perencanaan bangunan utama

Upload: sanoors

Post on 16-Oct-2015

81 views

Category:

Documents


16 download

DESCRIPTION

Perencanaan Bangunan Utama

TRANSCRIPT

  • 4/23/2013

    1

    Bangunan Utama Bendung Tetap

    SISTEM DANBANGUNAN IRIGASI

    Bangunan Pengelak (Bendung)

    Bangunan Pembilas

    Bangunan Pengambilan

    Kantong Lumpur

    Saluran Induk

    Saluran Pembilas

    SKEMABENDUNG TETAP

    1

    2

    3

    4 5

    6

    2

    sungai

    1

    2

    3

    5

    4

    6

  • 4/23/2013

    2

    Tubuh Bendung

    Terdiri dari ambang tetap dan mercu bending dengan bangunan peredam energy

    Letak kurang lebih tegak lurus arah aliran sungai saat banjir sedang dan besar

    Bangunan Pengambilan

    Terdiri dari: lantai/ambang dasar, pintu, dinding, pilar penempatan pintu, saringan

    sampah, jembatan pelayan, rumah pintu, saringan batu, dan pelengkap lainnya

    Merupakan satu kesatuan dengan bangunan pembilas dan tembok pangkal di hulunya.

    Biasanya dilatakkan tegak lurus atau menyudut (450 600) terhadap sumbu bangunan

    pembilas.

    Diupayakan di tikungan luar aliran sungai untuk mengurangi sedimen yg masuk ke

    saluran

    TATA LETAK BENDUNG & BANGUNAN PELENGKAP .. (1)

    Bangunan Pembilas

    Terdiri dari: undersluice atau tanpa undersluice, pilar penempatan

    pintu, pintu bilas, jembatan pelayan, rumah pintu, saringan batu,

    dan perlengkapan lainnya

    Merupakan satu kesatuan dengan bangunan pengambilan.

    Diletakkan di sisi bentang sungai dan bagian luar tembok pangkal

    bendung

    TATA LETAK BENDUNG & BANGUNAN PELENGKAP .. (2)

  • 4/23/2013

    3

    Bangunan Pelengkap

    Tembok Pangkal, sayap bendung, lantai hulu (koperan) dan dinding

    tirai (cut off), pengarah arus, tanggul banjir, penangkap sedimen

    atau tanpa penangkap sedimen, tangga, penduga muka air, dll.

    TATA LETAK BENDUNG & BANGUNAN PELENGKAP .. (3)

    1. BANGUNAN PENGELAK (BENDUNG)

    Bendung Tetap Bendung Gerak

    Foto: Bendung Colo, Wonogiri (Jateng) Foto: Bendung Gerak Bengawan Solo, Desa Padang, Kec.Trucuk, Bojonegoro

  • 4/23/2013

    4

    Sungai; dipilih pada lokasi yang aman

    Elevasi; elevasi muka air yang diperlukan, beda tinggi

    kantong lumpur untuk membilas, beda tinggi energi untuk

    meredam energi pada kolam olak

    Topografi;cukup untuk membuat kompleks bangunan

    utama, tanggul, trase saluran primer murah.

    Kondisi Geologi pada lokasi; daya dukung tanah

    Metode Pelaksanaan

    FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PEMILIHAN LOKASI

    Sungai; dipilih pada lokasi yang aman

    Elevasi; elevasi muka air yang diperlukan, beda tinggi

    kantong lumpur untuk membilas, beda tinggi energi untuk

    meredam energi pada kolam olak

    Topografi;cukup untuk membuat kompleks bangunan

    utama, tanggul, trase saluran primer murah.

    Kondisi Geologi pada lokasi; daya dukung tanah

    Metode Pelaksanaan

    FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PEMILIHAN LOKASI

  • 4/23/2013

    5

    Perkiraan elevasi puncak bendung yg diperlukan:

    Elevasi puncak: Elevasi genangan sawah tertinggi yg akan diairi+ kehilangan energi dari bangunan pengambilan sampai sawahtertinggi.

