Download - new adit
SAK JAN SAMPAKANG / 090 211 042
PERENCANAAN STRUKTUR BANGUNAN AIR2014
1. Menentukan Catchment Area (Daerah Aliran Sungai)Suatu bendung tetap, direncanakan mengairi daerah irigasi dengan memanfaatkan air sungai X. Penggambaran Catchment Area dan Penetapan lokasi bendung, dilakukan pada Peta Rupa Bumi Indonesia lembar 2316 52 daerah DULODUO, dengan skala 1 : 50.000 (1 cm digambar = 0.5km dilapangan; 1cm2 = 0.25km2 = 25 ha).
Perhitungan luas Catchment Area dilakukan dengan cara grafis dan memperoleh nilai luas Catchment Area:
Luas stasiun pengamatan 1=10.471km2
Luas stasiun pengamatan 2=10.805km2
Luas stasiun pengamatan 3=7.986km2
Jadi luas total adalah =29.262km2 .2. Memilih Data Hujan Catchment Area (Daerah Aliran Sungai)Adapun data-data untuk 3 stasiun pengamatan dengan data dikumpulkan selama 13 tahun, seperti pada tabel:
Tahun PengamatanCurah Hujan Harian Maximum (mm/hari)
Stasiun 1Stasiun 2Stasiun 3
1107.581110
2108.4105112
3103.59897.5
4100.66895
5100.37898
6105.295115
7120.4100118
8110110120
9115111127
10118115113
11121.59780
121178585
1399.59099
Jumlah1426.912331369.5
Rata-rata109.894.8105.3
3. Analisa Hidrologi (Dengan Metode Gumble)Digunakan untuk menganalisa data curah hujan yang terjadi pada lokasi Catchment Area, atau daerah terdekat lokasi bendung. Data curah hujan yang harus tersedia untuk dianalisa yaitu data yang terkumpul untuk minimal 10 tahun, guna mendapat hasil (data) yang layak. Analisa hidrologi antara lain meliputi curah hujan maximum, curah hujan DAS, analisa frekuensi sesuai pola distribusi data hujan.Rumus Metode Gumbel:
Dimana:Xt= Curah hujan maksimum pada Return Period
Xa= Curah hujan rata - rata maksimum tiap stasiunSx= Standar Deviasi
= K= Faktor Frekuensi untuk Gumble
=(yt yn) / SnYt= Reduce Variable
=Yn = Reduce Mean
Sn= Reduce Standar DeviasiAnalisa hidrologi dimaksudkan untuk menganalisa data curah hujan yang terjadi dalam lokasi Catchment Area. Data yang harus dianalisa yaitu data yang dikumpulkan dalam setiap pengamatan pada daerah yang bersangkutan, yang dilakukan/diamati secara khusus, selama beberapa tahun. Tetapi dalam penyelesaian tugas ini digunakan data-data yang ada pada format. Tabel PengamatanStasiun 1Stasiun 2Stasiun 3
Xi(Xi - Xa)2Xi(Xi - Xa)2Xi(Xi - Xa)2
1107.55.181191.711021.7
2108.41.9105103.111244.3
3103.539.2989.997.561.6
4100.683.968720.795107
5100.389.578283.89854
6105.220.8950.211593.2
7120.4113.210026.6118160.1
81100.2110229.6120214.7
911527.4111260.9127468.9
1011867.9115406.211358.6
11121.5137.8974.680642.4
1211752.48596.985414
1399.5105.39023.59940.3
Jumlah1426.9744.51233.02357.71369.52380.7
Xa109.894.8105.3
Menentukan standar deviasi (Sx) :
Stasiun 1
Stasiun 2
Stasiun 3
Menghitung nilai frekuensi faktor :
Diketahui :
Kala ulang banjir (Tr)
= 100 tahun
Tahun pengamatan (n)
= 13 tahunTabel Hubungan Reduced Mean yn Dengan Besarnya Sampel
nynNynnynnyn
100.4952330.5388560.5508790.5567
110.4996340.5396570.5511800.5569
120.5035350.5402580.5515810.5570
130.5070360.5410590.5518820.5572
140.5100370.5418600.5521830.5574
150.5128380.5424610.5524840.5576
160.5157390.5430620.5527850.5578
170.5181400.5436630.5530860.5580
180.5202410.5442640.5533870.5581
190.5220420.5448650.5535880.5583
200.5236430.5453660.5538890.5585
210.5252440.5458670.5540900.5586
220.5268450.5463680.5543910.5587
230.5283460.5468690.5545920.5589
240.5296470.5473700.5548930.5591
250.5309480.5477710.5550940.5592
260.5320490.5481720.5552950.5593
270.5332500.5485730.5555960.5595
280.5343510.5489740.5557970.5596
290.5353520.5493750.5559980.5598
300.5362530.5497760.5561990.5599
310.5371540.5501770.55631000.5600
320.5380550.5504780.5565
Dikutip dari buku J.NEMEC/Engineering Hydrology
Tabel Reduced Standar Deviation sn Dengan Besarnya Sampel
nsnNsnnsnnsn
100.9496331.1226561.1696791.1930
