Tutorial Perhitungan Kolom Dengan Sotware

Perkembangan aplikasi program bantu dalam bidang teknik sipil sangat pesat akhir – akhir ini. Aplikasi program bantu tersebut mempunyai peranan yang sangat penting dalam bidang jasa perencanaan dan pekerjaan konstruksi di seluruh dunia. Banyak aplikasi program bantu yang telah dikembangkan oleh negara – negara maju yang notabene dapat mempercepat proses perhitungan struktur. Salah satu dari sekian banyak aplikasi program bantu yang bermanfaat untuk mendesain komponen struktur beton bertulang adalah program PCA Col. Aplikasi program bantu tersebut dapat digunakan untuk menganalisa dan mendesain kolom sesuai dengan ACI 318-95.

Program bantu untuk menghitung rasio tulangan ini dibuat dengan menggunakan bahasa pemrograman visual basic. Program ini dibuat dengan membagi menjadi beberapa modul dengan harapan untuk mempermudah proses debugging jika terjadi kesalahan pada saat penyusunan program.

Tutorial Perencanaan Kolom

Tutorial PCA Col

PCA Column dapat digunakan untuk mendesain atau menginvestigasi struktur kolom. Setelah melakukan analisa struktur secara manual maupun menggunakan software, dan diperoleh gaya-gaya yang bekerja pada kolom, maka langkah selanjutnya adalah melakukan desain tulangan kolom.

Berikut ini merupakan langkah – langkah untuk mengoperasikan program:

1)  Langkah pertama untuk memulai program, klik Column.exe dua kali sehingga muncul tampilan pertama jendela utama program.

2)  Langkah kedua adalah memulai project baru dengan cara klik menu Input > General Information. Menu ini berisi tentang nama project baru, nama kolom yang akan didesain, dan nama perencana. Ketiga parameter tersebut boleh dikosongkan karena tidak akan mempengaruhi jalannya program.

Selain itu, terdapat juga menu pilihan untuk design code yang akan digunakan. Klik OK untuk keluar dari jendela input General Information jika data yang diisikan oleh user diyakini sudah benar atau cancel untuk membatalkan data yang telah diinputkan.

3)  Langkah ketiga adalah menginputkan data – data material/bahan yaitu kuat tekan beton, ƒ’c dan kuat leleh tulangan baja, ƒy dengan cara klik menu Input > Material Properties. Ketika data ƒ’c diinputkan, parameter – parameter yang lain akan berubah dengan sendirinya seperti modulus elastisitas beton (Ec), tegangan maksimal beton (ƒc), dan beta dengan menganggap bahwa regangan batas beton sebesar 0,003. Selanjutnya, ketika data ƒy diinputkan, parameter yang berubah adalah regangan baja dengan menganggap nilai modulus elastisitas sebesar 200000 MPa dan regangan batas baja sebesar 0,002.

4)  Langkah keempat adalah input property penampang. Klik menu Input > Section > Rectangular untuk membuka jendela input penampang. Di dalam menu ini, user diminta untuk memasukkan data luas penampang yang terdiri dari panjang dan lebar kolom.

5)  Langkah kelima adalah memasukkan data – data seperti diameter tulangan longitudinal, selimut beton (decking), dan diameter tulangan tranversal (sengkang) dengan cara klik menu Input > Initial Reinforcement > Four Side Equal. Sebelum user menginputkan data – data di atas, user diharuskan memilih terlebih dahulu apakah menggunakan batasan rasio tulangan batasan minimal dan maksimal (pilihan Based on Minimal and Maximal Reinforcement Ratio) untuk menangkap titik komninasi beban ataukah menggunakan batasan jumlah tulangan minimal dan maksimal (Based on The Number of Bar).

Jika user memilih menggunakan Based on Minimal and Maximal Reinforcement Ratio maka user tidak perlu menginputkan data untuk n (min) dan n (max). Sebaliknya, jika user memilih menggunakan Based on The Number of Bar maka user harus menginputkan seluruh data termasuk n (min) dan n (max). Perlu diingat bahwa jumlah tulangan yang diinputkan harus kelipatan empat karena yang dibahas dalam tugas akhir ini hanya kolom berpenampang persegi dengan tulangan longitudinal empat sisi (four side equal).

6)  Langkah keenam adalah memasukkan input beban aksial dan momen dengan cara klik menu Input > Load > Factored. Di dalam menu ini user menginputkan beban aksial pada kolom Load dan momen pada kolom X-Moment. Setelah menginputkan beban – beban di atas, klik insert agar tersimpan di dalam Listbox lalu klik OK. Perlu diingat, user hanya dapat menginputkan beban aksial dan momen sekali saja.

