bab iv dan bab v

Click here to load reader

Post on 19-Nov-2015

26 views

Category:

Documents

6 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Perencanaan Dinding Penahan Tanah

TRANSCRIPT

  • PERANCANGAN IRIGASI BANGUNAN AIR

    73

    BAB IV

    BANGUNAN PENGAMBILAN (INTAKE) DAN

    BANGUNAN PEMBILAS

    4.1 Bangunan Pengambilan (Intake Gate)

    Bangunan pengambilan berfungsi untuk mengambil air dari sungai dalam

    jumlah yang diinginkan.Pengambilan dibuat dekat dengan pembilas dan as bendung.

    Pembilas pengambilan dilengkapi dengan pintu dan bagian depannya terbuka untuk

    menjaga jika terjadi muka air tinggi selama banjir. Besarnya bukaan pintu bergantung

    kepada kecepatan aliran masuk yang dizinkan. Kecepatan ini bergantung kepada ukuran

    butir bahan yang dapat diangkut.

    Elevasi ambang bangunan pengambilan ditentukan dari tinggi dasar sungai.

    Tinggi Ambang (p) intake tergantung jenis endapannya, dan direncanakan diatas dasar

    dengan ketentuan sebagai berikut:

    p = 0,50 m jika sungai hanya mengangkut lanau atau Lumpur

    p = 0,50 ~ 1,00 m jika sungai juga mengangkut pasir dan kerikil

    p = 1,00 ~ 1,50 m jika sungai juga mengangkut batu-batuan dan bongkahan

    Hal tersebut di atas dimaksudkan agar sedimen-sedimen seperti lanau, pasir, kerikil, dan

    batu tidak ikut terbawa ke dalam saluran pengambilan.

    Gambar 4.1 Perencanaan Pintu Pengambilan

  • PERANCANGAN IRIGASI BANGUNAN AIR

    74

    Ketentuan:

    Kecepatan aliran adalah 0,6 m/dtk sampai 1 m/dtk

    c = 0,6 untuk b < 1 m...(1)

    c = 0,7 0,72 untuk 1,5 < b < 2,0 ...(2)

    Ukuran penampang

    b : h = 1 : 1

    b : h = 1,5 : 1

    b : h = 2 : 1

    Dipilih perbandingan 1 : 1

    Tinggi ambang intake tergantung jenis endapannya, yaitu untuk endapan

    lumpur (t = 0,5 m), pasir + kerikil (t = 0,5 ~ 1 m) dan bebatuan ( t = 1~1,5 m)

    Gambar 4.2 Perencanaan Pintu Pengambilan

    Debit pengambilan rencana (Qpr) = 3,0 m3/dt

    Kecepatan air diambil (v) = 1 m/dtk

    A =

    =

    3,0

    1 = 3,0 m2

    A = b . h = (h).h = h2

    h = (A)0,5 = (3,0) 0,5 = 1,732 m

    Dimana, b = h = 1,732 m

    Maka, di pakai lebar pintu = 1,732 m

  • PERANCANGAN IRIGASI BANGUNAN AIR

    75

    Yang lebih menentukan disini adalah lebar pintu. Diambil lebar pintu 2 m

    Koefisien debit (c) = 0,70 ............untuk b > 1 m

    v = c zg..2

    z = .2gc

    v2

    2

    z = .2(9,81)0,70

    12

    2

    = 1,104 m

    Kontrol :

    Q = z g. . 2.c.A

    = z g. . 2. c.(bh)

    = 1,104 9,81. . 2. 1,732) 0,70.(2.

    = 11,285 m3/dt ...........................> Q. (OK)

    Keterangan :

    z = kehilangan tinggi energi pada bukaan (m)

    b = lebar bukaan (m)

    h = tinggi bukaan (m)

    Q = debit pengambilan (m3/dt)

    Gambar 4.3 Perencanaan Pintu Sekat Balok

  • PERANCANGAN IRIGASI BANGUNAN AIR

    76

    a ab

    Tinggi ambang pengambilan 0,5 sampai 1 m (pasir dan kerikil), diambil 1 m dari dasar

    bendung.

    Elevasi dasar bendung : + 165,00 m

    Elevasi ambang : + 166,00 m

    Elevasi muka air banjir : + 170,701 m

    Karena syarat maksimum lebar pintu intake adalah 1 m, maka perencanaan pintu intake

    harus menggunakan 2 pintu dan 1 pilar (digunakan ukuran pilar = 0,7 m).

