Pilar atau kolom adalah salah satu elemen struktur bangunan yang memiliki fungsi penting untuk menopang bagian atas bangunan. Tanpa adanya pilar, sebuah bangunan tidak akan kokoh dan stabil, dan tentunya akan sangat berbahaya bagi penghuni di dalamnya. Oleh karena itu, penting untuk memahami bagaimana membuat desain yang tepat dan efektif dalam membangun sebuah pilar.
Salah satu hal yang perlu dipahami dalam mendesain pilar adalah bagaimana membuat diagram interaksi kolom. Diagram interaksi kolom adalah suatu gambaran grafis yang menunjukkan hubungan antara gaya lentur dan gaya akibat sentakan yang terjadi pada pilar. Dalam membuat diagram interaksi kolom, umumnya digunakan aplikasi spreadsheet seperti Microsoft Excel.
Berikut adalah cara membuat diagram interaksi kolom dengan Excel.
1. Persiapan Data
Sebelum memulai membuat diagram interaksi kolom, kita harus menyiapkan data terlebih dahulu. Data yang dibutuhkan antara lain dimensi pilar (lebar dan tinggi), material yang digunakan, dan beban yang diberikan pada pilar.
Misalnya, kita akan membuat pilar dengan dimensi 30 cm x 50 cm, menggunakan beton dengan kekuatan 30 MPa, dan diberikan beban 100 kN pada titik tengah pilar.
2. Membuat Tabel pada Excel
Setelah data siap, buka aplikasi Microsoft Excel dan buatlah tabel yang berisi data-data tersebut. Tabel tersebut terdiri atas lima kolom, yaitu nomor, beban akibat sentakan, beban lentur, tekanan konkrit efektif, dan momen pada pilar.
Kolom nomor digunakan untuk menomori baris pada tabel. Kolom beban akibat sentakan digunakan untuk memasukkan beban yang terjadi akibat adanya sentakan pada pilar. Kolom beban lentur digunakan untuk memasukkan beban yang terjadi akibat adanya lentur pada pilar. Kolom tekanan konkrit efektif digunakan untuk menghitung tekanan efektif pada beton. Sedangkan kolom momen pada pilar digunakan untuk menghitung momen yang terjadi pada pilar.
3. Menghitung Beban Akibat Sentakan
Beban akibat sentakan pada pilar dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
Pn = 0.4 x fck x Ac
Pn adalah beban akibat sentakan pada pilar, fck adalah kekuatan beton yang digunakan dalam Mpa, dan Ac adalah luas penampang pilar dalam m².
Dalam contoh perhitungan di atas, kita menggunakan beton dengan kekuatan 30 Mpa dan dimensi pilar 30 cm x 50 cm, sehingga luas penampang pilar adalah 0,15 m². Maka, beban akibat sentakan pada pilar adalah sebagai berikut:
Pn = 0.4 x 30 Mpa x 0,15 m²
= 1.8 kN
4. Menghitung Beban Lentur
Beban lentur pada pilar dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
Mn = (0.87 x fck x Ac x d) / 1000
Mn adalah momen yang terjadi pada pilar, fck adalah kekuatan beton yang digunakan dalam Mpa, Ac adalah luas penampang pilar dalam m², dan d adalah kedalaman nek kritis.
Dalam contoh perhitungan di atas, kita menggunakan beton dengan kekuatan 30 Mpa dan dimensi pilar 30 cm x 50 cm, sehingga luas penampang pilar adalah 0,15 m². Kedalaman nek kritis dapat dihitung dengan rumus d = 0.45 x d. Maka, kedalaman nek kritis pada pilar adalah:
d = 0.45 x 30 cm
= 13.5 cm
Selanjutnya, kita dapat menghitung momen yang terjadi pada pilar sebagai berikut:
Mn = (0.87 x 30 Mpa x 0,15 m² x 13.5 cm) / 1000
= 0.5 kNm
5. Menghitung Tekanan Konkrit Efektif
Tekanan konkrit efektif pada beton dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
fcd = fck / αc
fcd adalah tekanan konkrit efektif pada beton, fck adalah kuat tekan beton dalam Mpa, dan αc adalah faktor reduksi kuat tekan beton yang sama dengan 0.85 untuk beton normal.