110.9767341.1225571.1708801.1938
120.9833351.1287581.1721811.1945
130.9971361.1313591.1734821.1953
141.0095371.1339601.1747831.1959
151.0206381.1363611.1759841.1967
161.0316391.1388621.1770851.1973
171.0411401.1413631.1782861.1987
181.0493411.1436641.1793871.1987
191.0565421.1458651.1803881.1994
201.0628431.1480661.1814891.2001
211.0696441.1499671.1824901.2007
221.0754451.1519681.1834911.2013
231.0811461.1538691.1844921.2020
241.0864471.1557701.1854931.2026
251.0915481.1574711.1864941.2032
261.0961491.1590721.1873951.2038
271.1004501.1607731.1881961.2044
281.1047511.1623741.1890971.2049
291.1086521.1638751.1898981.2055
301.1124531.1658761.1906991.2060
311.1159541.1667771.19151001.2065
321.1193551.1681781.1923
Dikutip dari buku J.NEMEC/Engineering Hydrology
Untuk n = 13
Sn = 0.5070
Yn = 0.9971
K =
Yt=
= = 4.6001
K = = 4.105Menentukan besaran yang diharapkan terjadi selama t tahun (Xt)
Stasiun 1 mm
Stasiun 2 mm
Stasiun 3 mm
Menghitung curah hujan rata-rata metode Poligon Thiesen
4. Menghitung Debit Banjir Maksimum dengan Metode Melchior
Untuk menentukan besarnya debit sungai berdasarkan curah hujan perlu ditinjau hubungan antara hujan dan aliran sungai. Besarnya aliran di dalam sungai ditentukan terutama oleh besarnya hujan, intensitas hujan, luas daerah hujan, lama waktu hujan, luas DAS dan ciri-ciri daerah aliran.
Rumus:
Dimana:
Qt= Debit yang diharapkan terjadi pada return periode tertentu
= Koefisien aliran = 0.72
= Luas catchment area
= Curah hujan maximum tiap km2
= Curah hujan rata-rata pada return periode waktu tertentu
Rumus:
Dimana:
= luas elips
= sumbu terpanjang
= sumbu terpendek
= koefisien reduksi
= waktu konsentrasi
= kecepatan aliran rata-rata
S= kemiringan
= debit perkiraanPanjang sumbu a = 15.2 cm = 7.6 km
Panjang sumbu b = 10.1 cm = 5.05 km
Data-data analisa perhitungan debit banjir (dipilih sungai yang terpanjang):
Panjang sungai (L)
= 8.45 kmPanjang sungai teoritis
= (8.45 x 0.9) = 7.61 km
Elevasi hulu
= 1100 m
Elevasi hilir
= 455 mLuas total catchment area
= 29.262 km2Curah hujan maks. untuk jakarta= 200 mm/detik
Mencari beda Tinggi dibagi setiap 2 km sehingga di dapat 4 bagian
Panjang sungai Pengamatan
= 8.45 / 4= 2.113 km
= 2113 m
Panjang sungai teoritis Pengamatan= 2113*0.9= 1901,7 m
TitikTinggi TitikBeda TinggiS = (beda Tinggi / Panjang sungai teoritis)
a1100
4000.1170
b700
1000.0292
c600
1000.0292
d500
450.0132
e455
`
S Rata-Rata0.04715
Tabel Yang Digunakan dalam Perhitungan Debit maksimum (Metode Melchior)
Tabel Presentase Menurut melchior
FLama Hujan, t (jam)
123456810121624
044648089929293949596100
1037577080828487909195100
5029455766707479838894100
30020334352576169778593100
-12233242505466748392100
Sumber : Subarkah (1980)
Tabel Perkiraan Intensitas Hujan Harian Menurut Melchior
Luas Ellips (km)I (m/detik/km)Luas Ellips (km)I (m/detik/km)Luas Ellips (km)I (m/detik/km)
0.1429.601444.757202.30
0.7222.452164.0010801.85
1.2019.902883.6014401.55
7.2014.153603.3021001.12
1411.854323.0528801.00
299.005042.8543200.70
726.255762.6557600.54
1085.256482.4572000.48
Sumber : Subarkah (1980)
Tabel Penambahan Presentase Melchior
tc (menit)%tc (menit)%tc (menit)%
0 - 402895 - 980131860 - 195024
40 - 1153980 - 1070141950 - 203525
115 - 19041070 - 1155152035 - 212026
190 - 27051155 - 1240162120 - 221027
270 - 36061240 - 1330172210 - 229528
360 - 45071330 - 1420182295 - 238029
450 - 54081420 - 1510192380 - 246530
540 - 63091510 - 1595202465 - 255031
630 - 720101595 - 1680212550 - 264032
720 - 810111680 - 1770222640 - 272533
810 - 895121770 - 1860232725 - 281534
Sumber: Subarkah (1980)
a) Koefisien Pengaliran = 0.72b) Menghitung Koefisien Reduksi
F = = = 30.143 km2
Di dapat = 1.474
c) Taksir nilai I
Plot luas elips ke dalam table Perkiraan Intensitas Hujan Menurut Melchior, lalu dilakukan interpolasi nilai I terhadap nilai F.
