menghasilkan rasio ≤ 1.
Selain dinding pemikul-beban (load –bearing walls), kolom juga
merupakan elemen vertikal yang sangat banyak digunakan. Bahkan dinding
pemikul-beban itu sebenarnya dapat dipandang sebagai kolom yang diperluas di
satu bidang. Kolom tidak selalu harus berarah vertikal. Meskipun suatu elemen
struktur bisa berarah miring, asalkan memenuhi definisi kolom, yaitu beban
(aksial) hanya diberikan di ujung-ujungnya dan tidak ada beban transversal,
elemen struktur dapat disebut kolom. Dengan demikian, kolom tidak mengalami
lentur secara langsung (tidak ada beban tegak lurus terhadap sumbunya).
Kolom dapat dikategorikan berdasarkan panjangnya. Kolom pendek
adalah jenis kolom yang kegagalannya berupa kegagalan material (ditentukan oleh
kekuatan material). Dapat juga dikatakan bahwa kolom pendek adalah elemen
struktur kolom yang mempunyai nilai perbandingan antara panjangnya dengan
dimensi penampang melintang relatif kecil. Sedangkan kolom panjang adalah
kolom yang kegagalannya ditentukan oleh tekuk (buckling), jadi kegalannya
adalah karena ketidakstabilan , bukan karena kekuatan. Dengan kata lain elemen
struktur tekan yang semakin panjang akan semakin langsing yang disebabkan oleh
proporsinya, hal ini pun merupakan definisi dari kolom panjang.
Sehingga dapat dikatakan pengertian atau definisi dari desain balok-kolom
atau kolom yang menggunakan profil baja WF (profil balok) adalah balok WF
yang berperilaku sebagai kolom yang menerima beban aksial dan gaya momen.
Dengan kata lain balok WF tadi ditempatkan sebagai kolom dalam kondisi
struktural.
2-3
Langkah-langkah perhitungan desainnya diawali dengan penentuan batasan
kekompakan penampang. Selanjutnya dengan pengecekan masing-masing
kombinasi pembebanan yang mungkin terjadi dan perhitungan desain kolom WF.
2.2 Komputer
Secara ilmu etimologi atau ilmu yang mempelajari tentang asal kata, kata
komputer sendiri berasal dari bahasa latin computare yang mengandung arti
menghitung. Mengingat cakupan ilmu komputer yang sangat komprehensif dan
spesifik, maka kita menjumpai beberapa pandangan dan pendapat yang berbeda
mengenai terminologi komputer. Pandangan-pandangan tersebut antara lain :
• Menurut Hamacher, komputer adalah mesin penghitung elektronik yang
cepat dan dapat menerima informasi input digital, kemudian
memprosesnya sesuai dengan program yang tersimpan di memorinya, dan
menghasilkan output berupa informasi.
• Menurut Blissmer,komputer adalah suatu alat elektonik yang mampu
melakukan beberapa tugas sebagai berikut:
- menerima input
- memproses input tadi sesuai dengan programnya
- menyimpan perintah-perintah dan hasil dari pengolahan
- menyediakan output dalam bentuk informasi
• Sedangan Fuori, berpendapat bahwa komputer adalah suatu pemroses data
2-4
perhitungan aritmetika dan operasi logika, tanpa campur tangan dari
manusia.
Untuk mewujudkan konsepsi komputer sebagai pengolah data untuk
menghasilkan suatu informasi, maka diperlukan sistem komputer (computer
sistem) yang elemennya terdiri dari hardware, software dan brainware. Ketiga
elemen sistem komputer tersebut harus saling berhubungan dan membentuk
kesatuan. Hardware tidak akan berfungsi apabila tanpa software, demikian juga
sebaliknya. Dan keduanya tiada bermanfaat apabila tidak ada manusia (brainware)
yang mengoperasikan dan mengendalikannya.