    Ukuran 1 pintu: b = 1,732/2 = 0,866 m 0,90 m

    h = 1,732 m

    Lebar saluran pada bangunan intake = 2 x 0,90 + 0,7 = 2,5 m

    4.2 Bangunan Pengambilan (Intake Gate)

    - Tinggi M.A.B dari elevasi dasar bendung = 5,701 m

    - Tinggi ambang dibawah pintu pengambilan diambil = 1,0 m (untuk material yang

    hanyut berupa batu batu kerikil)

    h2 = 5,701 1 = 4,701 m

    - Pintu intake digunakan baja dengan lebar 30 cm = 0,3 m

    h1 = 4,701 0,3 = 4,401 m

    Tekanan yang diterima papan masing - masing papan :

    P = h).hw.(h.2

    121

    = 3,0).401,4.(4,7011.2

    1

    = 1,365 t/m

    L = b + a2

    1a

    2

    1 = b + a ; a = 0,15 m

    = 0,9 + 0,15

    = 1,05 m

    Momen Lentur :

    M = .8

    1P . L 2 = .

    8

    11,365 . 1,05 2 = 0,188 tm

    = w

    M=

    Iy

    xM.

  • PERANCANGAN IRIGASI BANGUNAN AIR

    77

    = 3 th. . 1/12

    t)(1/2 M.=

    2 t.h . 1/6

    M.

    t 2 = .h

    M 6

    t = 1700 . 0,3

    0,188 . 6

    t = 0,047 m = 4,7 cm 5 cm

    Untuk keamanan & antisipasi karat, tebal pelat ditambah 3 cm, maka t = 8 cm

    Keterangan :

    P = tekanan air di depan pintu (t/m)

    L = panjang pintu pengambilan (m)

    M = momen lendutan pada pintu (tm)

    t = tebal pintu pengambilan (cm)

    Perencanaan pintu pengambilan air (baja) dengan data:

    Lebar pintu : 0,90 m

    Tinggi Pintu : 1,732 m

    Muka air banjir : 5,701 m

    Muka air di atas pintu : 5,701 1,732 m = 3,969 m

    Direncanakan:

    2 kerangka horisontal

    2 kerangka vertikal

    Gambar 4.3 Potongan melintang perencanaan pintu pengambilan

  • PERANCANGAN IRIGASI BANGUNAN AIR

    78

    P1

    K1

    P2 a1

    b1L1

    Gambar 4.4 Penempatan Balok Baja

    Kerangka Horisontal

    Akibat Tekanan Air (air = 1 t/m)

    P1 = air . h1 = 1 . 1,9000 = 1,9000 t/m

    P2 = air . h 2 = 1 . 3,1660 = 3,1660 t/m

    P3 = air . h 3 = 1 . 4,8287 = 4,8287 t/m

    P4 = air . h = 1 . 5,7000 = 5,7000 t/m

    Gaya-gaya yang bekerja (K)

    1 =1 + 2

    2(2 1) =

    1,9000 + 3,1660

    2(3,1660 1,9000) = 3,207

    2 =2 + 3

    2(3 2) =

    3,1660 + 4,8287

    2(4,8287 3,1660) = 6,646

    3 =4 + 3

    2( 3) =

    5,7000 + 4,8287

    2(5,7000 4,8287) = 4,587

    Lengan Kerja K

    Tinjau segmen berupa bidang trapesium

    Rumus:

    )P (P 3

    L ) P P (2 1 a

    21

    121

    )P (P 3

    L ) P P (2 1 b

    21

    11 2

    Sehingga didapat:

    )P (P 3

    L ) P P (2 1 b

    21

    11 2

  • PERANCANGAN IRIGASI BANGUNAN AIR

    79

    =(2 . 3,1660 + 1,9000)1,2660

    3(1,9000 + 3,1660)= 0,686

    y1 = h1 + b1 = 1,9000 + 0,686 = 2,586 m

    )P (P 3

    L ) P P (2 2 b

    32

    22 3

    =(2 . 4,8287 + 3,1660)1,6627

    3(3,1660 + 4,8287)= 0,890

    y2 = h2 + b2 = 3,1660 + 0,890 = 4,056 m

    )P (P 3

    3L ) P P (2 3 b

    43

    3 4

    =(2 . 5,7000 + 4,8287)0,8713

    3(4,8287 + 5,7000)= 0,448

    y3 = h3 + b3 = 4,8287 + 0,448 = 5,277 m

    Akibat Tekanan Sedimen

    Diambil: s = 1,75 t/m dan sudut gesek dalam () = 30 Ka = tan(45-30/2) = 1/3

    P1 = 0

    P2 = Ka.s.L1 = 1/3 . 1,75 . 1,2660 = 0,7385 t/m

    P3 = Ka.s.(L1+L2) = 1/3 . 1,75 . (1,2660 + 0,890) = 1,2577 t/m

    P4 = Ka.s.(L1+L2+L3) = 1/3 . 1,75 . (1,2660 + 0,890 + 0,448) = 1,5190 t/m

    Gaya yang bekerja:

