vi
ABSTRAK
Pertimbangan stabilitas dari kolom langsing beton bertulang dengan sendi pada kedua ujung perletakkan (pin-ended column) dipengaruhi oleh beban kritis, lendutan di tengah kolom, daktilitas perpindahan, serta faktor perbesaran momen. Kolom langsing tersebut merupakan struktur tak-bergoyang (non sway). Untuk menentukan faktor-faktor di atas maka dilakukan proses analisis yang dikenal dengan analisis orde-pertama atau dikenal dengan metode perbesaran momen.
Hasil analisis pada studi ini yaitu beban aksial terfaktor Pu dan momen lentur terfaktor Mu sebagai akibat dari pembebanan dengan metode perbesaran momen. Kemudian periksa penulangan kolom berdasarkan diagram interaksi yang tersedia sehingga akan diketahui kuat tidaknya kolom tersebut dalam memikul beban tertentu.
Guna mempermudah pengolahan dan penyajian material data, section data, dan load data serta maka diperlukan bantuan dari bidang ilmu lain. Hal yang dimaksudkan yaitu dengan pembuatan sistem informasi menggunakan bahasa pemrograman Delphi dan dilengkapi dengan database MySQL ini. Sehingga diharapkan dapat mempermudah pengecekan kekuatan suatu kolom langsing terhadap beban yang dipikul kolom tersebut.
Kata kunci: kolom langsing, faktor perbesaran momen, beban kritis,
vii
ABSTRACT
Consideration of the stability of the slender column of reinforced concrete with joints at both ends pedestal (pin-ended column) is influenced by the critical load, deflection at the middle column, the displacement ductility, as well as the magnification factor of the moment. Slender column is a non-sway structures (non-non-sway). To determine the factors above, performed analytical process known as first-order analysis or known by the moment magnification method.
The results of the analysis in this study is the factored axial load Pu and Mu factored bending moment as a result of the imposition by the moment magnification method. Then check the column reinforcement based on the interaction diagram are available so strong will know whether or not the column in a particular burden.
To facilitate processing and presentation of material data, the data section, and load data and will require assistance from other scientific fields. It is intended that by making information systems using Delphi programming language and MySQL database comes with this. Thus expected to facilitate the checking of the strength of a slender column of the burden borne by that column.
Key words: slender columns, the moment magnification factor, the critical
viii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL …...………i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
PERNYATAAN PUBLIKASI LAPORAN TUGAS AKHIR ... iv
PERNYATAAN ORISINALITAS LAPORAN TUGAS AKHIR ...v
ABSTRAK ... vi
ABSTRACT ... vii
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR GAMBAR... ix
DAFTAR TABEL ... xv
DAFTAR LAMPIRAN ... xvi
DAFTAR NOTASI ... xvii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Perumusan Masalah ... 3
1.2.1 Perumusan Masalah Bidang Teknik Sipil ... 3
1.2.2 Perumusan Masalah Bidang Sistem Informasi ... 3
1.3 Tujuan ... 3
1.4 Ruang Lingkup Kajian ... 4
1.5 Batasan Masalah ... 5
