PROGRAM PERENCANAAN FONDASI TELAPAK BERDASARKAN SNI DENGAN BAHASA PEMROGRAMAN PYTHON

(1)

PROGRAM PERENCANAAN FONDASI TELAPAK

BERDASARKAN SNI 2847 – 2013 DENGAN BAHASA

PEMROGRAMAN PYTHON 2.7.13

Tugas Akhir

untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil

diajukan oleh : u

diajukan oleh :

AHMAD MUKHLIS MUSTHOFA NIM : D 100 130 100

kepada :

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2017

(2)

(3)

iii MOTTO

"Harga kebaikan manusia adalah diukur menurut apa yang telah dilaksanakan/diperbuatnya"

(Ali Bin Abi Thalib)

“Menunggu kesuksesan adalah tindakan sia-sia yang bodoh” (Anonymous)

"Insinyur itu org org pintar, tapi mereka blm bisa menemukan alat utk mengukur tekanan mental"

(3 Idiots)

"Jika kau pria lakukan dengan bangga" (Anonymous)

"Lakukan hari ini, jangan tunggu besok" (Penyusun)

“All iz well” (3 Idiots)

"Manusia tidak merancang untuk gagal, mereka gagal untuk merancang."

(William J. Siegel)

"Bukan tinggal 1 menit, tetapi masih 1 menit" (Penyusun)

(4)

iv ABSTRAK

Fondasi merupakan salah satu struktur bangunan yang berfungsi untuk menopang dan menyalurkan beban di atasnya ke dalam tanah agar bagunan dapat berdiri dengan baik, maka dalam perencanaannya harus semaksimal mungkin untuk mengantisipasi keruntuhan bangunan. Fondasi telapak adalah fondasi yang terbuat dari beton bertulang yang dibentuk papan atau telapak. Fondasi ini biasanya digunakan sebagai tumpuan struktur kolom, khususnya untuk bangunan bertingkat. Agar bisa meneruskan beban ke lapisan tanah keras di bawahnya dengan baik, dimensi fondasi tapak sengaja dibuat lebih besar daripada ukuran kolom di atasnya. Beton bertulang sendiri adalah campuran semen dan agregat kasar dan halus yang diperkuat dengan baja tulangan yang ada di dalam beton itu sendiri. Program yang dirancang melingkupi perencanaan fondasi telapak berdasarkan SNI-2847 2013 menggunakan bahasa pemograman Python.org 2.7.13 berbasis GUI (Graphical User Interface). Sehingga hasil output software ini akan mempermudah interaksi dengan pengguna karena permodelan obyek dengan ketelitian hitungan tinggi. Hasil dari program ini sendiri berupa hasil perhitungan fondasi telapak dan gambar penulangan fondasi telapak tersebut yang disimpan berupa file dokumen dan gambar. Secara keseluruhan program ini dapat berjalan dengan baik dan valid sehingga dapat digunakan secara umum sebagai alat bantu perencanaan fondasi telapak khususnya fondasi telapak tunggal dengan jepit, fondasi telapak tunggal dengan sendi, dan fondasi telapak menerus.

(5)

v

ABSTRACT

The foundation is one of the structure of the building that serves to sustain and channel the load on it into the ground so that the building can stand well, then in the planning should be as much as possible to anticipate the collapse of the building. The foot plate is a foundation made of reinforced concrete that is shaped like a board or a sole. This foundation is commonly used as a foundation of column structures, especially for multilevel buildings. In order to pass the load to the hard soil layers beneath it properly, the dimensions of the tread foundation are deliberately larger than the size of the column above. Reinforced concrete itself is a mixture of cement and coarse and fine aggregates reinforced with reinforcing steel within the concrete itself. The program is designed to encompass the foot palte planning based on SNI-2847 2013 using Python.org 2.7.13 programming language based on GUI (Graphical User Interface). So the output of this software will facilitate the interaction with the user because the modeling of objects with high accuracy count. The results of this program itself is the result of the calculation of the foundation of the palm and the reinforcement image of the palm foundation is stored in the form of document files and images. Overall this program can run well and valid so it can be used generally as a tool of planning of Foot plate, sepesically single foot plate with clasp, Single foot plate with joints, and Foot plate continuously.

.

