LAPORAN TUGAS ASISTENSI
SIA – 314 BANGUNAN AIR
Tugas ini diajukan untuk memenuhi persyaratan dalam
mata kuliah SIA – 314 Bangunan Air
Dosen:
Theo Senjaya S.T., M.T., M.Eng
Asisten:
Siti Rania Usemahu S.T.
Disusun Oleh:
Muhammad Nur Fauzan
22-2019-235
KELAS - DF
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
BANDUNG
2022
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
TAHAP 1
LENGKUNG DEBIT
1.1 Data Sungai
Bentuk penampang
= Lebar
Material dasar sungai
= kerikil
Elevasi dasar sungai di udik
= + 210
Elevasi dasar sungai terdalam + 300 m hilir = + 115
Lebar dasar sungai rata-rata
= 15 m
Kemiringan dasar sungai
= 0,0015
Kemiringan tebing sungai (1 : m)
=5
Koefisien kekasaran (Strikler)
= 34 m1/3/dt
Debit banjir rencana 100 tahunan (Q100 th) = 150 m3/dt
1.2 Tabel Perhitungan Coba-coba
Table 1 Perhitungan Debit Banjir Rencana 100 tahunan (𝑄100 𝑡ℎ𝑛)
h
(m)
0.00000
0.25000
0.50000
0.75000
1.00000
1.25000
1.50000
1.75000
2.00000
2.25000
2.50000
2.75000
3.00000
3.25000
3.32057
A
(m²)
0.00
3.76
7.55
11.36
15.20
19.06
22.95
26.86
30.80
34.76
38.75
42.76
46.80
50.86
52.01
P
(m)
15.00
15.51
16.02
16.53
17.04
17.55
18.06
18.57
19.08
19.59
20.10
20.61
21.12
21.63
21.77
R
(m)
0.000
0.243
0.471
0.687
0.892
1.086
1.271
1.447
1.614
1.775
1.928
2.075
2.216
2.352
2.389
V
(m/s)
0.00
0.63
0.98
1.26
1.50
1.71
1.89
2.06
2.22
2.37
2.50
2.63
2.74
2.85
2.88
Q
(m³/s)
0.000
2.362
7.379
14.282
22.730
32.506
43.451
55.447
68.398
82.226
96.866
112.263
128.370
145.148
150.000
Keterangan
TIDAK OK
TIDAK OK
TIDAK OK
TIDAK OK
TIDAK OK
TIDAK OK
TIDAK OK
TIDAK OK
TIDAK OK
TIDAK OK
TIDAK OK
TIDAK OK
TIDAK OK
TIDAK OK
OK
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
Keterangan
H = Tinggi muka air
B = Lebar dasar sungai rata-rata
A = Luas Penampang Basah Sungai
P = Keliling Basah Penampang Sungai
R = Jari-jari Hidraulik Penampang
V = Kecepatan aliran
Q = Debit Banjir
1.3 Contoh Perhitungan
A=bxh
= 15 x 3,3205
= 52.01 m²
P = b + 2y
= 15 + 2(3,3205)
= 21.77 m
R =h
= 3,3205 m
V = K × R 2/3 × I 1/2
= 45 × (3,3205) 2/3 × (0,0015) 1/2
= 2.88 m/s
Q=V×A
= 2,963 × 50,626
= 150 m³/s
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
Gambar 1 Grafik Lengkung Debit
1.4 Kesimpulan
Dengan debit banjir rencana 100 tahunan (𝑄100 𝑡ℎ𝑛) sebesar 150 m³/s
pada penampang lebar dengan material kerikil serta lebar sungai 15 m,
diperoleh tinggi muka air banjir sebesar 3,3205 m .
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
TAHAP 2
HIDRAULIK BENDUNG
2.1 Diketahui Jaringan Irigasi :
Elevasi Dasar Sungai di Udik Bendung
= +210 m
Intake
= kiri
Debit Kebutuhan Intake
= 20 m³/s
Elevasi Muka Air pada Bangunan Bagi I (A)
= +200 m
Jarak Bangunan Bagi I ke Lokasi Bendung (B)
= 500 m
Kemiringan Dasar Saluran Primer I (C)
= 0,025
Kehilangan Energi pada Alat Ukur Debit (D)
= 0,2
Kehilangan Energi Akibat Bangunan Bilas (E)
= 0,2
Kehilangan Energi pada Bangunan Pengambil (F)
= 0,2
Waktu Bilas Lumpur (G)