1.6 Sistematika Penulisan ... 5
BAB 2 LANDASAN TEORI ... 7
2.1 Kolom Beton Bertulang ... 7
2.1.1 Diagram Interaksi Gaya Aksial-Momen ... 11
2.1.2 Ragam Keruntuhan Material pada Kolom ... 12
ix
2.2 Faktor Reduksi Kekuatan pada Kolom ... 15
2.3 Kolom Langsing ... 17
2.4 Tekuk Elastis pada Kolom dengan Beban Aksial ... 19
2.5 Pembuatan Sistem Informasi ... 24
2.5.1 Definisi dan Fungsi Alat Pemodelan ... 24
2.5.2 Flowchart ... 24
2.5.3 Entity Relationship Diagram (ERD) ... 30
2.5.4 Use case Diagram dalam UML ... 33
2.5.5 Activity Diagram ... 36
2.5.6 Pemrograman Bahasa DELPHI ... 37
2.5.7 Sistem Informasi ... 40
2.5.8 Proses Bisnis ... 43
BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN ... 43
3.1 Proses Bisnis ... 43
3.2 Flowchart ... 44
3.3 Entity Relationship Diagram (ERD) ... 45
3.3.1 Skema Database ... 46
3.4 Use Case ... 47
3.5 Skenario Use Case ... 48
3.6 Activity Diagram ... 58
3.7 Rancangan Tampilan Antarmuka Pengguna ... 65
BAB 4 HASIL PENELITIAN ... 74
4.1 Preliminary Desain Kolom Langsing ... 74
4.2 Perhitungan Diagram Interaksi ... 80
4.3 Tampilan Home ... 91
4.4 Tampilan Sub menu Define – Material ... 93
4.5 Tampilan Sub menu Define – Section ... 96
4.6 Tampilan Sub menu Define – Load ... 99
x
4.8 Tampilan Interaction Diagram ... 107
4.9 Tampilan Result Report ... 110
BAB 5 PEMBAHASAN DAN UJI COBA HASIL PENELITIAN ... 111
5.1 Test Case dan Error Handling pada Sistem Informasi .... 111
BAB 6 PENUTUP ... 125
5.1 Kesimpulan ... 125
5.2 Saran ... 125
DAFTAR PUSTAKA ... 126
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Kolom Beton ... 7
Gambar 2.2 Kategori Kolom ... 8
Gambar 2.3a Kolom Single Curvature 0≤M_1/M_2≤1 ... 10
Gambar 2.3b Kolom Double Curvature -1≤M_1/M_2≤0 ... 10
Gambar 2.4 Diagram Interaksi ... 11
Gambar 2.5 Distribusi tegangan yang sesuai dengan titik pada Diagram Interaksi ... 14
Gambar 2.6 Gaya Defleksi pada Kolom ... 18
Gambar 2.7 Beban dan Momen pada Kolom ... 18
Gambar 2.8 Kondisi kesetimbangan ... 21
Gambar 2.9 Tekuk pada kolom sendi-sendi ... 22
Gambar 2.10 Panjang efektif kolom ... 22
Gambar 2.11 Panjang efektif dari kolom ideal ... 23
Gambar 2.12 Flowchart Program ... 27
Gambar 2.13 (a) Use Case Diagram ... 36
Gambar 2.13 (b) Contoh Use Case Diagram ... 37
Gambar 3.1 Flowchart Analisis Kolom Langsing Dengan Perletakan Sendi Pada Kedua Ujungnya ... 44
Gambar 3.2 Entity Relationship Diagram ... 45
Gambar 3.3 Use Case ... 47
Gambar 3.4 Activity Diagram – Add New Material ... 58
Gambar 3.5 Activity Diagram – Modify Material ... 59
Gambar 3.6 Activity Diagram – Delete Material ... 59
Gambar 3.7 Activity Diagram – Add New Section ... 60
Gambar 3.8 Activity Diagram – Modify Section ... 61
Gambar 3.9 Activity Diagram – Delete Section ... 61
Gambar 3.10 Activity Diagram – Add New Load ... 62
xii
Gambar 3.12 Activity Diagram – Delete Load ... 63
Gambar 3.13 Activity Diagram – Analysis and Design Column ... 64
Gambar 3.14 Rancangan Form Login ... 65
Gambar 3.15 Rancangan Form Register... 65
Gambar 3.16 Rancangan Form Home ... 66
Gambar 3.17 Rancangan Form Material ... 66
Gambar 3.18 Rancangan Form Add New Material ... 67