    Deskripsi:

    Elevasi sawah tertinggi = X

    Tinggi genangan = 0.1 m

    Kehilangan energi = 1.4 m

    Sehingga, Elevasi Puncak Bendung = X + 1.5 m

    ELEVASI PUNCAK BENDUNG (MERCU) ..(1)

    (diperkirakan, jika belum diketahuipanjang saluran induk)

    Kontrol Perkiraan ELevasi Puncak Bendung.

    Elevasi dasar pintu pengambilan = Elevasi dasar sungai + tinggi aman yg diperlukan agar sedimen tidak terbawamasuk ke saluran (KP 02, 1986 hal. 86)

    Elevasi bukaan maksimum pintu pengambilan sekurang-kurangnya 10 cm di bawah elevasi puncak bendung (KP 02, 1986 hal. 86).

    Tinggi bukaan maksimum pintu pengambilan a diperkirakanantara 0.4 1.4 m

    ELEVASI PUNCAK BENDUNG (MERCU) ..(2)

  • 4/23/2013

    6

    Profil Mercu

    Profil Peredam Energi

    PROFIL BENDUNG

    Profil mercu

    Profil peredam energi

    Tipe Bulat

    Tipe Bulat dengan satu jari-jari

    Tipe Bulat dengan dua jari-jari

    TIPE MERCU (1)

    R R1 R21

    1

    1

    1

  • 4/23/2013

    7

    Mercu Bulat dengan satu jari-jari

    Tinggi mercu (p): 0,5H p < 4 m Tinggi muka air di atas mercu

    dihitung dengan rumus Bunchu

    = Q = debit banjir rencana m = koefisien pengaliran = 1,33 b = lebar bendung g = percepatan gravitasi d = tinggi air di atas mercu h = tinggi air di hulu bending = 1,5d k =tinggi kecepatan aliran

    TIPE MERCU (2)

    Tinggi mercu (p) dan jari-jari mercu harus

    ditetapkan terlebih dahulu.

    Selanjutnya digunakan rumus-rumus berikut:

    = 1,49 0,018 5

    =4

    27

    1

    +

    R

    EGL

    dhH

    p

    =

    2

    1

    1

    TIPE MERCU (3)

    Tipe Ogee

  • 4/23/2013

    8

    TIPE MERCU (4)

    Tipe Ogee

    TIPE MERCU (5)

    Tipe Ogee

    Persamaan Kurva

    1n

    d d

    Y X

    h K h

    =

    Kemiringan

    sisi huluK n

    Vertikal 2,000 1,850

    3 : 1 1,936 1,836

    3 : 2 1,939 1,810

    1 : 1 1,873 1,776

  • 4/23/2013

    9

    PANJANG MERCU (LEBAR BENTANG BENDUNG) ..(1)

    Lebar Efektif Bendung:

    Beff = lebar efektif bendung (m)

    B = lebar sesungguhnya (m)

    N = jumlah pilar

    Kp = koefisien konstraksi pada pilar

    Ka = koefisien konstraksi pada dinding samping

    H1 = tinggi tekanan total di atas mercu (m)

    Nilai Ka dan Kp lihat di Tabel 4.1. SPI-KP-02 hal: 40

    PANJANG MERCU (LEBAR BENTANG BENDUNG) ..(2)

    ( )eff 12. . .p aB B N K K H= +

  • 4/23/2013

    10

    PROFIL ALIRAN

    R

    EGL

    hz

    hd

    2

    2

    zV

    g

    z

    ( )2z d zV g z h h= +

    z

    eff z

    QV

    B h=

    . (a)

    .. (c)

    Dari Persamaan (b) dan

    (c) diperoleh:

    ( )2 0.5zV g H z= +

    Persamaan (a) disederhanakanmenjadi (lihat KP-02, Hal. ):

    .. (b)

    ( )2 0.5z

    eff

    Qh

    B g H z=

    +

    Kolam Olak

    Tipe VlughterKOLAM OLAK (PEREDAM ENERGY)