= 10 Hari
2.2 Ditanyakan : Tentukan tinggi dan elevasi mercu bendung!
2.3 Jawab
Kehilangan energi primer akibat gesekan (H) = (B) x (C)
= 500 x 0,025
= 12,5 m
Faktor keamanan (FK)
= 0,1
Elevasi mercu bendung
= (A) + (D) + (E) + (F) + (H) + FK
= 200 + 0,2 + 0,2 + 0,2 + 12,5 + 0,1
= + 213,2 m
Tinggi penampang mercu bendung (p)
= El mercu bendung – El dasar sungai
= 213,2 – 210
= 3,2 m
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
Diketahui Jaringan Irigasi :
Lebar dasar sungai rata-rata (b)
: 15 m
Debit banjir rencana 100 tahunan (Q100 th)
: 150 m3/s
kemiringan tebing sungai (1:m)
: 0,2
Tinggi Banjir (Hb)
: 3,32 m
Elevasi mercu bendung
: 213,2 m
Tinggi penampang mercu bendung (P)
: 3,2 m
Intake
: kiri
Mercu
: 2 radius
Ditanyakan : Tentukan Lebar Bruto dan lebar Ekektif Bendung
Jawab :
2.4 Perhitungan Lebar Normal (Bn)
Hn = 0,5 x h
= 0,5 x 3,32
= 1,660 m
Bn = b + (2 x m x Hn)
= 15 + (2 x 5 x 1,660)
= 15,665 m
2.5 Perhitungan Lebar Bruto (Bb)
Syarat,
Bn ≤ Bb ≤ 1,2 Bn
15,665 ≤ Bb ≤ 1,2 (15,665)
34,836 ≤ Bb ≤ 18,797
Bb = 17 m
2.6 Perhitungan Lebar Pintu Pembilas (Bpp)
1
1
Bb ≤ 𝐵𝑝𝑝 ≤ Bb
10
6
1,7 ≤, Bpp ≤ 2,8
Bpp = 2,5 m
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
2.7 Perhitungan Lebar Pilar
Syarat : 0,8 – 1,2 m
Diambil lebar pilar 1 m
2.8 Perhitungan Lebar Pintu
Syarat < 2,5 m
Diambil lebar pintu 0,75 m
2.9 Perhitungan Jumlah Pintu Pembilas dan Pilar
Bpp = (npilar x Lpilar) + (npintu x Lpintu)
2,5 = (1 x 1) + (2 x 0,75)
2,5 = 2,5 (OK)
Gunakan :
npilar = 1 buah
npintu = 2 buah
PINTU PEMBILAS 0.75 m
PILAR L= 1 m
0.750
INTAKE
1.000
0.750
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
Pilar
Berujung segi empat dengan ujung yang dibulatkan dengan r = 0,1 t
Berujung Bulat
Berujung runcing
Pangkal Tembok
Segi empat bersudut 90ᵒ ke arah aliran
Bulat Bersudut 90ᵒ kearah aliran dengan 0,5Hi > r 0,15 Hi
Bulat Bersudut 90ᵒ kearah aliran dengan 0,5 Hi >
2.10 Perhitungan Lebar Netto
Bnet
= Bb – (npilar x lebar pilar)
= 17 – (1 x 1)
= 16 m
2.11 Perhitungan Lebar Efktif (Beff)
Beff
= Bnet – 2 (npilar × kp + ka) × Hi
= 16 – 2 (2 × 0,01 + 0,1) × Hi
= 16 – 0,22 Hi
Kp
0.02
0.01
0
Ka
0.2
0.1
0
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
LENGKUNG DEBIT SETELAH ADA BENDUNG
Diketahui Jaringan Irigasi :
Jenis Mercu
= 2 Radius
Cd Awal (Asumsi)
= 2 (2-2,2 untuk tipe 2 radius)
Debit Banjir Rencana 100 tahunan (𝑄100 𝑡ℎ𝑛)
= 150 m³/dt
Tinggi Penampang Mercu Bendung (p)
= 3,20 m
Tinggi muka air banjir (H)
= 3,321 m
Ditanyakan : Hitung tinggi muka air akibat pembendungan dan buat lengkung debit
setelah ada bendung.
Jawab :
Tinggi Energi
𝑄=
3
2
2
× 𝐶𝑑 × √ × 𝑔 × 𝐵𝑒𝑓𝑓 × 𝐻 2
3
3
Keterangan :
Q
= debit banjir 100 tahun (m³/s)
Cd
= Koefisien Debit
g
= percepatan gravitasi (m/s²)
b
= panjang mercu (m)
Hi
= Tinggi energi diatas mercu (m)
4.1 Menghitung Nilai Cd
5. Contoh Perhitungan :
3
6. 𝑄100 = 150 𝑚 ⁄𝑠
7. Cd (asumsi awal) = 2
8. 𝑄 =
2
3
150 =
9.
3
2
× 𝐶𝑑 × √3 × 𝑔 × 𝐵𝑒𝑓𝑓 × 𝐻𝑖 2
2
2
× 1,2 × √3 × 9,81 × (16 − 0,22 𝐻𝑖) × 𝐻𝑖
3
3⁄
2
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
10. Diperoleh Hi = 2,083 m
11. R = 0,5 Hi (Bahan pasangan beton 0,2 Hi < R < 0,5 Hi)
12. R = 0,5 × 2,083 = 1.041 m
13. 𝐶𝑜 →
𝐻𝑖
𝑅
=
2,083
1.041
= 2 → 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑔𝑟𝑎𝑓𝑖𝑘 𝐶𝑜 = 1,28
14.
15. 𝐶1 →
𝑃
𝐻𝑖
=
3.200
2.083
= 1.536 → 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑔𝑟𝑎𝑓𝑖𝑘 𝐶1 = 0.99
16.
17. C2 = 1, karena hulu bendung tegak
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
Cd awal
Hi
P/Hi
C0
C1 C2 Cd akhir
1.2
2.083 1.536 1.28 0.99 1
1.267
Cd awal
Hi
P/Hi
C0
C1 C2 Cd akhir
1.267 2.729 1.173 1.23 0.98 1
1.205
Cd awal
Hi
P/Hi
1.205 2.824 1.133
C0
1.2
C1 C2 Cd akhir
0.97 1
1.164
Cd awal
Hi
P/Hi
1.164 2.893 1.106
C0
1
C1 C2 Cd akhir
0.94 1
0.940
Cd awal
Hi
P/Hi
0.940 2.893 1.106
C0
1
C1 C2 Cd akhir
0.94 1
0.940
18. Cd pakai = 0.940
19. Hi pakai = 2.893
m
20. Beff
m