Gambar 3.19 Rancangan Form Modify/Show Material ... 67
Gambar 3.20 Rancangan Form Section ... 68
Gambar 3.21 Rancangan Form Add New Section ... 68
Gambar 3.22 Rancangan Form Modify/Show Section ... 69
Gambar 3.23 Rancangan Form Load ... 69
Gambar 3.24 Rancangan Form Add New Load ... 70
Gambar 3.25 Rancangan Form Modify/Show Load ... 70
Gambar 3.26 Rancangan Form Analysis and Design ... 71
Gambar 3.27 Rancangan Form Choose Material Data ... 71
Gambar 3.28 Rancangan Form Choose Section Data ... 72
Gambar 3.29 Rancangan Form Choose Load Data ... 72
Gambar 3.30 Rancangan Form Interaction Diagram ... 73
Gambar 4.1 Kolom-Desain kolom langsing dengan perletakan sendi pada kedua ujungnya ... 74
Gambar 4.2 Tampang Kolom ... 80
Gambar 4.3 Tampilan Home ... 92
Gambar 4.4 Tampilan Sub menu Define – Material ... 93
Gambar 4.5 Tampilan Add New Material... 94
Gambar 4.6 Tampilan Modify Material... 95
Gambar 4.7 Data Material ... 96
Gambar 4.8 Tampilan Sub Menu Define-Section ... 97
Gambar 4.9 Tampilan Add New Section ... 98
Gambar 4.10 Tampilan Modify Section ... 99
xiii
Gambar 4.12 Tampilan Sub Menu Define-Load ... 100
Gambar 4.13 Tampilan Add New Load ... 101
Gambar 4.14 Tampilan Modify Load ... 103
Gambar 4.15 Tampilan Data Load ... 103
Gambar 4.16 Tampilan Data Combo ... 104
Gambar 4.17 Tampilan Analysis and Design ... 106
Gambar 4.18 (a) Diagram Interaksi (a) ... 107
Gambar 4.18 (b) Diagram Interaksi (b) ... 108
Gambar 4.18 (c) Diagram Interaksi (c) ... 108
Gambar 4.18 (d) Diagram Interaksi (d) ... 109
Gambar 5.1 Testing Add New Material – No. Material Kosong .... 112
Gambar 5.2 Testing Add New Material –Material Name Kosong 112 Gambar 5.3 Testing Add New Material –Specified Concrete Comp. Strength kosong……… ... 112
Gambar 5.4 Testing Add New Material –Bending Reinf. Yield Stress kosong…………. ... 113
Gambar 5.5 Testing Add New Material –Modulus Of Elasticity Kosong……….113
Gambar 5.6 Testing Add New Material – Data berhasil disimpan ke database………… ... 114
Gambar 5.7 Testing Modify Material – Data pada database berhasil diubah………….. ... ……….114
Gambar 5.8 Testing Add New Section – No. Section Kosong ... 115
Gambar 5.9 Testing Add New Section – Section Name Kosong .. 116
Gambar 5.10 Testing Add New Section – Width Kosong ... 116
Gambar 5.11 Testing Add New Section – Depth Kosong ... 116
Gambar 5.12 Testing Add New Section – Top Eccentrycity of axial load Kosong…….. ... 116
Gambar 5.13 Testing Add New Section – Bottom Eccentrycity of axial load Kosong……… ... 117
xiv
Gambar 5.15 Testing Add New Section – Data berhasil disimpan ke
database………. ... 118
Gambar 5.16 Testing Modify Section – Data pada database berhasil diubah…….. ... 119
Gambar 5.17 Testing Add New Load – No. Load Kosong ... 120
Gambar 5.18 Testing Add New Load – Load Name Kosong ... 120
Gambar 5.19 Testing Add New Load – Dead Load Kosong ... 120
Gambar 5.20 Testing Add New Load – Live Load Kosong ... 120
Gambar 5.21 Testing Add New Load – Load Combination Name Kosong………. ... 121
Gambar 5.22 Testing Add New Load – Scale factor for Dead Load Kosong……. ... 121
Gambar 5.23 Testing Add New Load – Scale factor for Live Load Kosong…… ... 121