    R

    EGL

    hz

    2

    2

    zV

    g

    RR

    z

    t

    D

    L

  • 4/23/2013

    11

    Kolam Olak

    Tipe Schoklitsch

    KOLAM OLAK (PEREDAM ENERGY)

    R

    EGL

    hz

    hd

    2

    2

    zV

    g

    z

    R

    R

    Kolam Olak

    Tipe Bucket

    KOLAM OLAK (PEREDAM ENERGY)

    R

    EGL

    hz

    hd

    2

    2

    zV

    g

    z

    R

    R

  • 4/23/2013

    12

    Kolam Olak

    Tipe USBR

    KOLAM OLAK (PEREDAM ENERGY)

    R

    EGL

    hz

    hd

    2

    2

    zV

    g

    z

    Kolam Olak

    USBR Tipe III

    KOLAM OLAK (PEREDAM ENERGY)

  • 4/23/2013

    13

    Loncatan Hidrolik

    DESAIN PEREDAM ENERGI

    z

    H1

    y1y2

    H2

    v1

    Garis energi hulu

    Garis energi hilir

  • 4/23/2013

    14

    Direncanakan aliran tenggelam : y2 > 2/3H1

    Kecepatan awal loncatan:

    Kedalaman konjugasi:

    LONCATAN HIDROLIK

    ( )1 11 1

    2 0.5V g H z

    q V y

    = +

    =

    ( )2 12 1 8 1u

    yFr

    y= +

    1

    u

    VFr

    gy=

    yu = Kedalaman air di awal loncat air = y1

    Fr = Froude number

    Jika aliran tenggelam (kedalaman air di hilir > H), makatidak diperlukan peredam energy.

    Panjang kolam olakan perlu:

    PEREDAM ENERGI

    25( )jL n y= +

  • 4/23/2013

    15

    Data-data:

    Debit Rencana ; Qd = 58.0 m3/detik

    Elevasi Sawah Tertinggi = +614.0 m

    Elevasi dasar sungai hulu = + 613.0 m

    ELevasi Dasar sungai hilir = +612.5 m

    Lebar dasar sungai = 20 m

    Jumlah pilar = 1, lebar = 1.5 m

    Saat hujan air sungai banyak membawa pasir

    CONTOH DESAIN

    DATA-DATA PERENCANAAN

    No Keterangan

    1 Debit Banjir Rencana ; Q = 58.0 m3/detik

    2 Elevasi sawah Tertinggi = 614.0 m

    3 Elevasi Dasar Sungai di Hulu = 613.0 m

    4 Elevasi Dasar Sungai di Hilir = 612.5 m

    5 Lebar Dasar Sungai = 20.0 m

    6 lebar Pilar = 1.5 m

    7 Jumlah pilar = 1

    8Koefisen Kontarksi

    Abutment; Ka = 0

    9 Koefisien Kontraksi Pilar ; Kp = 0.01

    8

    Saat hujan banyak

    membawa pasir, sehingga

    elevasi ambang dari dasar

    sungai

    = 1.0 m

    9 Tinggi Pintu Pengambilan = 1.4 m Tinggi Pintu Pengambilan : 0.4 - 1.4 m

  • 4/23/2013

    16

    A Elevasi Puncak Bendung = 615.5 m (sudah mencukupi)