= 15.364
Cd
0.940
0.940
0.940
0.940
0.940
0.940
0.940
0.940
0.940
0.940
0.940
0.940
0.940
b (m)
15.364
15.364
15.364
15.364
15.364
15.364
15.364
15.364
15.364
15.364
15.364
15.364
15.364
h (m)
0.000
0.200
0.400
0.600
0.800
1.000
1.500
1.700
1.900
1.922
2.922
3.336
3.536
Q (m3/s)
0
2
6
11
18
25
45
55
64
66
123
150
164
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
21. Kesimpulan :
22. Dengan debit banjir rencana 100 tahunan (𝑄100 𝑡ℎ𝑛) sebesar 150 m³/a diperoleh
tinggi muka air banjir setelah ada bendung sebesar 3,336 m
ELEVASI TEMBOK PANGKAL UDIK DAN HILIR BENDUNG
2.12 Menghitung Nilai Hd (tinggi energi rencana diatas mercu)
Hi = 2,893 m
𝐻𝑖 = 𝐻𝑑 +
𝑄100 2
((𝐻𝑑 + 𝑃) × 𝐵𝑒𝑓𝑓)2 × 2 × 𝑔
2,893 = 𝐻𝑑 +
1152
((𝐻𝑑 + 1,825) × 21,154)2 × 2 × 9,81
Hd = 1,951 m
2.13 Elevasi Muka Air di Udik Bendung
Elevasi Muka Air di Udik Bendung
= Elevasi Mercu + Hd
= 213.200 + 1,951
= 215,151 m
2.14 Elevasi Garis Energi di Udik Bendung
Elevasi garis energi
= Elevasi Mercu + Hi
= 213.200 + 2,893
= 216,093 m
2.15 Pengaruh Tinggi Penampang di Udik Bendung
L=
2∆h
S
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
Dimana :
L = Panjang pengaruh penampang ke arah udik dari satu bendung
S = Kemiringan Sungai Dasar
∆h = Tinggi kenaikan muka air akibat penampang
∆h = P + Hbanjir – Hi
= 3,200 + 3,321– 2893
= 3,628 m
L=
2∆h 2 × 3,628
=
= 4837,2 𝑚
S
0,0015
2.16 Perhitungan Pengurangan Elevasi Dasar Sungai Hilir Akibat Degradasi
Degradasi 1-2 m, diambil = 1 m
Elevasi Dasar Sungai Hilir – Degradasi = 115 - 1
= 114 m
2.17 Perhitungan Elevasi Muka Air di Hilir Bendung
Elvasi Dasar Sungai Hilir + Hbanjir
= 114 + 3,321
= 117,321 m
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
TAHAP 3
MERCU BENDUNG
MERCU BENDUNG TIPE 2 RADIUS
3.1 Perencanaan Mercu Tipe 2 Radius
Diketahui :
Hd
= 1,950 m
Hi
= 2,892 m
P
= 3,200 m
Jenis Mercu
= 2 Radius
Bahan
= Pasangan batu (0,3-0.7)Hmax
Menghitung R1
R1
= 0,3 x Hd
= 0,3 x 1,950
= 0,585 m
Menghitung R2
R2
= 0,5 x Hd
= 0,5 x 1,950
= 0,975 m
Gambar 6. 1 Desain Mercu 2 Radius
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
TAHAP 4
PEREDAM ENERGI
PEREDAM ENERGI
Q 100
= 150
m3/s
B effektif
= 15.364
m
Elevasi Mercu
= 213.2
m
Elevasi Dasar sungai hulu
= 210
m
Elevasi Dasar sungai hilir
= 205
m
Degradasi (1m-2m)
=1
m
H banjir
= 3.321
m
Tinggi Mercu
= 3.2
m
Hi
= 2.893
m
Hd
= 1.951
m
Peredam Energi tipe MDL
Elevasi Muka Air di Udik
Elevasi Muka Air di Hilir
=
elevasi mercu + Hd
=
215.151
=
Elevasi sungai di hilir + Hb
=
208.321
m
m
Perbedaan Muka Air di Hulu dengan Muka Air di Hilir (Z)
=
Elevasi muka air di Hulu - elevasi muka air di hilir
=
6.830 m
=
Q/Beff
=
9.763 m3/s/m
Debit per meter lebar (q)
Dimensi hidraulik peredam energi MDL:
Parameter tak berdimensi, E
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
=
•
0.1746
Kedalaman lantai (Dr) -> Dr/D2
=
maka, Dr
2.91
= 2.91 x D2
= 9.663
•
Panjang lantai (Lr) -> Lr/Dr
=
maka, Lr
0.9
= 0.9 x Dr
= 8.697
•
m
m
Jari-jari kelengkungan cekungan (Rc) -> Rc/D2
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
=
maka, Rc
1.9
= 1.9 x D2
= 6.309
m
RESUME
Kedalaman lantai (Dr)
=
9.663 m
Panjang lantai (Lr)
=
8.697 m
Jari-jari kelengkungan cekungan (Rc)
=
6.309 m
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
Gambar 2 Perencanaan Peredam Energi Tipe MDL
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
TAHAP 5
PINTU PENGAMBIL, PINTU PEMBILAS, DAN KANTONG
LUMPUR
5.1 Pintu Pengambil
•
Dimensi Lubang Intake
Kapasitas pengambil adalah 1,2 dari debit kebutuhan intake (pengambil), maka :
Qi = 20 m3/s
Qs= 1,2×20 = 24 m3/s
Untuk mengetahui lebar dan tinggi bukaan, bisa menggunakan rumus debit
pengambilan melalui aliran bawah :
𝑄 = 𝜇. 𝑏. 𝑎. √2𝑔𝑧
24 = 0,85 × 𝑏. 𝑎 × √2 × 9,81 × 0,3
d
: 0,15 – 0,25 m
Diambil d = 0,2 m
p
: 0,5 – 1,5 m
Diambil p = 0,7 m
z
: 0,15 – 0,3 m
Diambil z = 0,3 m
μ
: 0,8 – 0,9 m
Diambil μ = 0,85 m
t
: 0,1 m