Gambar 5.24 Testing Add New Load – Data berhasil disimpan ke database... 122
Gambar 5.25 Testing Modify Load – Data pada database berhasil diubah…….. ... 123
Gambar 5.26 Testing Choose Data – No. Material Kosong... 124
Gambar 5.27 Testing Choose Data – No. Section Kosong ... 124
Gambar 5.28 Testing Choose Data – No. Load Kosong ... 124
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Faktor Reduksi Kekuatan Menurut
SNI-03-2847-2002….…….. ... 16
Tabel 2.2 Simbol Flowchart Standar ... 27
Tabel 2.3 Pengertian Sistem Informasi... 40
Tabel 4.1 Hasil hitungan manual dengan program perhitungan Pu-Mc…………. ... 79
Tabel 4.2 Hasil manual perhitungan P-M ... 90
Tabel 4.3 Hasil program perhitungan P-M ... 90
Tabel 4.4 Hasil program dibandingkan dengan hasil perhitungan manual P-M ... 91
Tabel 5.1 Test Case Add New Material ... 111
Tabel 5.2 Test Case Modify Material ... 114
Tabel 5.3 Test Case Add New Section ... 115
Tabel 5.4 Test Case Modify Section ... 118
Tabel 5.5 Test Case Add New Load ... 119
Tabel 5.6 Test Case Modify Load ... 122
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
xvii
DAFTAR NOTASI
Luas penampang, mm2
Luas penampang bruto dari suatu elemen (batang) beton, mm2
Luas total tulangan longitudinal, mm2
Luas tulangan tekan, mm2
Luas tulangan tarik, mm2 Lebar penampang kolom, mm
Faktor yang menghubungkan diagram momen uniform ekuivalen dengan diagram aktualnya
Beban mati
Modulus elastisitas beton, Nmm2
Modulus elastisitas baja, Nmm2
Kekakuan lentur balok, Nmm2
Tegangan serat lentur pada beban layan, Nmm2
Tegangan tekan spesifikasi dari beton, Nmm2
Kuat leleh spesifikasi dari tulangan nonprategang, Nmm2
Tegangan lentur terkomputasi dalam tulangan (baja) tarik pada
beban layan, Nmm2
ℎ Tinggi penampang kolom, mm
Momen inersia bruto dari suatu penampang, mm4
Momen inersia, mm4
Faktor panjang efektif dari suatu elemen tekan
Beban hidup
xviii
Momen terfaktor ujung kecil di dalam suatu elemen tekan, Nmm
Momen terfaktor ujung besar di dalam suatu elemen tekan, Nmm Perbesaran Momen, Nmm
Momen Mati, Nmm
Momen Mati, Nmm
Momen Nominal, Nmm
Beban aksial, N
Beban tekuk Euler dari kolom, N
Beban mati, N Beban hidup, N
Beban nominal, N
Beban terfaktor ultimate, N
Eksentrisitas, mm
Rasio momen beban mati
Δ Defleksi, mm
δns Faktor perbesaran momen untuk kolom langsing pada rangka dengan pengaku ke sidesway
∅ Faktor reduksi kapasitas
Koefisien; 22/7 atau 3,14
Universit as Krist en M aranat ha 1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dewasa ini bangunan dituntut untuk bisa memiliki struktur yang kuat.
Salah satu elemen yang berperan penting pada suatu bangunan
adalah kolom. Kolom merupakan elemen tekan yang menumpu /
menahan balok yang memikul beban-beban pada lantai. Sehingga
kolom ini sangat berarti bagi struktur. Jika kolom runtuh, maka
runtuh pulalah bangunan secara keseluruhan. Berdasarkan
kelangsingannya kolom dapat dibedakan menjadi kolom langsing
dan kolom tidak langsing. Kolom langsing dapat juga didefinisikan
sebagai kolom yang mengalami pengurangan kekuatan akibat
adanya kelangsingan (ACI 318-99). Dari definisi tersebut dapat
disimpulkan untuk perencanaan kolom langsing memerlukan lebih
banyak perhatian.