    BPerkiraan Tinggi Bendung

    perlu, p = 2.5 m

    p = tinggi ambang pengambilan + tinggi pintu

    + 0.1

    CElevasi Puncak Berdasarkan

    Tinggi Bendung= 615.5 m Elevasi dasar sungai + p

    D Lebar Netto Bendung ; B = 18.5 m Lebar sungai - lebar pilar

    E Tinggi air di atas mercu ; d = 0.828 m Digunakan Rumus Bunchu

    F Tinggi energi di hulu ; H = 1.24 m H = 1.5d

    Lebar Efektif Bendung ; Beff = 18.48 m

    G Jari-jari Lengkung Mercu ; R = 1.0 m R = 0.7H - H

    H Koefisien Pengaliran ; m = 1.2357 Digunakan Rumus Bunchu & Verwoerd

    ITinggi Kecepatan aliran di

    hulu; k = 0.0309 m

    JTinggi muka air di atas

    mercu terkoreksi; d = 0.870 m Digunakan Rumus Bunchu

    K Tinggi energi di hulu ; H = 1.305 m H = 1.5d

    LTinggi Muka Air di hulu

    Bendung; h = 1.27 m h = H - k

    1.5Q mbd g=

    2

    1.49 0.018 5h

    mR

    =

    2

    2 34 1

    27k m h

    h p

    = +

    ( )eff 2. . .p aB B N K K H= +

    1.5Q mbd g=

    PROFIL MUKA AIR

    Dari x = 0 ke hulu dihitung dengan backwater

    Dari x = 0 ke hilir digunakan rumus

    611

    612

    613

    614

    615

    616

    617

    618

    -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

    Profil Bendung

    z

    eff z

    QV

    B h=

    ( )2 0.5zV g H z= +

    ( )2 0.5z

    eff

    Qh

    B g H z=

    +

    hz

  • 4/23/2013

    17

    KOLAM OLAKAN

    Kedalaman aliran di awal loncat ; yu = 0.35 m

    Kecepatan aliran di awal loncat ; V1 = 8.917 m/detik

    Froude Number ; Fr = 4.8

    Kedalaman loncat air ; y2 = 0.929 m

    Jika tinggi ambang di ujung ; n = 0.4 m

    Maka Panjang kolam olakan

    yang diperlukan; Lj = 6.645

    ( )1 11 1

    2 0.5V g H z

    q V y

    = +

    =

    1

    u

    VFr

    gy=

    ( )2 12 1 8 1u

    yFr

    y= +

    25( )jL n y= +

    Dekat dengan Bangunan Pembilas dan as Bendung

    BANGUNAN PENGAMBILAN ..(1)

  • 4/23/2013

    18

    Pengambilan duasisi

    BANGUNAN PENGAMBILAN ..(2)

    Dua pengambilan di satu sisi bendung:

    Salah satu pintu pengambilan ditempatkan di pilar pembilas

    Tebal pilar pembilas 2 m Gorong-gorong untuk menyeberangkan aliran ditempatkan di tubuh

    bendung

    Kecepatan aliran di gorong2 dibuat sekitar 2.5 m/det

    Sebaiknya dibuat fasilitas pembilasan di pengeluaran gorong2

    BANGUNAN PENGAMBILAN ..(3)

  • 4/23/2013

    19

    Duapengambilan di satu sisi

    BANGUNAN PENGAMBILAN ..(4)

    Ambang pengambilan/lantaihulu

    Pintu dan perlengkapannya

    Dinding penahan banjir

    Pilar penempatan pintu jikapintu lebih dari satu

    Jembatan pelayanan

    Rumah pintu

    Saringan sampah

    Sponeng dan sponeng cadangan

    KOMPONEN BANGUNAN PENGAMBILAN

  • 4/23/2013

    20

    Kapasitas pengambilan minimum 1,2 kali kebutuhan pengambilan.

    Elevasi atas lubang pintu pengambilan diambil 10 cm di bawahelevasi puncak bendung.

    Jika pengambilan digabung dengan pembilas terbuka, elevasi ambangpengambilan disesuaikan dengan jenis sedimen di sungai:

    Lanau: minimum 0.5 m dari dasar sungai

    Pasir dan kerikil: minimum 1.0 m dari dasar sungai

    Bongkahan batu: minimum 1.5 m dari dasar sungai

    KRITERIA BANGUNAN PENGAMBILAN

    Tidak menimbulkan sedimentasidan turbulensi di hulu pengambilan.

    Pengambilan dengan pintu lebihdari satu, sebaiknya pilardimundurkan supaya aliran masuklebih mulus (mengurangiturbulensi)

    Lebar satu pintu 2.5 m

    KRITERIA BANGUNAN PENGAMBILAN

  • 4/23/2013

    21

    Kecepatan aliran diperkirakan:

    Dalam Kondisi biasa

    BANGUNAN PENGAMBILAN

    DEBIT PENGAMBILAN

  • 4/23/2013

    22

    Elevasi mercu bendung direncanakan 10 cm di atas elevasibukaan maksimum pengambilan

    BANGUNAN PENGAMBILAN

    Pengambilan tipe tidak tenggelam (a) dan tipe tenggelam (b)

    Dibuat pada tempat yg tepat, menghindari masuknyasedimen.