2.3 Perangkat Lunak Pendukung
Perangkat lunak atau software yang digunakan sebagai alat bantu dalam
desain balok kolom dan merupakan pengembangan dari teori perhitungan desain
balok kolom adalah program Visual Basic 6.0. Program Visual Basic 6.0 sendiri
merupakan sebuah program untuk membuat aplikasi atau dengan kata lain dapat
dikatakan aplikasi untuk membuat aplikasi. Program Visual Basic 6.0 juga dapat
digunakan untuk mengembangkan perhitungan desain balok kolom profil baja WF
ke dalam bentuk sebuah aplikasi yang dapat digunakan secara mudah dan relatif
cepat dibandingkan dengan perhitungan secara manual.
2.4 Deskripsi Microsoft Visual Basic 6.0 secara umum
Microsoft Visual Basic adalah salah satu bahasa pemrograman komputer. Bahasa
pemrograman adalah perintah-perintah yang dimengerti oleh komputer untuk
2-5
melakukan tugas-tugas tertentu. Bahasa pemrograman Visual Basic, yang
dikembangkan oleh Microsoft sejak tahun 1991, merupakan pengembangan dari
pendahulunya yaitu bahasa pemrograman BASIC (Beginner’s All-purpose
Symbolic Instruction Code) yang dikembangkan pada era 1950-an. Basic yaitu
sebuah bahasa pemograman yang dalam sejarahnya sudah banyak digunakan oleh
para programer untuk menyusun aplikasi. Secara umum ada beberapa manfaaat
yang diperoleh dari pemakaian program Visual Basic, diantaranya seperti :
• Dipakai dalam membuat program aplikasi berbasis windows.
• Dipakai dalam membuat obyek-obyek pembantu program, seperti
fasilitas help, kontrol Active X, aplikasi internet dan sebagainya.
• Digunakan juga untuk menguji program (Debugging) dan menghasilkan
program akhir EXE yang bersifat Executable, atau dapat langsung
dijalankan.
Visual Basic merupakan salah satu Development Tool yaitu alat bantu
untuk membuat berbagai macam program komputer, khususnya yang
menggunakan sistem operasi Windows. Visual Basic merupakan salah satu bahasa
pemrograman komputer yang mendukung object (Object Oriented Programming =
OOP).
Microsoft Visual basic 6.0 juga menyertakan beberapa sarana diantaranya:
1. Data Access, yang memberi kesempatan untuk membuat basis data dan
aplikasi front-end, termasuk didalamnya microsoft SQL 9 (Structured Query
Language) client server dan sarana basis data lainnya.
2. Active-X, yang merupakan teknik yang memberi kesempatan untuk
2-6
6.0, misalnya pengolah data dengan microsoft word spread sheet microsoft
excell dan aplikasi yang kita buat.
3. Fasilitas Internet, yang mempermudah dalam mengakses dokumen dan
aplikasi internet lewat aplikasi yang kita buat.
4. Data membuat aplikasi kita dalam sebuah file eksekusi (EXE) menggunakan
run time dinamic link library (DLL) yang dapat didistribusikan secara bebas.
DAFTAR PUSTAKA
Robert H. Blissmer 1985-1986, “Computer Annual, An Introduction to Information Systems (2nd Edition)”, John Wiley & Sons.
Spiegel Leonard, Limbrunner F. George, (1991).”Desain Baja Struktural Terapan”.Bandung.PT Eresco.
Brockenbrough L.Roger, Merritt S.Frederick, (2004).”Structural Steel Designer’s Handbook”(4th edition )”, McGraw-Hill
Schodek, Daniel L, (1998). “Struktur”. Bandung: PT. Refika Aditama.
Prasetyo Didik Dwi. “101 Tip dan Trik Visual Basic (Buku Kedua). PT.Elex Media Komputindo
Malik Jaja Jamaludin. “Animasi Form Pada Visual Basic”. Penerbit ANDI
V. Carl Hamacher, Zvonko G. Vranesic, Safwat G. Zaky, (2001). “Computer Organization (5th Edition)”, McGraw-Hill.
William M. Fuori (1981),” Introduction to the Computer: The Tool of Business (3rd Edition)”, Prentice Hall.