7)  Langkah ketujuh adalah memeriksa apakah kapasitas kolom mampu menahan beban kombinasi aksial dan momen lentur yang bekerja. Selain itu, perlu juga diperiksa apakah rasio tulangan longitudinal yang dibutuhkan berada di antara 1% - 6% sesuai dengan SNI 03-2847-2002 Pasal 23.4.3.1. Langkah tersebut dapat dilakukan dengan cara klik menu Solve > Check Column Capacity. Jika kondisi tersebut sudah sesuai, maka akan mucul seperti pada gambar 4.7. Sebaliknya, jika kapasitas penampang kolom tidak mampu menahan beban kombinasi yang terjadi maka akan terlihat seperti pada gambar 4.8 dan akan muncul pesan kepada user untuk memilih apakah memperbesar penampang kolom atau memperbesar diameter tulangan longitudinal. Begitu pula jika rasio tulangan longitudinal yang dibutuhkan ternyata di bawah batas minimal 1%, artinya tidak sesuai dengan persyaratan SNI 03- 2847-2002 Pasal 13.4.3.1, maka akan akan muncul pesan kepada user untuk memperkecil penampang kolom atau memperkecil diameter tulangan longitudinal

8)  Langkah yang terakhir adalah merunning program dengan cara klik menu Solve > Execute. Proses running ini membutuhkan waktu agak lama karena proses iterasinya terjadi ribuan kali. Output yang dihasilkan berupa rasio tulangan perlu, luas tulangan perlu, jumlah tulangan yang diperlukan sebenarnya, jumlah tulangan yang digunakan, luas tulangan yang digunakan, dan rasio tulangan yang digunakan. Selain itu, ditampilkan pula output yang berupa gambar digram interaksi kolom dan gambar penampang kolom beserta tulangan longitudinalnya

Cara Membuat diagram Interaksi Kolom

Diagram interaksi adalah diagram yg menunjukkan hubungan momen lentur dan gaya aksial tekan yg dapat dipikul elemen tekan pada konsisi batas.

Pada tutorial ini saya akan memaparkan bagaimana cara membuat diagram interaksi kolom beton menggunakan software PCA Column. Contoh kasus kolom pendek. Berikut langkah-langkahnya:

1)  Buka program PCA Col

2)  Input > General Information

a)  Project = nama project yang dibuat

b)  Column = nama kolom yang akan dibuat

c)   Engineer = nama engineer yang mengerjakannya

d)  Units = gunakan metric (Mpa/mm)

e)  Design Code = gunakan ACI 318-02

f)   Run Axis = about X-Axis, karena kita hanya meninjau ke satu arah dan kolom yang ditinjau berupa kolom simetris

g)  Run Option = karena kita akan membuat diagram interaksi, maka kita pakai Investigation

h)  OK

3)  Input > Material Properties

a)  F'c beton = ambil 30 Mpa

b)  Fy tulangan = 400 Mpa

c)   Elasticity = 200.000 Mpa

d)  OK

4)  Input > Section > Rectangular

a)  Width = ukuran kolom arah x = 500 mm

b)  Depth = ukuran kolom arah y = 500 mm

c)   OK

5)  Input > Reinforcement > All Side Equal

a)  Karena kita mengisi semua sisi dengan tulangan yang sama banyak, maka gunakan All Side Equal

b)  Masukkan jumlah tulangan dengan kelipatan 4

c)   #6 = diameter 19 mm (Lihat di: Option > Rebar Database)

d)  Cover to = Transferse bar artinya jarak selimut beton dihitung dari tulangan transversal/tulangan sengkang

e)  OK

6)  Input > Load > Factored Loads

Masukkan beban aksial dan momen dari hasil analisa kolom

7)  Solve > Execute

a)  Jika semua beban masih berada di dalam garis diagram, maka kolom tersebut mampu menahan beban tersebut (aman).

b)  Jika tidak, maka ada beberapa alternatif yang bisa dilakukan, diantaranya:

-    Naikkan mutu beton

-    Tambah jumlah tulangan (luas tulangan efisien berkisar antara 1 % - 3 % dari luas kolom)

-    Perbesar ukuran kolom

Demikian tutorial dari saya, semoga dapat membantu kepada rekan – rekan semua dalam hal perencanaan konstruksi gedung khususnya pada item kolom, sekian dan terimakasih.