(6)

vi PRAKATA

Bismillahirrohmanrirohim

Assalamu’alaikum wa rahmatullah wa barakatuh

Alhamdulillahirobbil‘alamin, segala puji kehadirat Allah SWT yang Maha

Agung dan Pemilik seluruh ilmu pengetahuan. Atas rahmat dan hidayah-Nya penyusun dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Sholawat serta salam semoga tetap tercurahkan bagi sang pembawa petunjuk risalah Muhammad SAW yang kita tunggu syafaatnya hingga yaummul qiyamah. Salam untuk seluruh umat manusia se-iman yang mengikuti petunjuk jalan yang lurus menuju Allah, semoga Allah 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. Pada Tugas Akhir dengan judul program perencanaan fondasi telapak berdasarkan SNI 2847-2013 ini, penyusun membuat program aplikasi yang berhubungan dengan perhitungan fondasi telapak yang selanjutnya diberi nama SCODE (Structure Construction Design).

Pada kesempatan ini penyusun ingin menyampaikan ucapan terima kasih atas pengarahan, bimbingan serta bantuan yang telah diberikan selama penyusun menyelesaikan tugas belajar di Program Studi 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 Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta dan TIM Penguji Tugas Akhir yang telah memberikan sarana serta pengarahan pada penyusun selama ini.

3). Bapak Ir. H. Ali Asroni, M.T., selaku dosen pembimbing utama, terimaksih atas nasehat, ilmu, motivasi, pengalaman, kesabaran, dan bimbingannya selama ini.

(7)

vii

4). Bapak Ir. Aliem Sudjatmiko M.T. dan Bapak 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). Ibuku tercinta untuk seluruh jerih payah, dukungannya baik moril maupun materiil yang tiada ternilai, serta kasih sayang, kesempatan, dan kepercayaan yang telah diberikan.

6). Bapak sang motivator hidup, yang selalu mendoakan aku di dunia sana. 7). Kakak, adik, dan semua sanak keluarga yang selalu menyemangatiku hingga

kini.

8). Mas Fakhrur Rozi, yang telah membantu mengajari bahasa pemrogramanya. 9). Sahabat Majlis Ghibah yang selalu menjadi tempat untuk mengkikis lesu dan

jenuh selama ini .

10). Civil 2013 dan serta semua pihak yang terlibat baik secara langsung maupun tak langsung yang tak dapat ditulis satu persatu.

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 dan silahkan dikirim ke musthofa.cop@gmail.com 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, Agustus 2017

(8)

viii DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ... i LEMBAR PENGESAHAN ... ii MOTTO ... iii ABSTRAK ... iv ABSTRACT ... v PRAKATA ... vi

DAFTAR ISI ... viii

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR TABEL ... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ... xiv

DAFTAR NOTASI ... xv BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1 B. Rumusan Masalah ... 2 C. Tujuan Perancangan ... 2 D. Manfaat Perancangan ... 3 E. Batasan Masalah ... 3

F. Keaslian Tugas Akhir ... 4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA A. Beton Bertulang... 5

B. Fondasi Telapak ... 6

C. Bahasa Pemograman Python ... 8

BAB III. LANDASAN TEORI A. Prosedur Perancangan Fondasi... 9

B. Perancangan Fondasi Telapak Tunggal Dengn Jepit ... 11

1. Penentuan ukuran fondasi ... 11

2. Kontrol kuat geser satu arah ... 12

3. Kontrol kuat geser dua arah (geser pons) ... 14

4. Perhitungan penulangan fondasi ... 16

(9)

ix

4b. Penulangan fondasi bujur sangkar ... 19

4c. Perhitungan panjang penyaluran (ldh) ... 20

5. Perhitungan kuat dukung fondasi ... 22

C. Perancangan Fondasi Telapak Tunggal Dengan Sendi ... 24

D. Perancangan Fondasi Telapak Menerus ... 28

E. Bahasa Pemograman Python ... 35

1. Kosep kerja bahasa pemograman Python ... 35

2. IDE Python 2.7.13 ... 37

3. Istilah-istilah dalam pemograman Python ... 37

4. Pengontrol alur program ... 39

5. Fasilitas-fasilitas lain dari bahasa pemograman Python ... 41

6. Pemograman GUI (Graphical User Interface) Python ... 44

BAB IV. METODE PERANCANGAN A. Bahan / Materi Perancangan Program ... 53

B. Alat Bantu Perancangan Program ... 53

C. Tahapan Perancangan Program ... 54

BAB V. PEMAKAIAN DAN VALIDASI A. Langkah Pengoperasian Program ... 59

1. Fondasi telapak tunggal dengan jepit ... 62

2. Fondasi telapak tunggal dengan sendi ... 63

3. Fondasi telapak menerus ... 64

(10)

x

1. Perhitungan fondasi telapak tunggal dengan jepit ... 69 2. Perhitungan fondasi telapak tunggal dengan sendi ... 70 3. Perhitungan fondasi telapak menerus ... 71 BAB VI. PENUTUP