Dalam contoh perhitungan di atas, kita menggunakan beton dengan kekuatan 30 Mpa. Maka, tekanan konkrit efektif pada beton adalah sebagai berikut:
fcd = 30 Mpa / 0.85
= 35.29 Mpa
6. Menghitung Momen pada Pilar
Momen yang terjadi pada pilar dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
Mn = N x e + My
Mn adalah momen yang terjadi pada pilar, N adalah gaya aksial yang terjadi pada pilar, e adalah excentrisitas pada arah sumbu x, dan My adalah momen lentur pada arah sumbu y.
Dalam contoh perhitungan di atas, kita sudah menghitung beban akibat sentakan dan beban lentur pada pilar. Beban akibat sentakan pada pilar adalah 1.8 kN sedangkan momen yang terjadi pada pilar adalah 0.5 kNm. Sehingga, gaya aksial pada pilar adalah sebagai berikut:
N = (1.8 kN / 2) + (100 kN / 2)
= 51.8 kN
Excentrisitas pada arah sumbu x dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
ex = (b1 – b2) / 2
ex adalah excentrisitas pada arah sumbu x, b1 adalah lebar penampang pilar pada bagian bawah, dan b2 adalah lebar penampang pilar pada bagian atas.
Dalam contoh perhitungan di atas, lebar penampang pilar pada bagian bawah adalah 30 cm dan lebar penampang pilar pada bagian atas adalah 50 cm. Maka, excentrisitas pada arah sumbu x adalah sebagai berikut:
ex = (30 cm – 50 cm) / 2
= -10 cm
Momen lentur pada arah sumbu y sudah kita hitung sebelumnya adalah 0.5 kNm. Maka, momen yang terjadi pada pilar adalah sebagai berikut:
Mn = (51.8 kN x -10 cm) + 0.5 kNm
= -514 kNcm atau -51.4 kNm
7. Membuat Diagram Interaksi Kolom
Setelah kita memasukkan data-data hasil perhitungan tadi ke dalam tabel Excel, kita dapat membuat diagram interaksi kolom dengan langkah-langkah sebagai berikut:
– Pilih seluruh kolom kecuali kolom nomor.
– Klik Insert pada menu bar, kemudian pilih Scatter.
– Pilih Scatter With Only Markers.
– Klik kanan pada grafik yang muncul, kemudian pilih Select Data.
– Klik Edit pada kolom Horizontal (Category) Axis Labels.
– Masukkan kolom momen pada pilar sebagai label pada kolom Horizontal (Category) Axis Labels.
– Klik OK sebanyak dua kali.
Diagram interaksi kolom akan ditampilkan pada layar Excel. Dalam diagram tersebut, sumbu x menunjukkan momen yang terjadi pada pilar, sedangkan sumbu y menunjukkan gaya aksial yang terjadi pada pilar. Garis horizontal pada diagram menunjukkan gaya aksial yang nol, sedangkan garis vertikal menunjukkan momen yang nol. Area di dalam diagram menunjukkan area yang aman untuk pilar.
FAQ:
Q: Apa itu pilar?
A: Pilar atau kolom adalah salah satu elemen struktur bangunan yang memiliki fungsi penting untuk menopang bagian atas bangunan.
Q: Bagaimana cara membuat diagram interaksi kolom dengan Excel?
A: Untuk membuat diagram interaksi kolom dengan Excel, pertama-tama siapkan data seperti dimensi pilar, material yang digunakan, dan beban yang diberikan pada pilar. Selanjutnya, buatlah tabel pada Excel yang berisi data tersebut. Kemudian, hitunglah beban akibat sentakan, beban lentur, tekanan konkrit efektif, dan momen pada pilar. Setelah itu, masukkan data hasil perhitungan tadi ke dalam tabel Excel dan buatlah diagram interaksi kolom dengan menggunakan grafik Scatter pada Excel.