    Biasanya diambil di sisi luar tikungan sungai

    Sedimen yg masuk dipengaruhi oleh jari-jari tikungan, suduttikungan, posisi pengambilan thd pembagian sedimenlayang.

    Digunakan pendekatan empiris Habermaas.

    PENGAMBILAN BEBAS ..(1)

  • 4/23/2013

    23

    PENGAMBILAN BEBAS ..(2)

    Agar mampu mengakomodasi tinggi muka air yang berubah-ubah pengambilan direncanakan sebagai pintu aliran bawah

    PENGAMBILAN BEBAS ..(3)

  • 4/23/2013

    24

    Q = debit pengambilan (m3/s)

    K = Faktor untuk aliran tenggelam (Lihat Gambar 4.29)

    = Koefisien debit (lihat Gambar 4.30)

    a = tinggi bukaan pintu (m)

    B = Lebar pintu (m)

    g = percepatan gravitasi (m/s2)

    h1 = kedalaman air di depan pintu di atas ambang (m)

    PENGAMBILAN BEBAS ..(4)

    1Q K a B 2gh=

    PENGAMBILAN BEBAS ..(5)

    Gambar 4.29. Koefisien K untuk debit aliran tenggelam (Schmidt)

  • 4/23/2013

    25

    PENGAMBILAN BEBAS ..(6)

    Gambar 4.30

    Lantai pembilas merupakan kantong tempat mengendapnyabahan-bahan kasar di depan pembilas pengambilan.

    Sedimen yang terkumpul dapat dibilas dengan jalan membukapintu pembilas secara berkala guna menciptakan aliranterkonsentrasi tepat di depan pengambilan.

    Kriteria Perencanaan:

    lebar pembilas ditambah tebal pilar pembagi sebaiknya sama dengan 1/6 1/10 dari lebar bersih bendung (jarak antara pangkalpangkalnya), untuk sungai-sungai yang lebarnya kurang dari 100 m.

    lebar pembilas sebaiknya diambil 60% dari lebar total pengambilantermasuk pilar-pilarnya.

    BANGUNAN PEMBILAS ..(1)

  • 4/23/2013

    26

    Panjang dinding pemisah, dapat diberikan harga empiris.

    Dalam hal ini sudut a pada Gambar 5.4 sebaiknya diambilsekitar 600 sampai 700.

    BANGUNAN PEMBILAS ..(2)

    Gambar 5.4. GeometriBangunan Pembilas

    Pintu dengan bagian depan terbuka memiliki keuntungan-keuntungan

    berikut:

    ikut mengatur kapasitas debit bendung, karena air dapat mengalir melalui

    pintu-pintu yang tertutup selama banjir.

    pembuangan benda-benda terapung lebih mudah, khususnya bila pintu dibuat

    dalam dua bagian dan bagian atas dapat diturunkan (lihat juga Gambar 5.13c).

    Kelemahan-kelemahannya:

    sedimen akan terangkut ke pembilas selama banjir; hal ini bisa menimbulkan

    masalah, apalagi kalau sungai mengangkut banyak bongkah. Bongkah-bongkah

    ini dapat menumpuk di depan pembilas dan sulit disingkirkan.

    benda-benda hanyut bisa merusakkan pintu.

    BANGUNAN PEMBILAS ..(3)

  • 4/23/2013

    27

    Jika bongkah yang

    terangkut banyak,

    kadang-kadang lebih

    menguntungkan untuk

    merencanakan

    pembilas samping

    (shunt sluice)

    BANGUNAN PEMBILAS ..(4)

    Pembilas bawah direncana untuk mencegah masuknya angkutansedimen dasar fraksi pasir yang lebih kasar ke dalampengambilan.