F (Km)I (m/detik/km)
299.00
30.143X
726.25
m3/det/km2Maka, nilai curah hujan maksimum sehari (I) = 8.927 m3/det/km2d) Mengitung Debit (Q)
m3/dete) Menghitung kecepatan aliran rata-rata (v)
m/det
f) Menghitung waktu konsentrasi (tc)
jamg) Nilai dilihat pada Tabel Presentase menurut Melchior berdasarkan Luas Elips (F) dan Lama hujan (tc) di interpolasi sebanyak 2 kali hingga didapat nilai F (km)Lama Hujan, tc (jam)
34
1070x80
30.143z
5057y66
Maka nilai = 66.54 %
= 0.6654
h) Koefisien Reduksi = 1.474* 0.6654
= 0.981
i) Hitung I sebenarnya I
Coba lagi (kembali ke poin d)
d) Mengitung Debit (Q) (Iterasi 1)
m3/dete) Menghitung kecepatan aliran rata-rata (v)
m/det
f) Menghitung waktu konsentrasi (tc)
jamg) Nilai dilihat pada Tabel Presentase menurut Melchior berdasarkan Luas Elips (F) dan Lama hujan (tc) di interpolasi sebanyak 2 kali hingga didapat nilai F (km)Lama Hujan, tc (jam)
34
1070x80
30.143z
5057y66
Maka nilai = 66.54 %
= 0.6654
h) Koefisien Reduksi = * 0.6654
= 0.981
i) Hitung I sebenarnya I
Coba lagi (kembali ke poin d)
d) Mengitung Debit (Q) (Iterasi 2)
m3/dete) Menghitung kecepatan aliran rata-rata (v)
m/det
f) Menghitung waktu konsentrasi (tc)
jamg) Nilai dilihat pada Tabel Presentase menurut Melchior berdasarkan Luas Elips (F) dan Lama hujan (tc) di interpolasi sebanyak 2 kali hingga didapat nilai F (km)Lama Hujan, tc (jam)
34
1070x80
30.143z
5057y66
Maka nilai = 66.54 %
= 0.6654
h) Koefisien Reduksi = * 0.6654
= 0.981
i) Hitung I sebenarnya I
Coba lagi (kembali ke poin d)
d) Mengitung Debit (Q) (Iterasi 3)
m3/dete) Menghitung kecepatan aliran rata-rata (v)
m/det
f) Menghitung waktu konsentrasi (tc)
jamg) Nilai dilihat pada Tabel Presentase menurut Melchior berdasarkan Luas Elips (F) dan Lama hujan (tc) di interpolasi sebanyak 2 kali hingga didapat nilai F (km)Lama Hujan, tc (jam)
34
1070x80
30.143z
5057y66
Ok
d) Menghitung harga taksiran curah hujan (I)
Karena suatu konsentrasi (tc) harus sama dengan lamanya hujan, maka harga I2 dipertinggi dengan suatu harga tertentu. Besarnya waktu konsentrasi (tc) diplot ke table Penambahan Presentase Melchior untuk mencari nilai kenaikan dalam presentase.
tc = 3.17 Jam = 190.2 menit, maka terjadi kenaikan sebesar 5 %.
