bangunan utama

Yosef  Haryono

JENIS BANGUNAN UTAMA

Bendung TetapBendung Gerak

dBendung KaretBendung Saringan BawahBendung Saringan BawahBendung Tipe GergajiPengambilan Bebas

BENDUNG TETAP

Dibangun melintang sungaiUntuk meninggikan muka airggAgar air dapat disadap dan dialirkan secaragravitasigravitasiKelebihan air dilimpahkan ke hilir

Ada 2 tipe:Ambang tetapTipe gergajip g g j

BENDUNG AMBANG TETAP

BENDUNG TIPE GERGAJI

BENDUNG GERAK (BARRAGE)Berupa ambang tetap rendah dilengkapi pintuAda 2 jenis pintu: Geser/Sorong atau Radial

BENDUNG KARETU GTubuh bendung dari karetDudukan dengan pondasi betonAda ruang kontrolAda ruang kontrol

BENDUNG SARINGAN BAWAHBENDUNG SARINGAN BAWAH (BOTTOM RACK WEIR)( )

SaringanSaluran penangkap air

PENGAMBILAN BEBASDibangun di tikungan sungaiDilengkapi dengan pintu

BENDUNG TETAPBangunan Tetap terdiri dariTubuh bendungBangunan pengambilanBangunan pengambilanBangunan pembilas(Kantong lumpur)Bangunan PelengkapBangunan Pelengkap

TIPE PEMBILAS

Di hilir bangunan pengambilanPembilas bawah (undersluice)Pembilas bawah (undersluice)Shunt undersluice (diluar lebar sungai)Tipe box (pengambilan dan pembilas / atasdan bawah))

KANTONG LUMPURDitempatkan di hilir pengambilanMengendapkan fraksi dia > 0,088 mmDibilas secara berkalaDibilas secara berkalaBila perlu dibantu diaduk

BANGUNAN PELENGKAPAlat ukur debitRumah pintuRumah Penjaga BendungRumah Penjaga BendungGudangJembatan

PENENTUAN LOKASI BENDUNGTopografiTanah dasar bendungHidraulikRegime sungaiTingkat kesulitan saluran indukTingkat kesulitan saluran indukLahan untuk bangunan pelengkapKemudahan pencapaianBiaya pembangunanBiaya pembangunan

TOPOGRAFIO OGDi sungai sempitPotensi longsoranKemungkinan genanganKemungkinan genangan

GEOTEKNIKG OTanah keras tidak dalamPotensi rembesanHindari sesar tanah aktifHindari sesar tanah aktifPotensi erosi di hilir bendung

HIDRAULIKUPada sungai lurusBila sedikit belok, pengambilan di tikunganluarluar

REGIME SUNGAIG SU GHindari perubahan kemiringan yang mendadakHindari belokan tajamPerkirakan perubahan sungaiPerkirakan perubahan sungai

KEMUDAHAN SALURAN INDUKU S U UPemilihan antara mendapatkan elevasi yang 

( )tinggi (hulu) dan pembuatan saluran indukyang aman (hindari di tebing).

BENDUNG PELIMPAHLebar bendung : Dibuat sama dengan lebar rata‐rata sungaipada bagian yang stabil, tidak lebih dari 1,2pada bagian yang stabil, tidak lebih dari 1,2 lebar rata‐rata.Ali t l b dib t i 12 ~ 14Aliran per satuan lebar dibatasi 12 ~ 14 m3/det/m.

DESAIN BENDUNG

Lebar efektif bendung be = b – 2(n Kp + Ka) H

dimana:b  = lebar mercu bendung sebenarnyaKp = koefisien kontraksi pilarp oe s e o t a s p aKa  = koefisien kontraksi pangkal bendungn = jumlah pilarn  = jumlah pilar

HARGA‐HARGA KOEFISIEN Ka dan KpBentuk Pilar KpBentuk Pilar Kp- Untuk pilar berujung segi empat dengan sudut sudut yang 

dibulatkan pada jari‐jari yang hampir sama dengan 0,1 dari tebalil 0 02pilar

- Untuk pilar berujung bulat- Untuk pilar berujung runcing

0,020,010

Bentuk Pangkal Tembok KaU k k l b k i d b k h l d 90°- Untuk pangkal tembok segi empat dengan tembok hulu pada 90°ke arah aliran