Diambil t = 0,1 m
Menggunakan tipe a kondisi hidraulik aliran bebas
Elevasi MAN
= Elevasi Mercu – Faktor Keamaan
= 213.200 – 0,1
= 213.100 m
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
Sehingga mendapatkan tinggi bukaan tipe aliran bebas (tidak tenggelam) :
𝑎 = (𝑀𝐴𝑁 − 𝑧 − 𝑡) − 𝑒𝑙𝑒𝑣𝑎𝑠𝑖 𝑎𝑚𝑏𝑎𝑛𝑔
= (213,100 − 0,3 − 0,1) − (210 + 0,7) = 2,000 m
24 = 0,85 × 𝑏. 2,000 × √2 × 9,81 × 0,3
maka b = 5,819 m
Jumlah bukaan
= 5 buah
Lebar tiap bukaan
= 5,819/5
= 1,164 m
•
Pengecekan sedimen yang terangkut ke dalam Intake Pintu Pengambil
Debit Normal (Qn)
= Qi = 24.000
Berat Jenis Partikel (Bj) = 0.65 g/cm3 (kerikil)
Luas Penampang Basah(A)= b * a
= 5,819 x 2,000
= 11,640 m2
Kecepatan Aliran (V)
= Qn/A
= 24,000/11,640
= 2,062 m/s
Diameter Patikel (d)
𝑉 = 0,396 × √(𝐵𝑗 − 1) × 𝑑
2,062 = 0,396 × √(0,65 − 1) × 𝑑
Diameter yang terangkut ke Intake (d) = 77,457 mm
5.2 Pintu Pembilas
Perencanaan ini akan menggunakan pintu tipe pembilas under slice
•
Pintu Pembilas Bawah (Under Slice)
Direncanakan pintu pilar = 2 buah
Syarat lebar max 2,5 m (diambil lebar = 0,75 meter)
Jumlah pilar(n) = 1
Syarat Lebar pilar 0,8 – 1,2 m (diambil lebar = 1 meter)
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
•
Kontrol kecepatan pembilas
Kecepatan untuk mengangkat sedimen
Dimana :
d = diameter sedimen = 20 mm
c = koefisien sedimen kerikil = 4
vc = 1,5Cb√𝑑 = (1,5)(4)(√0,002) = 0,2683 m/s
•
Jika pintu dibuka setinggi pembilas bawah (under slice)
Lebar Pintu Bilas Total (B) = 2 x 0,75 = 1,5 m
Tinggi bukaan (y) = 0,3 ~ 1,5 = diambil 0,5
µ = 0,8 (jika dibuka penuh)
P = tinggi pengempangan = 3,200 m
𝑦
Q = µ.b. (𝑦). √2. g (P − ( 2)
0,5
= (0,8)(1,5)(0,5)√(2)(9,81) (3,200 − ( 2 ))
= 4.565 m3/s
Direncanakan 2 pintu
A = b x y =(0,75) x (0,5) = 0,375 m2 x 2 = 0.75 m2
𝑄
v=𝐴=
4.565
0,75
= 6,086 m/s
v > vc → 6,086 > 0,2683 (ok, endapan/sedimen dapat dibilas)
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
•
Jika pintu dibuka setengah pembilas bawah (under slice)
y=1
µ = 0,65 (jika dibuka setengah)
p = 3,200 m
𝑦
Q = µ.b. (𝑦). √2. g (P − ( 2)
1
= (0,65)(1,5)(1) √(2)(9,81) (3,200 − (2))
= 7,096 m3/s
Direncanakan 2 pintu
A = b x y = (1,5) x (1) = 1,5 m2
𝑄
7,096
𝐴
1,5
v= =
= 4.731 m/s
v > vc → 4,731 > 0,2683 (ok, endapan/sedimen dapat dibilas)
5.3 Kantong Lumpur
•
Waktu pembilasan
T
= 10 hari
= 10 x 24 x 3600
= 864000 detik
•
Volume kantong lumpur
Qn = Qi = 24 m3/s
V = 0,0005 x Qi x T = (0,0002)(24)(864000) = 10368 m3
Luas rata-rata kantong lumpur
LxB=
𝑄𝑛
𝑤
w didapat dari grafik (hal. 111)
d0 = 0,06 ~ 0,07 = (diambil 0,07)
t = 300 (suhu air normal di Indonesia)
diperoleh w = 0,008 m/s
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
LxB=
𝑄𝑛
𝑤
24
L x B = 0,008
L x B = 3000 m2
Karena L/B > 8, maka dapat dihitung:
𝐿
𝐵
> 8 → L ≥ 8B
B2
=
3000
8
= 375 m
B < 19,36 m
Maka, B ambil = 19,36 m
L ≥ 8B
L ≥ (8)(19,36) → L ≥ 154,9 m
Maka, L ambil = 154,9 m
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
•
Penentuan In (eksploitasi normal, kantong lumpur hampir penuh)
vn = 0,4 m2/s ( untuk mencegah vegetasi dan partikel-partikel yang lebih besar
tidak langsung menghadap hilir intake)
Ks = koefisein kekasaran = 0,05
𝑄
24
An = 𝑣𝑛 = 0,4 = 60 m2
𝑛
𝐴𝑛
hn =
60
= 19,36 = 3,10 m
𝐵
Pn = B + 2Hn = (19,36) + (2)2,10 = 25,56 m
Rn =
In =
•
𝐴𝑛
=
𝑃𝑛
60
25,56
𝑣𝑛 2
2
(𝑅𝑛 3
= 2,35 m
=
𝑥 𝐾𝑠 )2
0,42
2
(2,353
= 0,3 x 10-4
𝑥 45)2
Penentuan Is (pembilasan, kantong lumpur kosong)
Vs = 1 m/dt
Ks = koefisein kekasaran = 45 m1/3 /s
Qs = 1,2 Qn = (1,2)(24) = 28,8 m3/s
As =
hs=
𝑄𝑠
𝑣𝑠
𝐴𝑠
𝐵
=
=
28,8
1
= 28,8 m2
28,8
19,36
= 1,49 m
Ps = B + 2Hs = (19,36) + (2) 1,49 = 22,34 m
Rs =
Is =
•
𝐴𝑠
𝑃𝑠
=
28,8
22,34
𝑣𝑠 2
2
(𝑅𝑠 3
𝑥 𝐾𝑠
= 1,29 m
=
)2
2,02
2
(1,293
𝑥
= 0,00035
45)2
Panjang Kantong Lumpur
V = (0,5BL) + 0,5(Is - In)L2 B
10368 = (0,5 x 19,36 x L) + 0,5 (0,00035 – 0,3 x 10-4) (L2)(19,36)
L = 840,2 m
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
Kesimpulan :