m3/det/km2Maka, besarnya taksiran curah hujan (I) = 0 m3/det/km2
e) Menghitung debit puncak banjir (Q)
m3/det
Maka,
m3/det
Maka, debit yang diharapkan terjadi pada kala ulang 100 tahun maksimum = m3/det.5. Menghitung Tinggi Banjir Rencana di Hilir Bendung (Tail water)
Perhitungan Muka Air Maksimum Sebelum Ada BendungUntuk menghitung tinggi air maksimum pada bendung digunakanrumus:
(Manning)
Dimana:
= kecepatan aliran (m/det)
= debit (m3/det)
= jari-jari hidrolis
= luas penampang basah (m2)
= keliling basah (m)
= kemiringan sungai rata-rata
n= koefisien kekasaran dari manning
diambil n = 0.035 (Untuk Saluran Tidak beraturan)
Kemiringan dasar sungai rata-rata ditinjau sejauh 2 km dari lokasi bendung. Dari peta didapat :
Elevasi dasar sungai di lokasi bendung = 455 m
Elevasi 2Km Ke Hulu = 200m
Elevasi 2Km Ke Hilir = 100mH = 200 100 = 100 m
Setelah pemancangan dan perbaikan talud sungai, diperoleh penampang sungai di lokasi bendung sebagai berikut :
Dengan b dimisalkan 50 m dan m = 1Untuk penampang trapezium:
Didapat Tabel hubungan h da Q sebagai berikut :
Tabel coba-coba tinggi muka air maksimum di coba dari antara ketinggian
h= 0.9-1.086672:h (m)b (m)A (m2)P (m)R (m)CIV (m/det)Q(m3/det)
0.95045.8152.545584410.871832.06080.04246.1641282.377
1505152.828427120.965433.099620.04246.69664341.529
1.0866725055.514553.073572561.04633.925670.04247.14456396.626
Syarat Q coba-coba = Q desain = 396.626 m3/det, didapat h = 1.086672 m 1.5 m
Dari tabel diperoleh tinggi muka air maksimum di sungai sebelum di bendung = 1.5 m
6. Perhitungan Hidrolis Bendung
a) Penentuan tinggi elevasi mercuMenentukan tinggi elevasi Mercu, oleh beberapa faktor, sebagai patokan dapat digunakan angka-angka sebagai berikut:
Elevasi sawah tertinggi
= 460.00 m
Tinggi muka air sawah
= 0.10 m
Kehilangan tekanan air dari saluran tersier ke sawah
= 0.10 m
Kehilangan tekanan air dari saluran sekunder ke saluran tersier
= 0.10 m
Kehilangan tekanan air dari saluran primer ke saluran sekunder
= 0.10 m
Kehilangan tekanan air akibat kemiringan
= 0.15 m
Kehilangan air dari sungai ke saluran primer
= 0.20 m
Kehilangan Tekanan air akibat Eksploitasi
= 0.10 m
Kehilangan tekanan air pada alat-alat ukur
= 0.40 m
Kehilangan tekanan untuk Bangunan-bangunan lain
= 0.25 m
Tinggi elevasi mercu
= 461.5 mb) Perhitungan Tinggi Bendung
Tinggi bendung adalah jaak antara lantai muka bendung sampai pada puncak bendung.
Diketahui :
Elevasi sawah tertinggi
= 400 m
Elevasi dasar sungai di lokasi bendung
= 455 m
Elevasi mercu bendung
= 461.5 m
Tinggi mercu bendung
= elevasi peil mercu elevasi dasar sungai= 461.5 - 455 = 6.5 mc) Perhitungan Lebar Bendung
Lebar bendung adalah jarak bagian dalam antara tembok di sebelah kanan dan kiri, dibuat sama dengan leba rata-rata nomal sungai.
Lebar rata-rata sungai :
m
Lebar pintu penguras (bilas) :
m, dibagi menjadi 3 pintu m
m
Lebar pilar : bb = 1 m
Karena ada 3 pintu jadi Lebar pilar = 3 1 = 3
Lebar efektif bendung (beff) dengan lebar pilar Bb = 3 m :
m
Maka lebar bendung adalah m
d) Perhitungan Tinggi Muka Air Maksimum di Atas Mercu Bendung
Tinggi muka air di atas mercu bendung adalah muka air sedikit di atas udik bendung sebelum muka air berubah bentuk menjadi melengakung ke bawah.