A. Kesimpulan ... 72 B. Saran ... 73 DAFTAR PUSTAKA

(11)

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1. Keterkaitan beton dengan baja tulangan ... 5

Gambar II.2. Fondasi telapak tunggal ... 6

Gambar II.3. Fondasi menerus ... 7

Gambar II.4. Fondasi telapak tunggal dengan sloof ... 7

Gambar III.1. Fondasi telapak tunggal dengan jepit ... 11

Gambar III.2. Distribusi tegangan pada kuat geser satu arah dan kerusakannya ... 13

Gambar III.3. Distribusi tegangan pada kuat geser 2 arah (geser pons) dan kerusakanya ... 14

Gambar III.4. Penulangan fondasi telapak persegi panjang dan tegangan tanah di bawah fondasi ... 16

Gambar III.5. Penulangan fondasi telapak tunggal bujur sangkar dan tegangan tanah di bawah fondasi ... 19

Gambar III.6. Jenis tulangan kait (Asroni, 2014)... 21

Gambar III.7. Skema perhitungan tulangan fondasi telapak tunggal dengan jepit ... 23

Gambar III.8. Fondasi telapak tunggal dengan sendi ... 24

Gambar III.9. Skema perhitungan tulangan fondasi telapak tunggal dengan sendi ... 27

Gambar III.10. Fondasi telapak menerus ... 28

Gambar III.11. Tegangan pada fondasi telapak menerus ... 29

Gambar III.12. Tegangan geser satu arah fondasi telapak menerus ... 30

Gambar III.13. Tegangan geser dua arah (geser pons) fondasi telapak menerus ... 31

Gambar III.14. Tulangan pada fondasi telapak menerus ... 32

Gambar III.15. Skema perhitungan tulangan fondasi telapak menerus ... 35

Gambar III.16. Ilustrasi object dalam Python 2.7.13 ... 36

Gambar III.17 Tampilan interpreter Python 2.17.13 ... 37

Gambar III.18 Tampilan interpreter GUI Python 2.17.13 ... 37

(12)

xii

Gambar V.1. Window Splash Screen ... 59

Gambar V.2. Tampilan Pengenalan Program dan login Scode ... 60

Gambar V.3. Tampilan pemilihan jenis fondasi telapak ... 61

Gambar V.4. Tampilan pemilihan bentuk fondasi telapak tunggal dengan jepit ... 61

Gambar V.5. Tampilan pemilihan bentuk fondasi telapak tunggal dengan sendi ... 62

Gambar V.6. Tampilan data input fondasi telapak tunggal dengan jepit ... 63

Gambar V.7. Tampilan data input fondasi telapak tunggal dengan sendi ... 64

Gambar V.8. Tampilan data input fondasi telapak menerus ... 65

Gambar V.9.a. kotak peringatan ... 66

Gambar V.9.b. kotak peringatan fondasi kurang tebal... 66

Gambar V.10. Window hasil perhitungan fondasi telapak dengan jepit ... 67

Gambar V.11. Window hasil perhitungan fondasi telapak tunggal dengan sendi ... 67

Gambar V.12. Window hasil perhitungan fondasi telapak menerus ... 68

Gambar V.13 Hasil gambar perhitungan fondasi telapak tunggal dengan jepit dengan program Scode ... 69

Gambar V.14 Hasil gambar perhitungan fondasi telapak tunggal dengan sendi dengan program Scode ... 70

Gambar V.15 Hasil gambar perhitungan fondasi telapak menerus dengan program Scode ... 71

(13)

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel III.1. Daftar kata kunci Python... 42