1. Dilihat dari syarat L ≥ 8B diperoleh nilai B = 19,36 m dan L=154,9 m.
2. Berdasarkan syarat In dan Is diperoleh nilai B= 19,36 m dan L = 840,2 m.
3. Jadi diemensi kantong lumpur yang akan dibangun adalah, B=20 m dan L=841 m.
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
TAHAP 6
PONDASI DAN LANTAI MUKA
Diketahui :
Elevasi Mercu Bendung : +213,2 m
Elevasi Ambang Hilir : +204 m
Elevasi Muka Air di Udik Bendung : +215.151 m
Elevasi Muka Air di Hilir Bendung : +207.321 m
Faktor Keamanan : 0,1
Koefisien Bligh (Cb) : 6
Koefisien Lane (Cc) : 4
Bb : 17 m
Ditanyakan : Rencanakan Lantai Muka dan Pondasi Bendung
Jawab :
Muka Air Normal
(ΔHn) = Elevasi Mercu Bendung – Elevasi Ambang Hilir
= 213,2 – 204
= 9.2 m
Muka Air Banjir
(ΔHb) = Elevasi Muka Air Udik – Elevasi Muka Air Hilir
= 215.151 – 207. 321
= 7.83 m
ΔHn > ΔHb, maka dipilih ΔHb = 7.83 m
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
Segmen
A-B
B-C
C-D
D-E
E-F
F-G
Lv
4.7
0
1.6
0
1
0
Lh
0
2.5
0
7.7
0
1.5
1/3Lh
0
0.8333
0
2.5667
0
0.5
Lv+Lh
4.7
2.5
1.6
7.7
1
1.5
Lv+1/3Lh
4.7
0.83333
1.6
2.56667
1
0.5
G-H
H-I
I-J
1.2
0
0.5
0
1
0
0
0.3333
0
1.2
1
0.5
1.2
0.33333
0.5
J-K
0
1
0.3333
1
0.33333
K-L
L-M
M-N
N-O
O-P
P-Q
Q-R
R-S
S-T
S
0.5
0
0.6
0
0.7
0
1.6
0
4.2
16.6
0
0.7
0
0.7
0
0.7
0
1.4
0
17.2
0
0.2333
0
0.2333
0
0.2333
0
0.4667
0
5.7333
0.5
0.5
0.7
0.23333
0.6
0.6
0.7
0.23333
0.7
0.7
0.7 0.23333
1.6
1.6
1.4
0.46667
4.2
4.2
33.8
22.3333
Metode Bligh
𝚺Lv + 𝚺Lh ≥ Cb × ∆H × 1,5
𝚺Lv + 𝚺Lh ≥ 4 × 7.83 × 1,5
𝚺Lv + 𝚺Lh ≥ 46.98
r2
r1
1.0
0.6
16.6 + 17.2 ≥ 46,98
P
33,8 < 46,98 m → 𝐿𝑎𝑛𝑡𝑎𝑖 𝑎𝑑𝑎 < 𝐿𝑎𝑛𝑡𝑎𝑖 𝑝𝑒𝑟𝑙𝑢, 𝑚𝑎𝑘𝑎 𝑑𝑖𝑝𝑒𝑟𝑙𝑢𝑘𝑎𝑛 𝑙𝑎𝑛𝑡𝑎𝑖 𝑚𝑢𝑘𝑎
𝑠𝑒𝑏𝑒𝑠𝑎𝑟 46,98 – 33,8 = 13,8 m
3.2
Metode Lane
𝐿ℎ
≥ 𝐶𝑙 × ∆𝐻
3
𝐿ℎ
𝛴𝐿𝑣 +
≥ 4 × 7.83
3
𝐿ℎ
𝛴𝐿𝑣 +
≥ 5,2 𝑚
3
M
𝛴𝐿𝑣 +
N
O
0.5
L
0.5
H
I
0.5
0.5
1.4
1.0
16,6 + 5,73 ≥ 31,32
22,33 < 31,32 → 𝐿𝑎𝑛𝑡𝑎𝑖 𝑎𝑑𝑎 < 𝑙𝑎𝑛𝑡𝑎𝑖 𝑝𝑒𝑟𝑙𝑢, 𝑚𝑎𝑘𝑎 𝑑𝑖𝑝𝑒𝑟𝑙𝑢𝑘𝑎𝑛 𝑙𝑎𝑛𝑡𝑎𝑖 𝑚𝑢𝑘𝑎
sebesar 31,32 – 22,33 =8.986 m
J
K
1.0
1.0
G
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
Lantai muka yang dibutuhkan adalah sepanjang 13,8 m.
Segmen
A-B
B-C
C-D
D-E
E-F
F-G
Lv
4.7
0
1.6
0
1
0
Lh
0
2.5
0
7.7
0
1.5
1/3Lh
0
0.8333
0
2.5667
0
0.5
Lv+Lh
4.7
2.5
1.6
7.7
1
1.5
Lv+1/3Lh
4.7
0.83333
1.6
2.56667
1
0.5
G-H
H-I
I-J
J-K
1.2
0
0.5
0
0
1
0
1
0
0.3333
0
0.3333
1.2
1
0.5
1
1.2
0.33333
0.5
0.33333
0
0.2333
0
0.2333
0
0.2333
0
0.4667
0
0.3333
0
0.3333
0
0.3333
0
0.3333
0
0.3333
0
0.3333
0
0.3333
0
0.2333
0
2.1667
10.467
0.5
0.7
0.6
0.7
0.7
0.7
1.6
1.4
4.2
1
0.5
1
0.5
1
0.5
1
0.5
1
0.5
1
0.5
1
0.5
0.7
0.8
6.5
52.3
0.5
0.23333
0.6
0.23333
0.7
0.23333
1.6
0.46667
4.2
0.33333
0.5
0.33333
0.5
0.33333
0.5
0.33333
0.5
0.33333
0.5
0.33333
0.5
0.33333
0.5
0.23333
0.8
2.16667
31.3667
K-L
L-M
M-N
N-O
O-P
P-Q
Q-R
R-S
S-T
T-U
U-V
V-W
W-X
X-Y
Y-Z
Z-AA
AA-AB
AB-AC
AC-AD
AD-AE
AE-AF
AF-AG
AG-AH
AH-AI
AI-AJ
AJ-AK
S
0.5
0
0.6
0
0.7
0
1.6
0
4.2
0
0.5
0
0.5
0
0.5
0
0.5
0
0.5
0
0.5
0
0.5
0
0.8
0
20.9
0
0.7
0
0.7
0
0.7
0
1.4
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0.7
0
6.5
31.4
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
Pengecekan Setelah ada Lantai Muka
Metode Bligh
𝚺Lv + 𝚺Lh ≥ Cb × ∆H × 1,5
𝚺Lv + 𝚺Lh ≥ 4 × 7.83 × 1,5
𝚺Lv + 𝚺Lh ≥ 46.98
20,9 + 31,4 ≥ 46,98
52,3 > 46,98 m → 𝐿𝑎𝑛𝑡𝑎𝑖 𝑎𝑑𝑎 > 𝐿𝑎𝑛𝑡𝑎𝑖 𝑝𝑒𝑟𝑙𝑢… OK
Metode Lane
𝐿ℎ
≥ 𝐶𝑙 × ∆𝐻
3
𝐿ℎ
𝛴𝐿𝑣 +
≥ 4 × 7.83
3
𝐿ℎ
𝛴𝐿𝑣 +
≥ 5,2 𝑚
3
𝛴𝐿𝑣 +
20,3 + 10,46 ≥ 31,32
31,367 ≥ 31,32 → 𝐿𝑎𝑛𝑡𝑎𝑖 𝑎𝑑𝑎 > 𝐿𝑎𝑛𝑡𝑎𝑖 𝑝𝑒𝑟𝑙𝑢… OK