Perhitungan tipe mercu tipe Vlugter. Aliran dianggap sempurna dengan rumus pengalirannya :
Rumus Bundsch :Q = m.b.d d = Untukharga k0 dan m dicari dengan rumus Vonwoerd :k0 = 4/27.m2.h3(1/n+p)2m = 1.49 0.018 (5 h/r)2Dimana :
b= lebar efektif bendung (m)
g= percepatan gravitasi (m/det2)
h0= tinggi air di atas mercu (m)
k0= tinggi energi kecepatan (m)
m= koefisien pengaliran
P= tinggi bendung (m)
Q= debit rencana (m3/det)
r= jari-jari puncak mercu (m)
H0 = tinggi tekanan/tinggi kecepatan
Langkah Perhitungan :
Mencari nilai jari-jari puncak mercu yang sesuai dengan syarat jari-jari puncak yaitu 0.7h0 < r < h0 Coba-coba nilai r sehinggah memperoleh nilai h0. Setelah itu kontrol dengan persamaan diatas. Bila ternyata nilai r tidak memenuhi syarat ulangi perhitungan.
Nilai r diambil = 1.2 m
Dengan P = 3.8 m
Di dapat tabel coba-coba nilai h untuk r = 1.2:
H0MKdHQ
0.61.1062630.0020230.6020230.90303476.8463
0.81.1341610.0046110.8046111.206917121.73
11.1610070.0086671.0086671.513001174.905
1.21.18680.0144231.2144231.821634236.199
1.31.1993020.0179991.3179991.976998269.865
1.41.211540.0220671.4220672.133101305.537
1.51.2235160.0266461.5266462.289969343.212
1.61.2352280.0317511.6317512.447627382.889
1.6334941.2390920.0335811.6670752.500613396.626
Syarat Qcoba-coba (396.626) = Q Desain (396.626).. ok
h0 yang diambil = 1.633494 m
Kontrol rmin
0.7 h0 < r < h0
0.7 (1.633494) < 1.2 < 1.633494
1.143446 < 1.2 < 1.633494 ..ok
Sehinggah Tinggi Elevasi Air diatas Mercu
= Tinggi Elevasi Mercu + Tinggi Air diatas Mercu
= 461.5 + 1.633494
= 463.1335 m
e) Pemilihan Tipe Bendung
Sungai biasanya mengandung lumpur pada waktu hujan dan tidak mengandung batu-batu besar karena itu digunakan tipe bendung Vlugter.
Keadaan izin terbagi 2 :
Maka D = L = R = 1.1
Maka D = L = R = 0.6 H + 1.4
Dimana :P= 3.8 m
h= 1.086672 m
= 0.033581 m
H0= 1.633494 m
= hawal k = 1.086672 0.033581 = 1.0531
= H + = 1.633494 + 1.0531 = 2.6866
= 2.6866 /1.633494 = 1.6447 (masuk dalam syarat 1)
Jadi : D = L = R = 1.1 (2.6866) +(1.633494) = 4.32 4.5 m
m 0.2 m m
f) Back Water Curve
Back Water Curve adalah kurva untuk mengetahui sampai dimana pengaruh kenaikan muka air setalah adanya penempatan bendung.
Dimana :
= panjang pengaruh pengembangan ke arah hulu
= kemiringan sungai
= tinggi kenaikan muka air di titik bendung
m
Maka :
m m
g) Menentukan Panjang Lantai MukaLantai muka berfungsi untuk mengurangi tekanan air keatas pada bidang kontak antara pondasi bangunan dengan dasar pondasi dan juga untuk memperpanjang jalannya aliran air (creepline). Makin pendek creepline makin kecil pula hambatannya, sehingga konstruksi lantai muka air semakin panjang demikian pula sebaliknya. Perbedaan tinggi air dihilir dan dihulu bendung mengakibatkan adanya aliran dibawah bendung sebagai akibat dari perbedaan tekanan pada dasar bendung. Hal ini lama-kelamaan akan menimbulkan penggerusan, terutama di ujung belakang bendung. Cara yang sering digunakan yaitu dengan mebuat dinding vertikal dari beton atau besi dimuka sebelum bendung itu agar jalan yang ditempuh aliran adalah jalan hambatannya paling kecil. Teori Bligh
Besarnya perbedaan tekanan sebanding dengan panjang jalannya air (creep line) :
Dengan :
= beda tekanan
= creep ratio
= panjang creep lineSupaya konstruksinya aman terhadap tekanan air maka :
Sehinggah Panjang Lantai muka : Lm = L- LV - LHLV= 7.4 m
LH= 13.9 m
Catatan :
Bidang yang bersudut 45o dianggap sebagai bidang vertikal sedangkan bidang yang bersudut < 45o dianggap horizontal.Beda tekanan sebesar : H = R = 4.5 m
Creep ratio = 9
Teori Lane
Teori ini merupakan merupakan pengembangan dari teori Bligh. Lane memberikan koreksi terhadap teori Bligh dan mengatakan bahwa energi yang dibutuhkan untuk melewati jalan horizontal lebih kecil dari pada vertical dengan perbandingan 1 : 3.