Tabel III.2. Beberapa sifat operator ... 42

Tabel III.3. Operator binary arimatik ... 43

Tabel III.4. Operator bitwise ... 43

Tabel III.5 Operator bitwise ... 43

Tabel III.6. Daftar argumen pada kelas Frame dan LabelFrame ... 45

Tabel III.7. Daftar argumen pada kelas Button ... 46

Tabel III.8. Daftar argumen pada kelas Entry ... 47

Tabel III.9. Daftar argumen pada kelas Listbox ... 47

Tabel III.10. Daftar argumen pada kelas Checkbutton ... 48

Tabel III.11. Daftar fungsi pada kelas Checkbutton ... 49

Tabel III.12. Daftar argumen pada kelas Radiobutton ... 50

Tabel III.13. Daftar fungsi pada kelas Radiobutton ... 50

Tabel III.14. Daftar argumen pada men navigasi ... 51

Tabel III.15. Daftar fungsi pada kelas navigasi ... 52

Tabel V.1. Perbandingan hasil perhitungan perencanaan fondasi telapak tunggal dengan jepit antara Scode (Perencanaan fondasi telapak tunggal dengan) dengan cara manual ... 69

Tabel V.2. Perbandingan hasil perhitungan perencanaan fondasi telapak tunggal dengan sendi antara Scode (Perencanaan fondasi telapak tunggal dengan sendi) dengan cara manual ... 70

Tabel V.3. Perbandingan hasil perhitungan perencanaan fondasi telapak menerus antara Scode (Perencanaan fondasi telapak menerus) dengan cara manual ... 71

(14)

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran V.1. Hitungan perencanaan fodasi telapak tunggal dengan jepit ...L-1 Lampiran V.2. Hitungan perencanaan fodasi telapak tunggal dengan sendi ...L-7 Lampiran V.3. Hitungan perencanaan fondasi telapak menerus ... L-12 Lampiran V.4. Lembar Konsultasi Tugas Akhir ... L-20

(15)

xv

DAFTAR NOTASI

A = luas penampang struktur, mm2

a = tinggi blok tegangan beton tekan persegi ekuivalen, mm A’s = luas tulangan tekan, mm2

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

As,maks = luas tulangan maksimum sesuai persyaratan, mm2

As,min = luas tulangan minimum sesuai persyaratan, mm2

As,u = luas tulangan tarik 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

B = ukuran lebar fondasi telapak, m b = ukuran lebar penampang strktur, mm

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 Cc = gaya tekan beton, kN

Cs = gaya tekan baja tulangan, kN

D = diameter tulangan deform, mm

d = tinggi efektif penampang strktur yang diukur dari tepi serat beton tekan sampai pusat berat tlangan tarik, mm

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

db = diameter batang tulangan, mm

dp = diameter tulangan polos, mm

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

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

MPa

(16)

xvi fs = tegangan tarik 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

Id = panjang penyaluran batang tulangan tarik, mm

Idc = panjang penyaluran tegangan tulangan tekan, mm

Idh = panjang penyaluran tulangan kait, mm

K = faktor momen pikul, MPa

Kmaks = faktor momen pikul maksimal, MPa

L = ukuran panjang fondasi telapak, m M = momen lentur, Nmm

M = momen perlu atau momen terfaktor penampang struktur, Nmm Mtx = momen lapangan pada arah sumbu-x, Nmm

Mty = momen lapangan pada arah sumbu-y, Nmm

Ø = lambang diameter batang tulangan polos, mm

P = beban aksial kolom yaitu beban yang arahnya sejajar dengan sumbu longitudinal kolom, kN

Pu = beban aksial perlu atau beban aksial terfaktor, kN

s = spesi begel tulangan fondasi

S = suatu jarak sebesar 1000 mm atau 1 meter

sb = selimut beton atau lapis lindung beton untuk tulangan, mm Sn = jarak bersih antar tulangan longitudinal, 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

αs = konstanta untuk menghitung gaya geser oleh beton (Vc)

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

β1 = faktor pembentuk tegangan beton tekan persegi ekuivalen

(17)

xvii

δs = faktor pembesar momen untuk kolom yang dapat bergoyang

λ = faktor agregat beton

ϕ = faktor reduksi kekuatan yang diambil sebesar 0,65 untuk kolom dengan tulangan sengkang atau sebesar 0,70 untuk kolom dengan tulangan spiral.

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

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

(18)