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
Sebelum ada lantai muka
r2
r1
T
Rc
Dr 9,663 m
1.0
0.6
m
09
6,3
0.7
4.2
Q
P
0.7
1.6
M
L
0.5
4.7
J
K
R
S
A
N 0.6
O
H
I
0.5
E
D
1.2
1.0
1.4
1.5
0.7
0.7
1.0
1.0
G
F
1.5
7.7
C
B
2.5
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
Setelah ada lantai muka
0.5
0.5
AG AF
AE
0.5
1.0
1.0
1.0
U
1.0
V
1.0
4.5
m
09
6,3
AH
X
Y
AC AB
AA
0.5
0.5
AD
Z W
0.5
0.5
Rc
AI
0.7
r2
AK r
0.6
T
1
0.5 0.5
Dr 9,663 m
AJ
0.7
Q
P
0.7
1.6
M
L
0.5
4.7
J
K
R
S
A
N 0.6
O
H
I
0.5
E
D
1.2
1.0
1.4
1.5
0.7
0.7
1.0
1.0
G
F
1.5
7.7
C
B
2.5
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
TAHAP 7
STABILITAS
Diketahui :
Berat Jenis Pasangan Beton : 2,4 t/m3
Koefisien Gempa
: 1,15
C
: 1,7
Φ
: 28°
γ
: 1,7 t/m3
γw
: 1 t/m3
Akibat Beban Sendiri
Menghitung gaya akibat berat sendiri dari konstruksi bendung, gaya yang
diperhitungkan adalah luas bidang dikalikan dengan berat jenis pasangan beton (2,4
t/m3).
Stabilitas bendung akibat beban sendiri
Luas
Section
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
A9
A10
A11
A12
A13
A14
2
[m ]
[1]
6.431
3.524
1.639
20.125
1.967
5.064
2.288
2.607
2.045
1.905
2.008
0.952
4.870
2.275
S
Lengan
Momen
[m]
[2]
0.7
2
1.9
5.9
9.9
11
12.3
13.3
14.1
14.8
9
16.6
16.7
16.8
BJ Beton
Bertulang
3
[t/m ]
[3]
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
Gaya
Momen
[t]
[1] x [3]
15.433
8.457
3.934
48.301
4.722
12.155
5.492
6.258
4.908
4.571
4.819
2.285
11.688
5.461
138.483
[tm]
[1] x [3] x [2]
10.803
16.914
7.474
284.977
46.746
133.701
67.554
83.226
69.203
67.649
43.367
37.938
195.188
91.737
1156.477
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
16.9
16.8
16.7
15.6
14.8
14.1
13.3
12.3
11.0
9.9
5.9
2.0
1.9 0.7
A12
T
A13
A11
A10
Q
A14
P
A9
N
O
M
S
R
A
A8 A7
L
A5
A6
J
K
I
A4
H
A2
A1
E
D
G
F
A3
C
B
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
Akibat Beban Gempa Gaya
Gempa yang diperhitungkan terjadi terhadap konstruksi bendung adalah gaya
horisontal, dengan menggunakan rumus :
K = E x Ng
Dimana :
K = Gaya Gempa (Ton)
E = Koefisien Gempa
Ng = Berat Sendiri
Stabilitas bendung akibat beban gempa
Section
Luas
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
A9
A10
A11
A12
A13
A14
[m ]
[1]
6.431
3.524
1.639
20.125
1.967
5.064
2.288
2.607
2.045
1.905
2.008
0.952
4.870
2.275
2
Lengan
Momen
[m]
[2]
2.5
2.9
0.7
2.9
2.6
2.6
2.9
3.1
3.9
4.7
5.3
7.3
5.4
3.2
S
Gaya
[t]
[3]
15.433
8.457
3.934
48.301
4.722
12.155
5.492
6.258
4.908
4.571
4.819
2.285
11.688
5.461
Ex
Gaya x Ex
Momen
1.100
1.100
1.100
1.100
1.100
1.100
1.100
1.100
1.100
1.100
1.100
1.100
1.100
1.100
[4]
16.977
9.303
4.327
53.131
5.194
13.370
6.041
6.883
5.399
5.028
5.300
2.514
12.857
6.007
125.654
[tm]
[4] x [2]
42.441
26.978
3.029
154.081
13.504
34.762
17.520
21.338
21.055
23.631
28.092
18.352
69.426
19.221
358.341
7.3
5.4 5.3
4.7
3.9
3.23.1
2.9
2.92.62
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
A12
T
A13
A11
A10
Q
7.3
A14
5.4 5.3
4.7
3.9
3.23.1
2.9
2.92.62.5
2.5
0.7
P
A9
N
O
M
S
R
A
A8 A7
L
A5
A6
J
K
I
A4
H
A2
A1
E
D
G
F
A3
C
B
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
Akibat Lumpur (Sedimen) Setinggi Mercu
Endapan lumpur dianggap setinggi mercu bendung dengan sudut geser dalam
diambil () = 30o dan berat jenis lumpur (lumpur) = 1,65 t/m3 dan. Perhitungan
menggunakan rumus berikut ini.