    1 =1 + 2

    21 =

    0 + 0,7385

    21,2660 = 0,467

    2 =2 + 3

    22 =

    0,7385 + 1,2577

    20,890 = 0,888

    3 =3 + 4

    23 =

    1,2577 + 1,5190

    20,448 = 0,622

    Kombinasi Beban

    Kt1 = K1 + K1 = 3,207 + 0,467 = 3,674 t/m

    Kt2 = K2 + K2 = 6,646 + 0,888 = 7,534 t/m

    Kt3 = K3 + K3 = 4,587 + 0,622 = 5,209 t/m

    Diambil nilai yang terbesar yaitu Kt2 = 7,534 t/m

  • PERANCANGAN IRIGASI BANGUNAN AIR

    80

    Beban tersebut diasumsikan sebagai beban merata yang bekerja pada lebar pintu dengan

    perletakan dianggap sendi roll.

    Mmax = 1/8 . q . L = 1/8 . 7,534 . 0,90 = 0,76282 tm 76282 kg.cm

    =

    =

    =

    76282

    1700= 44,87 3

    Dari Tabel Profil Konstruksi Baja (H_rolled) dengan bentuk baja I diperoleh besarnya Wx

    lebih besar dari nilai Wx yang di dapat, maka Wprofil adalah 66,1 cm3 dengan spesifikasi:

    Wx = 66,1 cm3

    Berat = 13,2 kg/m

    h = 125 mm

    b = 60 mm

    Kerangka Vertikal

    do = 1,9000 + 0,6298/2 = 2,2149 m

    d1 = 1,9000 + 0,6298 + 1,4676/2 = 3,2636 m

  • PERANCANGAN IRIGASI BANGUNAN AIR

    81

    d2 = 1,9000 + 0,6298 + 1,4676 + 1,2670/2 = 4,6309 m

    d3 = 1,9000 + 0,6298 + 1,4676 + 1,2670 + 0,4356/2 = 5,4822 m

    Akibat Tekanan Hidrostatis dan Sedimen

    Qo= Po + Po

    = air.do + Ka.s.(do 1,9000)

    = 1 . 2,2149 + 1/3 . 1,75 . (2,2149 1,9000) = 2,399 t/m2

    Q1= P1 + P1

    = air.d1 + Ka.s.(d1 1, 9000)

    = 1 . 3,2636 + 1/3 . 1,75 . (3,2636 1, 9000) = 4,059 t/m2

    Q2= P2 + P2

    = air.d2 + Ka.s.(d2 1, 9000)

    = 1 . 4,6309 + 1/3 . 1,75 . (4,6309 1, 9000) = 6,224 t/m2

    Q3= P3 + P3

    = air.d3 + Ka.s.(d3 1, 9000)

    = 1 . 5,4822 + 1/3 . 1,75 (5,4822 1, 9000) = 7,572 t/m2

    Perataan Beban

    Mmax = . q . l . .l q l . l

    = 1/8 q l2 .........................(1)

    Beban = 2 L q

    = 2 . . l . h .q

    = l . h .q

    Reaksi = . q . l .h

    Mmax = . q . l . .l q l .1/3. l/2

    = 1/4. q . l2.h 1/12 . q .l2 h

    = 1/6 . q . l2 . h .................(2)

    Dari persamaan 1 dan 2, diperoleh :

    1/8 . q . l2 = 1/6 .q .l2 . h

    q = 8/6 q . h

    = 4/3 . q . h

    Dimana: q = tekanan hidrostatis + sedimen

    h = b = . (0,90/2) = (0,45) = 0,225 m

    Maka:

    qo = 4/3 . Qo . h = 4/3 . 2,399 . 0,225 = 0,7197 t/m

  • PERANCANGAN IRIGASI BANGUNAN AIR

    82

    q1 = 4/3 . Q1 . h = 4/3 . 4,059 . 0,225 = 1,2177 t/m

    q2 = 4/3 . Q2 . h = 4/3 . 6,224 . 0,225 = 1,8672 t/m

    q3 = 4/3 . Q3 . h = 4/3 . 7,572 . 0,225 = 2,2716 t/m

    diambil nilai qmax yaitu: 2,3228 t/m

    Mmax = 1/8 . qmax . L = 1/8 . 2,2716 . 0,90 = 0,22999 tm 22999 kg.cm

    =