Jadi dianggap
Dengan :
= panjang creep line
= creep ratio
= 2.5
= panjang bagian vertikal
= 7.4 m
= panjang bagian horisontal= 13.9 m
L = m m
Diambil L = 40.5 m Panjang lantai muka :Lm = L - LV - LH
Lm = 40.5 7.4 13.9
Lm = 19.2 m
Menghitung tebal lantai muka.
Syarat :
Dengan m
Direncanakan :
= 0.6 m
m
..OK!!
Menghitung tebal ruang olakan.
Direncanakan (pot m-m) :
= 0.6 m
m
..OK!!
Direncanakan (pot p-p)
= 1.0 m
m
..OK!!Kontrol Gaya angkat (Uplift) pada ruang olakan:
Dimana :
Ux= Uplift pressure dititik x
Hx= Tinggi muka air di hulu bendung diukur mulai dari titik x
Lx= Panjang Creepline dititik x
Lt= Panjang Creepline Total
H= Beda tinggi tekanan di hulu dan di hilir bendung
Ditinjau untuk 2 keadaan :
1. Keadaan air normal
2. Keadaan banjir
Keadaan air normal :
H= R = 4.43 m
Lt= 40 m
Lc= 34.1 m
Ld= 34.5 m
Hc= 5.5 m
Hd= 5.1 m
Uplift dititik c
= 1.723
Gc= x tc
= 2.4 x 1
= 2.4
Kontrol Gc > Uc ..ok
Uplift dititik d
= 1.279
Gd= x td
= 2.4 x 0.6
= 1.44
Kontrol Gc > Uc ..ok
Keadaan banjir
h= 1.6 m
H= R = 4.43 + 1.6 = 6.03 m
Lt= 38.5 m
Lc= 34.1 m
Ld= 34.5 m
Hc= 5.5 m
Hd= 5.1 m
Uplift dititik c
= 0.359 t
Gc= x tc
= 2.4 x 1
= 2.4 t
Kontrol Gc > Uc ..ok
Uplift dititik d
= -0.303 t (tidak ada gaya angkat)
Gd= x td
= 2.4 x 0.6
= -0.101 t
Kontrol Gc > Uc ..ok
STABILITAS BENDUNG
Gaya-gaya yang bekerja pada bendung :
Gaya Berat Bendung
Gaya Gempa
Tekanan Lumpur
Gaya Hidrostatis
Gaya Uplift
Untuk mempermudah perhitungan, tubuh bending dibagi atas beberapa bagian. Berikut perhitunganganya yang bekerja.1. Gaya Berat Bendung
Bendung direncanakan terbuat dari beton dengan = 2.4 t/m3Rumus Gaya Berat :
Dimana : : Luas bagian yang ditinjau: Berat jenis beton
Perhitungan gaya berat tiap-tiap bagian seperti ditabelkan berikut ini :
BagianF(m2)G=F*y(m)x(m)My=G*yMx=G*x
13.849.2163.68.533.177678.336
21.22.883.67.310.36821.024
337.24.65.333.1238.16
43.37.923.53.9527.7231.284
53.37.922.52.4519.819.404
61.74.0801.6506.732
72.96.964.35.729.92839.672
80.751.83.33.55.946.3
90.751.82.31.84.143.24
101.263.0240.70.42.11681.2096
110.240.5761.70.50.97920.288
124.5210.8485.67.860.748884.6144
64.224228.0384330.264
m
m2. Gaya gempa
Gaya gempa yang diperhitungakan adalah gempa horizontal yang bekerja pada titik berat bendung yang ditinjau.Rumus :
Dimana:
= Koefisien Gempa = 0.03= Total gaya berat
()Momen akibat gaya gempa tm
3. Tekanan lumpur
Endapan Lumpur diperhitungkan setinggi mercu bendung.