Ka
Ps


= tg 2  45 o − 
2

=
1
 s .h 2 .K a
2
∅
𝐾𝑎 = 𝑡𝑔2 (45° − 2) = 𝑡𝑔2 (45° −
Perhitungan : -
1
𝑃𝑠 = 2 𝛾𝑠 . ℎ2 . 𝐾𝑎 =
1
2
1.109
2
) = 0,333
. 0,7. 1,82522 . 0,391 = 1.109 𝑡
Lengan
Momen [m]
Gaya [t]
30
7.1
Momen [tm]
7.876
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
Ph
r1
r2
9.8
5.9
Q
P
M
S
R
A
N
O
L
J
K
I
H
E
D
G
F
C
B
7.1
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
Akibat Tekanan Tanah
Perhitungan :
Φ
-
𝐾𝑎 = 𝑡𝑔2 (45 − 2 ) = 𝑡𝑔2 (45 −
-
𝐾𝑝 = 𝑡𝑔2 (45 + 2 ) = 𝑡𝑔2 (45 +
-
ℎ 𝑎𝑘𝑡𝑖𝑓
-
ℎ 𝑝𝑎𝑠𝑖𝑓 1 = 1.6 𝑚
-
ℎ 𝑝𝑎𝑠𝑖𝑓 2 = 0.8 𝑚
-
𝑃𝑎 = 2 𝛾. ℎ2 . 𝐾𝑎 =
-
𝑃𝑝1 = 2 𝛾. ℎ2 . 𝐾𝑝 =
-
𝑃𝑝2 = 2 𝛾. ℎ2 . 𝐾𝑝 =
Φ
26
) = 0,333
2
26
2
)=3
= 2.3 𝑚
1
1
1
1
2
. 0,7. 1,2752 . 0,391 = 0,573 𝑡
1
2
1
2
. 0,7. 0,6672 . 2,561 = 2.496 𝑡
. 0,7. 0,3332 . 2,561 = 0.624 𝑡
Indeks
Lengan Momen [m]
Gaya [t]
Momen [tm]
Pa
Pp1
Pp2
2.300
1.6
0.8
0.573
2.496
0.624
3.693
1.318
3.994
0.499
5.811
S
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
r1
r2
9.8
5.9
Q
P
M
Ph
S
R
A
N
O
L
J
K
I
H
Pp2
E
D
Pp2
G
F
1.6
0.8
C
B
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
Akibat Gaya Hidrostatis
Perhitungan akibat gaya hidrostatis ditinjau terhadap waktu air normal dan air banjir,
dengan menggunakan rumus berikut :
=
PH
1
 w .h 2
2
a) Muka Air Normal
Perhitungan :
1
1
𝑃ℎ = 2 × 𝛾𝑠 × ℎ2 = 2 × 1 × 1,82522 = 5.12 𝑡
Ph
r1
r2
9.8
5.9
Q
P
M
S
A
N
O
R
7.1
L
J
K
I
H
E
D
G
F
C
B
Indeks
Lengan Momen [m]
Gaya [t]
Momen [tm]
Ph
7.100
5.120
36.352
b) Muka Air Banjir
Indeks
H1
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
Lengan Momen [m]
x [m]
y [m]
7.400
0.700
4.900
10.400
12.800
15.000
15.900
17.000
S
Gaya [t]
Horizontal
Vertikal
1.017
2.402
16.211
1.552
2.825
2.394
1.117
0.857
1.017
26.500
Momen [tm]
Horizontal
Vertikal
7.529
1.681
79.436
16.143
36.157
35.908
17.756
14.571
7.529
187.081
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
17.0
15.9
15.0
12.8
10.4
4.9
0.7
V7
H1
r1
V6
r2
9 .8
V5
5 .9
V4
V1
V3
Q
P
7.4
M
R
A
N
O
S
V2
L
J
K
I
H
E
D
G
F
C
B
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
Akibat Uplift Pressure
Perhitungan akibat gaya hidrostatis ditinjau terhadap waktu air normal dan air banjir, dengan
menggunakan rumus berikut :
Uplift Pressure Muka Air Normal
Ltotal = 30,781 m
∆Hnormal
= Elevasi mercu – Elevasi dasar sungai hilir
=213.2 – 204
= 9.2 m
Gaya angkat pada muka air normal
Titik
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Hx
Lx
Dh
L
[m]
1
5.2
5.2
3.6
3.6
4.3
4.3
4.9
4.9
5.3
5.3
5.8
5.8
7
7
6
6
7.6
7.6
2.8
[m]
0
4.2
5.6
7.1
7.8
8.5
9.2
9.8
10.5
11
12
12.5
13.5
14.7
16.2
17.2
24.9
26.4
28.7
33.4
[m]
9.200
9.200
9.200
9.200
9.200
9.200
9.200
9.200
9.200
9.200
9.200
9.200
9.200
9.200
9.200
9.200
9.200
9.200
9.200
9.200
[m]
33.4
33.4
33.4
33.4
33.4
33.4
33.4
33.4
33.4
33.4
33.4
33.4
33.4
33.4
33.4
33.4
33.4
33.4
33.4
33.4
S
w
P
3
[t/m ]
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
[m]
1.000
4.043
3.657
1.644
1.451
1.959
1.766
2.201
2.008
2.270
1.995
2.357
2.081
2.951
2.538
1.262
0.000
0.328
0.000
0.000
35.183
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
Uplift vertikal pada muka air normal
Titik
1-2
2-3
3-4
5-6
7-8
9-10
11-12
13-14
15-16
16-17
17-18
Lengan Momen [m]
16.8
16
15.6
14.9
14.1
13.3
12.3
11.1
6.4
2.4
1.2
S
70% Uplift
Gaya [t]
4.353
0.617
1.829
1.033
0.841
0.763
3.783
1.953
8.490
0.291
4.064
28.018
19.613
Momen [tm]
73.126
9.877
28.536
15.397
11.859
10.151
46.537
21.680
54.335
0.697
4.877
277.072
193.950
Uplift horizontal pada muka air normal
Titik
0-1
2-3
6-7
8-9
10-11
12-13
14-15
18-19
Lengan Momen [m]
3.7
3.2
3
2.4
1.9
1.2
1.3
1.6
S
70% Uplift
Gaya [t]
8.864
2.663
0.790
0.790
0.790
2.397
2.620
6.993
25.907
18.135
Momen [tm]
32.799
8.521
2.370
1.896
1.501
2.876
3.406
11.189
64.557
45.190
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