Pembangunan seperti sekarang ini benyak sekali arsitektur yang
ingin membuat gedung tinggi tetapi menggunakan diameter kolom
yang kecil, dengan tujuan untuk memperluas kapasitas ruangan dan
meningkatkan nilai seni dari gedung tersebut. Karena tuntutan
tersebut, perencana harus menggunakan kolom langsing dalam
proses pembuatannya. Dengan menggunakan kekuatan beton yang
tinggi serta penulangan yang benar dan perhitungan analisa yang
akurat, sudah bukan hal tidak mungkin lagi jika perencanaan kolom
langsing dapat dilakukan oleh semua perencana.
Pada kolom langsing faktor tekuk perlu diperhitungkan. Sedangkan
pada tak langsing, faktor tekuknya tidak perlu menjadi perhatian
karena pengaruhnya kecil. Kelangsingan kolom didasarkan pada
Universit as Krist en M aranat ha 2 kolom, tegangan lentur bertambah dan dapat terjadi tekuk
(McCormac, 2003).
Keruntuhan kolom struktur merupakan hal yang sangat berarti
ditinjau dari segi ekonomis maupun segi manusiawi. Oleh karena itu,
dalam merencanakan kolom perlu lebih waspada, yaitu dengan
memberikan kekuatan cadangan yang lebih tinggi daripada yang
dilakukan pada balok dan elemen struktural horizontal lainnya,
terlebih lagi karena keruntuhan tekan tidak memberikan peringatan
awal yang cukup jelas.
Perkembangan teknologi dengan dunia teknik sipil saat ini hampir
tidak dapat dipisahkan lagi. Misalnya jelas terlihat dalam proses
perhitungan struktur. Data-data yang diinput akan diolah dan
disajikan lebih cepat dari sebelumnya dalam bentuk informasi.
Dalam hal ini peninjauan difokuskan pada elemen kolom langsing.
Sebelumnya perhitungan analisis kolom langsing diselesaikan
secara manual dengan mengikuti langkah-langkah serta rumus yang
tersedia. Padahal perhitungan struktur secara keseluruhan tidak
sedikit. Dapat dibayangkan banyaknya waktu dan energi yang
terbuang hanya untuk menyelesaikan proses analisis tersebut.
Karena masalah diatas, maka diperlukan suatu aplikasi yang dapat
mempermudah perhitungan analisis kolom langsing. User dapat
menginput data-data yang diperlukan dalam perhitungan sehingga
tersaji dalam bentuk tabel. Menyimpan dan membuka data yang
telah dikerjakan sebelumnya dengan demikian maka tersedia
Universit as Krist en M aranat ha 3
1.2 Perumusan Masalah
Perumusan masalah ini dibagi ke dalam dua bidang ilmu yang
ditinjau yaitu bidang sipil dan bidang sistem informasi.
1.2.1 Perumusan Masalah Bidang Teknik Sipil
Adapun masalah yang mungkin terjadi yaitu kesukaran dalam
perhitungan manual analisis kolom langsing. Kesalahan yang terjadi
nantinya akan mempengaruhi kemampuan suatu penampang dalam
memikul beban tertentu. Kegagalan pada kolom akan berakibat
langsung pada runtuhnya komponen struktur lain yang berhubungan
dengannya, atau bahkan merupakan batas runtuh total keseluruhan
struktur bangunan.
1.2.2 Perumusan Masalah Bidang Sistem Informasi
Bagaimana memberikan solusi sistem informasi yang diawali
dengan penginputan data, proses mengolah hingga menyajikan data
tersebut dalam bentuk informasi yang bermanfaat dalam
pengambilan suatu keputusan. Solusi tersebut dirancang dalam
bentuk aplikasi desktop yang diharapkan mudah digunakan oleh
user, dalam hal ini penganalisis. Sehingga dapat membantu
menyelesaikan perhitungan kolom langsing dalam waktu yang
efisien dan secara benar.
1.3 Tujuan
Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam tugas akhir ini antara lain:
1. Membuat suatu perangkat lunak teknik sipil sederhana untuk
mengetahui kebutuhan tulangan (rasio tulangan) longitudinal
pada kolom langsing.