= Berat jenis Lumpur = 1.85 t/m3
= 300 (sudut geser dalam)
Momen akibat tekanan lumpur:
tm4. Gaya hidrostatis
Keadaan air normalt/m3
t
tm Keadaan air banjir SHAPE \* MERGEFORMAT
Daerah 1 t
Daerah 2 t
Daerah 3 t
Daerah 4 t
Daerah 5 t
Jarak titik yang di tinjau ke titik A.
wGaya(t)Jarak (m)Momen
17.223.2323.32
28.822.723.814
3-0.87.13-5.7
4-5.6250.833-4.686
5-10.1251.5-15.188
M21.56
M = 21.56 tm, H = 5.915 t, V = -6.425 t5. Gaya Uplift
Untuk menghitung gaya uplift harus dicari tekanan pada tiap titik sudut pada creep line, kemudian dapat dihitung besarnya gaya yang bekerja pada tiap bidang.
Dimana :
= Uplift pressure di titik x
= Tinggi muka air di hulu bending di ukur mulai dari titik x
= Panjang creep line sampai titik x
t= Panjang creep line total = 40 m
= Beda tinggi tekanan di hulu dan hilir bendung = 4.5 m
Jarak = jarak antara garis yang ditinjau ke titik A Keadaan air normal
TitikHxLx UxbV (ton)H (ton)Jarak ke Amomen
I4.127.11.05125-----
0.9-1.30560.8751.1424
II5281.85
11.7938-5.91710.614
III5291.7375
2.5-0.86721.5421.3372
IV2.531.5-1.044m
1-1.1-4.917-5.409
V2.532.5-1.1563
1.5--0.7362.125-1.564
VI4340.175
20.125-3.3330.4166
VII436-0.05
1.5-0.92340.6250.5771
VIII5.537.51.28125
2.52.8516-1.0472.9856
IX5.5401
-----
3.67032.360310.10
Uplift pressure 70%2.56921.65227.07
Dimana :
b= lebar dua titik yang ditinjaub= HxA - HxBGaya = (PxA + PxB) x b/2V= H = C= ((2 PxA + PxB)/ ((PxA + PxB) * b/3Jarak adalah jarak dari titik berat gaya yang terjadi pada 2 titik ke titik tinjauan misalnya A dan B, ketitik tujuan
Hx= jarak dari titik tinjauan kearah muka air
Lx
= jarak dari titik tinjauan kearah ujung lantai muka Keadaan banjirTinggi air di atas mercu = 1.6 m
= 6.1 m
TitikHxLx UxbV (ton)H (ton)Jarak ke Amomen
I5.727.11.56725-----
0.9-1.75380.8751.5345
II6.6282.33
12.2538-5.91713.335
III6.6292.178m
2.5-1.84221.5422.8407
IV4.131.5-0.7038
1-0.78-4.917-3.835
V4.132.5-0.8563
1.5--0.3312.125-0.703
VI5.6340.415
20.525-3.3331.7498
VII5.6360.11
1.5-1.11840.6250.699
VIII7.137.51.38125
2.52.9766-1.0473.1165
IX7.1401
-----
4.97534.383518.737
Uplift pressure 70%3.48273.068413.116
KONTROL STABILITAS BENDUNGResume : Kondisi Air NormalJenis gayaV (ton)H (ton)MT (tm)MG (tm)
Berat sendiri-54.466-344.45-
Gaya gempa-1.634-5.992
Tekanan lumpur-3.77-11.938
Gaya hidrostatis-6.125-19.396
Gaya uplift2.5691.652-7.070
-51.89713.181344.4544.936
Resume : Kondisi Air Banjir
Jenis gayaV (ton)H (ton)MT (tm)MG (tm)
Beratsendiri-54.466-344.45-
Gaya gempa-1.634-5.992
Tekanan lumpur-3.77-11.938
Gaya hidrostatis-7.2251.6-11.724
Gaya uplift3.4833.068-13.116
-58.20810.072344.4542.770
1. Kontrol Terhadap GulingSyarat : a. Kondisi Air Normal
Dik: tm
tm
(OK)
b. Kondisi Air BanjirDik: tm
tm
(OK)2. Kontrol Terhadap Geser ; f = 0.7 (KP-02, hal 121)
Syarat : a. Kondisi Air Normal
Dik : V = 51.897 t H = 13.181 t
(OK)
b. Kondisi Air Banjir
Dik : V = 58.208 t
H = 10.072 t
(OK)
3. Kontrol Terhadap Eksentrisitas
Syarat :
a. Kondisi Air Normal
Dik : MT = 344.45 tm
MG = 44.936 tm
V = 51.897 t
= -3.292 < 1.083 (OK)
b. Kondisi Air Banjir
Dik : MT = 344.45 tm
MG = 42.770 tm
V = 58.208 t
= -1.933 < 1.083 (OK)
4. Kontrol Terhadap Daya Dukung ; B = 6.5ma. Kondisi Air NormalSyarat : = 18.5
t/m2 < 18.5 t/m2 (OK)
t/m2 < 18.5 t/m2 (OK)
b. Kondisi Air BanjirSyarat : = 18.5
t/m2 < 18.5 t/m2 (OK)
t/m2 < 18.5 t/m2 (OK)Dari hasil kontrol, dapat diambil kesimpulan bendungan layak beroperasi dalam kondisi air normal maupun air banjir.