r2
r1
9.8
0
5.9
2.8
4.3
4.9
4.2
5.8 6.0
19
4.2
7.0
3
7.6
4
0.7
1.5
5
6
0.6
7
1
2
8
0.5
9
4.7
10
0.5
11
12
15
1.2
13
16
1.0
1.5
14
18
17
1.4
0.7 0.7 0.7 1.0
1.0
1.5
Gaya angkat pada muka air normal
7.7
2.3
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
r1
r2
9.8
0
5.9
19
3
4
0.7
1.5
5
6
0.6
7
3.7
1
3.23.0
8
0.5
9
2
10
0.5
11
2.4
1.9
12
1.2
1.2
13
15
16
1.0
14
1.6
1.5
1.3
O
18
17
2.3
2.5
11.1
12.3
13.3
14.1
14.9
15.6
16.0
16.8
1.2
6.4
Stabilitas bendung akibat Uplift muka air normal arah vertical dan horizontal
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
Uplift Pressure Muka Air Banjir
∆Hnormal
= Elevasi muka air banjir – Elevasi dasar sungai hilir
= 217.101 – 204
= 13.101 m
Gaya angkat pada muka air banjir
Titik
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Hx
[m]
3.507
6.182
6.182
5.582
5.582
6.082
6.082
6.582
6.582
7.082
7.082
6.832
6.832
7.332
7.332
5.332
Dh
Lx
[m]
0
2.675
4.175
4.877
5.877
6.377
7.377
7.877
8.877
9.377
11.067
11.317
13.705
14.23
14.93
16.93
S
[m]
13.101
13.101
13.101
13.101
13.101
13.101
13.101
13.101
13.101
13.101
13.101
13.101
13.101
13.101
13.101
13.101
L
[m]
16.93
16.93
16.93
16.93
16.93
16.93
16.93
16.93
16.93
16.93
16.93
16.93
16.93
16.93
16.93
16.93
w
P
3
[t/m ]
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Uplift vertikal pada muka air banjir
Titik
1-2
2-3
3-4
5-6
7-8
9-10
11-12
12-13
13-14
Lengan Momen [m]
9.07
8.126
7.45
6.452
5.453
4.146
2.347
0.77
0.421
S
70% Uplift
Gaya [t]
6.788
1.343
2.978
2.756
2.530
3.613
1.864
0.052
0.196
22.119
15.483
Momen [tm]
61.569
10.916
22.186
17.778
13.796
14.979
4.374
0.040
0.082
145.721
102.005
[m]
3.507
4.112
2.951
1.808
1.034
1.147
0.373
0.487
-0.287
-0.174
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
14.958
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
Uplift horizontal pada muka air banjir
Titik
0-1
4-5
6-7
8-9
10-11
14-15
Lengan Momen [m]
2.414
1.496
0.996
0.496
0.37
0.667
S
70% Uplift
Gaya [t]
11.228
1.434
1.322
1.209
0.386
0.110
15.688
10.982
Momen [tm]
27.105
2.145
1.316
0.599
0.143
0.073
31.382
21.968
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
MUKA AIR BANJIR
0
0
3
3,4
5,6
1
1,2
2
15
4
5
6
7
8
11
7,8
9
11,12
9 , 10
13,14
12
10
13
Gaya angkat pada muka air banjir
14
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
Stabilitas bendung akibat Uplift muka air banjir arah vertikal
BANGUNAN AIR
FTSP – JURUSAN TEKNIK SIPIL
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL
Jl. PH.H. Mustofa No.23 Bandung 40124 Tlp.: +62 22 7272215
Resume Gaya Yang Bekerja
Resume gaya-gaya yang bekerja terhadap Muka Air Normal (MAN) dan Muka Air Banjir
(MAB) sebagai berikut:
a) Terhadap MAN
Indeks
Berat Sendiri
Gaya Gempa
Tahanan Lumpur
Tekanan Tanah
Hidrostatis MAN
Uplift Vertikal MAN
Uplift Horizontal MAN
S
F Guling
125.654
1.109
3.120
5.120
F Tahan
138.483
0.573
M Guling
358.341
7.876
4.493
36.352
19.613
18.135
153.138
158.669
M Tahan
1156.477
1.318
193.950
45.190
452.252
1351.745
Safety factor Geser MAN
=
𝐹𝑇𝑎ℎ𝑎𝑛
𝐹𝐺𝑒𝑠𝑒𝑟
= 2.99 > 1,3 (𝑂𝐾)
Safety factor Guling MAN
=
𝑀𝑇𝑎ℎ𝑎𝑛
𝑀𝐺𝑒𝑠𝑒𝑟
= 1.036 < 1,3 (𝑇𝐼𝐷𝐴𝐾 𝑂𝐾)
b) Terhadap MAB
Indeks
Berat Sendiri
Gaya Gempa
Tahanan Lumpur
Tekanan Tanah
Hidrostatis MAB
Uplift Vertikal MAB
Uplift Horizontal MAB
S
F Guling
125.654
1.109
3.120
1.017
10.982
141.882
F Tahan
138.483
0.573
27.358
15.483
181.897
M Guling
358.341
7.876
4.493
7.529
21.968
400.207
M Tahan
1156.477
1.318
201.652
102.005
1461.452
Safety factor Geser MAB
=
𝐹𝑇𝑎ℎ𝑎𝑛
𝐹𝐺𝑒𝑠𝑒𝑟
= 3.65 > 1,1 (𝑂𝐾)
Safety factor Guling MAB
=
𝑀𝑇𝑎ℎ𝑎𝑛
𝑀𝐺𝑒𝑠𝑒𝑟
= 1,282 > 1,1 (𝑂𝐾)
Kesimpulan
Bendung stabil terhadap geser saat muka air normal namun tidak stabil terhadap
guling muka air normal. Untuk stabilitas terhadap muka air banjir, bending stabil
terhadap geser maupun guling.