- Untuk pangkal tembok bulat dengan tembok hulu pada 90° ke0,20

arah aliran dengan 0,5 H1 > r > 0,15 H1- Untuk pangkal tembok bulat di mana r > 0,5 H1 dan tembok hulu

tidak lebih dari 45° ke arah aliran

0,10

0

MERCU BENDUNGCU U G2 tipe: Ogee dan Bulat

Mercu bulat memiliki harga koefisien debit ( )yang jauh lebih tinggi (44%) dibandingkan

bendung ambang lebar, jadi mengurangi tinggiair di hulu.

Q = Cd x 2/3 x √(2/3 g) x be x H11,5

d b l b d ( 3/d )Q = debit yang melimpas bendung (m3/det)Cd = Co x C1 x C2 (Lihat Grafik)Cd = Co x C1 x C2 (Lihat Grafik)

Tipe Ogee

BANGUNAN PENGAMBILANGU GKecepatan air saat melewati pintu v = 1~2 m/det.

Debit pengambilan desain (= Qd) diperhitungkanb h 20% d i di l k di l itambahan 20% dari yang diperlukan di saluran primer 

(untuk pengembangan dimasa mendatang).

Kecepatan air v = √(2 x g x z)

Elevasi ambang pintu pengambilan 1 ~ 1,5 m dari dasarsungaisungai.Lebar pintu b maksimum adalah 1,5 m.

b di i i b k i h d b 0 8 1Perbandingan tinggi bukaan pintu a terhadap b = 0,8 ~ 1.

Elevasi mercu bendung – elevasi ambang pengambilanharus > a.

PEMBILASSLebar pembilas ditambah tebal pilar pembagi sebaiknya = 1/6 ~ 1/10 dari lebar bersih bendung (jarak antara1/6   1/10 dari lebar bersih bendung (jarak antarapangkal‐pangkalnya) utk sungai lebar < 100 m.Lebar pembilas diambil 60% dari lebar total pengambilanLebar pembilas diambil 60% dari lebar total pengambilantermasuk pilar‐pilarnya.Panjang dinding pemisah diambil secara empiris: sudutPanjang dinding pemisah diambil secara empiris:  sudut 60 ~ 70o dari tepi pengambilan.

Ada 2 tipe pintu pembilas:/Bagian atas/depan terbuka: ikut melewatkan debit 

banjir, tetapi bisa rusak karena benda hanyut.Bagian atas/depan tertutup.

PEREDAM ENERGI

Kolam loncat air

Peredam energi tipe bak tenggelam

q = Q sungai / be

hc = (q2 / g) 1/3

ΔH = Elevasi mercu bendung + H1 – Elevasi muka air sungai bagian hilir.

Dari Gambar 3.23 dan Gambar 3.24 diperoleh nilai Rmindan T min.

EROSI BAWAH TANAH (PIPING)( )Erosi bawah tanah adalah terbawanya butir‐butir halus oleh aliran air.Bagian bawah bangunan/bendung bisaBagian bawah bangunan/bendung bisa berlubang.B d bi hBendung bisa hancur.

Agar tidak terjadi harus dipenuhi syarat panjang rembesan.rembesan.

P hi d d i i iPerhitungan dengan metode empiris sepertiMetode BlighMetode LaneMetode Koshia

LaneLaneCL = (Σ LV + 1/3 Σ LH ) / H

dimana: CL A k b L (lih T b l )‐ CL : Angka rembesan Lane (lihat Tabel )

‐ Σ Lv : jumlah panjang vertikal (m)‐ Σ LH : jumlah panjang horisontal (m)‐ H : beda tinggi muka air (m)

Alur yang lebih curam dari 45o dianggap vertikal, yang Alur yang lebih curam dari 45 dianggap vertikal, yang kurang 45o dianggap horisontal.