    Mulut pembilas bawah ditempatkan di hulu pengambilan di mana ujung penutup pembilas membagi air menjadi dua lapisan: lapisan atas mengalir ke pengambilan dan lapisan bawahmengalir melalui saluran pembilas bawah lewat bendung

    Apabila benda-benda hanyut mengganggu eksploitasi pintupembilas sebaiknya di pertimbangkan untuk membuat pembilasdengan dua buah pintu, di mana pintu atas dapat diturunkanagar benda-benda hanyut dapat lewat

    PEMBILAS BAWAH

  • 4/23/2013

    28

    (Undersluice)

    PEMBILAS BAWAH

    Dimensi-dimensi dasar pembilas bawah adalah:

    tinggi saluran pembilas bawah hendaknya lebih besar dari 1,5 kali diameter terbesar sedimen dasar di sungai

    tinggi saluran pembilas bawah sekurang-kurangnya 1,0 m,

    tinggi sebaiknya diambil 1/3 sampai 1/4 dari kedalaman air di depanpengambilan selama debit normal.

    Dimensi rata-rata dari pembilas bawah yang direncanakan dandibangun berkisar dari:

    5 sampai 20 m untuk panjang saluran pembilas bawah

    1 sampai 2 m untuk panjang tinggi saluran pembilas bawah

    0,20 sampai 0,35 m untuk tebal beton bertulang.

    PEMBILAS BAWAH

  • 4/23/2013

    29

    KANTONG LUMPUR ..(1)

    KANTONG LUMPUR ..(2)

  • 4/23/2013

    30

    Jenis tanah yang mengendap di kantong lumpur adalah pasir sedang dengan ukuran butir 0,2 mm, memiliki kecepatan endap = 0,02 m/detik.

    Debit rencana pengambilan Q = 2,62 m3/detik

    Dalam perencanaan ini diasumsikan bahwa air yang masuk dari pintu pengambilan membawa sedimen dengan konsentrasi 0,1 %o yang harus diendapkan.

    Direncanakan interval waktu pembilasan adalah T = 1 minggu.

    CONTOH PERENCANAAN KANTONG LUMPUR ..(1)

    Volume sedimen yang harus ditampung

    Vs = 0,0001*Q*T

    = 0,0001*2,62*(7* 24*3600)

    = 158,458 m3.

    Luas saluran yang diperlukan :

    L*B = Q/w = 2.62/0.02 = 131 m2

    Lebar kantong lumpur ditetapkan B = 6,0 m sehingga panjang kantong lumpur minimal :

    L = 131 / 6 = 21,833 m

    ditetapkan panjang kantong lumpur

    L = 22,0 m

    CONTOH PERENCANAAN KANTONG LUMPUR ..(2)

  • 4/23/2013

    31

    Kecepatan aliran di kantong lumpur direncanakan v = 0,4 m/detik sehingga luas tampang melintang aliran di kantong lumpur dapat dihitung :

    A = Q / v = 2,62 / 0,4 = 6,55 m2

    Kedalaman aliran

    h = A / B = 6,55 / 6,0 = 1,092 m

    Kedalaman tersebut dihitung pada saat kantong sedimen dalam keadaan penuh.

    Kedalaman sedimen pada saat kantong penuh:

    CONTOH PERENCANAAN KANTONG LUMPUR ..(3)

    ss

    V 158.458h 1.2m

    BL 6*22= = =

    Kemiringan dasar kantong sedimen direncanakan dengan koefisien kekasaran Strickler ks = 40:

    CONTOH PERENCANAAN KANTONG LUMPUR ..(4)

    2 2

    s 2/3 2/3

    s

    v 0.4i 0.005

    k (B . h) 40(6*1.092)= = =

  • 4/23/2013

    32

    Sehingga kedalaman kolam lumpur ditentukan sebagai berikut:

    Di hulu : h1 = 1,2 m

    Di hilir : h2 = 1,3 m

    Pada saluran diberikan freeboard setinggi 0,4 m.

    CONTOH PERENCANAAN KANTONG LUMPUR ..(5)