Pintu Pengambilan
Luas tanah yang akan dialiri: 4000 ha
Debit saluraninduk :
Dimana :
A: Luas sawah yang akan dialiri
c: koefisien pengurangan rotasi = 0.8
NFR: Pemberian air normal = 1.1 ltr/dtk/Ha
e: efisiensi saluran (primer = 90%, sekunder = 90%, tersier = 80%)
Rumus pengaliran :Dimana :
Q = debit saluran intake
= Koef. Pengaliran (0.65)
b = Lebar pintu pengambilan
h = Tinggi ambang
g = Gravitasi
ukuran pintu pengambilan diambil
b : h = 2
b = 2h
Sehingga :
= 2.45023
= 1.431 m
Maka b = 2 x h = 2 x 1.431 = 2.862 m
Tinggi air diatas ambang= TinggiMercu h
= 3.5 1.431
= 2.069 m
Sketsa tinggi Ambang :
SHAPE \* MERGEFORMAT
Dimensi Balok Pada Pintu Pengambilan
Perhitungan untuk balok didasarkan bahwa balok yang rendah yang akan menerima tekanan terbesar dan ditinjau muka air banjir
h banjir= 3.5 + 1.6 = 5.1 m
h1= 1.431 + 1.6 = 3.031 m
h (tinggi balok) diambil 30 cm = 0.3 m
= 1 t/m3
t/m2t/m2
t/m2Lebar pintu intake = 2 1.431 = 2.862 m
t m
kg cm
Balok dari kayu besi dengan = 150 kg/cm2Karena konstruksi selalu terendam banjir maka tegangan lentur izin akan dikalikan dengan faktor 2/3 (PKKI 71 Hal 7)
Jadi :
kg/cm2
kg/cm2
cm 14 cm
Jadi, ukuran balok untuk pintu pengambilan adalah 30 x 14 cm.
Kontrol:
..OK!!
PintuPenguras
Tinggi pintu penguras = tinggi bendung = 3.5 m
Digunakan kayu kelas 1 : = 150 kg/cm2
Lebar maksimum pintu penguras:mTekanan lumpur setinggi mercu bendung
Tekanan air banjir
TekananAir :
Tekanan Lumpur :
t/m2
/m2
t/m2t/m2
t/m
m kg cm
cm3Tinggi pintu dibagi menjadi 7 bagian : h = 350/7 = 50 cm
cm 26 cm
Diambil h = 50 cm dan b = 26 cm
Kontrol :
..OK!!
T
1
h
m
b
k
h
H
r
P
R
D
L
0.6 m
0.2 m
0.4 m
19.2 m
0.4 m
4.5 m
1.0 m
0.6 m
0.2 m
0.2 m
0.6 m
1 m
d
0.4 m
1 m
0.2 m
c
8.7 m
0.4 m
A
H
3.8m
A
H
3.8m
19.2 m
1.2 m
6.5 m
2.5 m
4.5 m
4.5 m
3.8 m
1.6 m
1
3
4
5
A
2
4.5 m
IX
VIII
VI
II
I
4.5 m
A
VII
V
IV
III
3.8 m
1.6 m
A
4.5 m
IX
VIII
VI
II
I
VII
V
IV
III
3.5 m
EMBED Equation.3
3.5 m
2.069 m
EMBED Equation.3 w (h1 h) Kw
B
A
h=3.5 m
h1 = 5.1m
E
D
C
Lumpur
EMBED Equation.3 w hi Kw Air
12.45 t/m2
JUAN LACANDO/090211031
_1460914872.unknown
_1460914874.unknown
_1460914877.unknown
_1460914880.unknown
_1460914881.unknown
_1460914878.unknown
_1460914875.unknown
_1460914873.unknown
_1460914870.unknown
_1460914871.unknown
_1460914869.unknown