bab iv dan bab v

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

=