2. Mendapatkan titik − koordinat kombinasi beban yang
Universit as Krist en M aranat ha 4 kebutuhan tulangan longitudinal pada kolom dapat dipenuhi
secara akurat.
3. Membuat diagram interaksi − dari penampang
kolom langsing akibat kombinasi momen lentur dan gaya
aksial sehingga dapat diketahui kapasitas kolomnya.
4. Mengetahui bahwa nilai output aplikasi program yang telah
dibuat dapat dipertanggungjawabkan dengan cara
memverifikasinya dengan hitungan manual.
1.4 Ruang Lingkup Kajian
Berdasarkan latar belakang dan rumusan masalah yang ada, maka
lingkup dari aplikasi ini adalah:
a. Ruang Lingkup Perangkat Lunak
1. Sistem Operasi : Microsoft Windows XP SP 3
2. Bahasa Pemrograman : Dephi 7
3. Sistem Basis Data : MySQL
4. Editor : Dephi 7
b. Ruang Lingkup Perangkat Keras
1. Precessor : Intel Pentium 4 1,8Hz
2. Memory : 1 GB DDR1
3. Harddisk : 40 GB
c. Ruang Lingkup Aplikasi
1. Hak akses hanya akan diberikan kepada Admin saja,
dimana admin harus memasukkan username dan
Universit as Krist en M aranat ha 5 2. Aplikasi berbasis desktop ini menangani pengolahan data
material, section, dan load, analisis kolom serta jumlah
tulangan yg dibutuhkan.
1.5 Batasan Masalah
Pembuatan sistem informasi ini menggunakan batasan masalah
sebagai berikut:
1. Kolom yang ditinjau adalah kolom langsing beton bertulang.
2. Bentuk penampang kolom adalah persegi, tanpa lubang.
3. Bahasa pemrograman yang digunakan adalah DELPHI.
4. Perencanaan yang dibahas adalah analisis dan desain
kolom.
5. Fitur yang dirancang adalah basis data material, basis data
penampang struktur kolom, basis data beban, plot kurva
diagram interaksi kolom, tabel hasil perhitungan, fasilitas
simpan dan panggil data.
6. Dasar teori acuan dalam perencanaan kolom berdasarkan
Peraturan Beton Indonesia SNI 2847-2002.
7. Pengaku lateral tidak dibahas dalam Tugas Akhir ini.
1.6 Sistematika Penulisan
Penulisan laporan Tugas Akhir ini dibagi menjadi enam bab dengan
sistematika pembahasan sebagai berikut:
BAB 1 PENDAHULUAN
Bab ini berisi latar belakang, perumusan masalah dari bidang teknik
sipil dan bidang sistem informasi, tujuan, batasan masalah, serta
Universit as Krist en M aranat ha 6 BAB 2 LANDASAN TEORI
Bab ini menjelaskan teori-teori yang menunjang dan berhubungan
dengan proses analisi dan desain dari aplikasi yg dibutuhkan. Teori
baik teori dari bidang ilmu teknik sipil maupun dari sistem informasi.
BAB 3 ANALISIS DAN RANCANGAN SISTEM
Bab ini berisi tentang semua pembahasan secara lengkap mengenai
analisis pemecahan masalah, perancangan desain aplikasi, dan
penjelasan sistem.
BAB 4 HASIL PENELITIAN
Bab ini berisi kumpulan screenshot dari proyek yang dibuat beserta
penjelasan dari tiap fungsi (method) utama yang dibuat dan hasil
hitungan manual.
BAB 5 PEMBAHASAN DAN UJI COBA HASIL PENELITIAN
Bab ini berisi laporan dari pengujian langsung aplikasi.
BAB 6 PENUTUP
Bab ini berisi tentang kesimpulan yang didapat dari hasil analisa,
desain dan implementasi berdasarkan dasar teori yang terkait, serta
saran tentang berbagai masukkan yang ada bagi pengembang
aplikasi ini di masa yang akan datang.