Harga minimum angka rembesan Lane (CL)

Pasir sangat halus atau lanauPasir halusPasir sedang

8,57,06 0Pasir sedang

Pasir kasarKerikil halusK ikil d

6,05,04,03 5Kerikil sedang

Kerikil kasar termasuk berangkalBongkah dengan sedikit berangkal dan kerikil

3,53,02,5

Lempung lunakLempung sedangLempung keras

3,02,01,8

Lempung sangat keras 1,6

Angka‐angka rembesan pada Tabel di atas sebaiknya dipakai:100% jik id k di k i b id k dib j ia. 100% jika tidak dipakai pembuang, tidak dibuat jaringan aliran dan tidak dilakukan penyelidikan dengan model;

b 80% k l d b i i id k d lidikb. 80% kalau ada pembuangan air, tapi tidak ada penyelidikan maupun jaringan aliran;

b l b kc. 70% bila semua bagian tercakup.

Dibuat konstruksi lindung atau kombinasi: 

Lantai huluDinding halang (cut off)Filter pembuangKonstruksi pelengkap

KESTABILAN KONSTRUKSI BENDUNGKestabilan bendung dianalisis pada 3 kondisi:Saat Air RendahS j diSaat terjadi gempaSaat terjadi banjirSaat terjadi banjir

Pada setiap kondisi, harus memenuhi persyaratan:

a.Eksentrisitas

Resultante Gaya harus berada dalam inti.

Eksentrisitas e = L/2 – (M / Rv) < 1/6 L

L  =  panjang penampang bendungM = ΣMomenR G tik lRv = Gaya vertikal

b. Stabil terhadap Gelincir

Fk =  f x Σ Rv / Σ Rh

Fk = Faktor keamanan > 2f = koefisien gesekanf = koefisien gesekanRv = Total gaya verticalRh = Total gaya horisontal

c.Stabil terhadap Guling

Fk = ΣMv / ΣMhFk  ΣMv / ΣMh

k k kFk =Faktor keamanan > 1,5Mv = Total momen dari gaya yang menahang y y gMh = Total momen dari gaya yang menggulingkan

d.Daya Dukung Tanah

d h b l d h d d kBendung harus stabil diatas tanah sesuai daya dukung.

Tegangan yang terjadi pada dasar bendungTegangan yang terjadi pada dasar bendung.

σ = Σ Rv / L x [1 ± 6 e/L][ ]

σ = daya dukung tanah yang diijinkanl i lRv = total gaya vertical

e = eksentrisitasL = panjang penampang bendungL = panjang penampang bendung

σmin tidak boleh negatip.g p

Pada Saat GempaAda tambahan gaya horizontal akibat gempaAda tambahan gaya horizontal akibat gempa

E = ad / gE = koefisien gempaad = percepatan gempa rencana (cm/det2)dg = gravitasi (m/det2) 

ad = n (a x z) mad  n (ac x z) mn,m = koefisien jenis tanah (lihat tabel)a = percepatan kejut dasar (cm/det)ac = percepatan kejut  dasar (cm/det)z = faktor geografi

Gaya yang bekerja = E x berat sendiri bendung

FK = 1 25FK = 1,25

Pada Saat Banjir

Yang berbeda adalah tinggi muka air hulu danYang berbeda adalah tinggi muka air hulu danhilir.Gaya tambahan yang terjadi pada saat banjiradalah gaya di kolam olak.g yFK = 1,25.

Gaya‐gaya di kolam olak dapat dihitung sebagai berikut:

Kecepatan v setelah air melimpas mercu = √[2g (H + z)]√[2g (H + z)]

dimana:dimana:

H = tinggi energi di atas mercuH =  tinggi energi di atas mercuz =  beda elevasi mercu bendung dengan elevasidasar kolam olakdasar kolam olak

d = q / vd  q / v

Tekanan sentrifugal pada kolam olak, P/ 2/P = (d/g) x (v2/R)

Resultante Gaya sentrifugal (bekerja arah vertikal):Fc = P x (π/4) x R

Sedangkan berat air diatas kolam olak diperhitungkan 75 % saja karena adanya udara yang terhisap dalam75 % saja, karena adanya udara yang terhisap dalam air.