Date post: | 12-Apr-2017 |
Category: |
Science |
Upload: | fajar-tsani |
View: | 237 times |
Download: | 0 times |
BAB V
PERHITUNGAN KONSTRUKSI BENDUNG5.1 Rencana Lantai Muka
Untuk mencegah terjadinya bahaya piping pada ujung hilir bendung akibat rembesan
air dari bawah bendung, dimuka bendung dibuat lantai setebal 1 m. Panjang lantai
tergantung dari jenis tanah dibawah bendung dan perbedaan tinggi tekanan dihulu dan
dihilir bendung. Panjang lantai muka ini dihitung dengan Bligh method sebagai berikut :
Lm = C x ∆ H
Dimana :
Lm = panjang total creep line minimum yang diperlukan (m)
C = creep ratio, tergantung pada jenis tanah dibawah bendung
H = perbedaan tinggi tekanan dihulu dan dihilir bendung (m)
Berhubung penyelidikan tanah untuk bendung ini belum dilaksanakan, maka harga
creep ratio diperkirakan C (Lane) = 3 sesuai dengan data visual waktu peninjauan
dilapangan yaitu tanah dibawah bendung kira-kira terdiri dari tanah lempung lunak.
Dalam menentukan rencana lantai muka, ditinjau dari dua keadaan yakni keadaaan
muka air normal dan muka air banjir.
Gambar 5.1. Creepline
Tabel 5.1. Perhitungan Creepline
V H1.5 10.5 1.50.5 10.5 1.50.5 10.5 1.51 0.8
0.4 2.4420.9416.341 10.742
Keadaan Muka Air Normal :
∆ H=Ele . Mercu−Ele .Dasar Sungai=163.916−160.757=3.159m
Lw perlu=C .∆ H=3. (3.159 )=9.477m
Lw=Σ Lv+( 13∗Σ Lh)=6.341+( 1
3∗10.742)=9.9216m>Lw perlu
Lw∆ H
=3.159=3.141>3OKE
Keadaan Muka Air Banjir :
∆ H=Ele .m.audik−Ele .m .ahilir=164.977−162.616=2.361m
Lw perlu=C .∆ H=3. (2.361 )=7.083m
Lw=Σ Lv+( 13∗Σ Lh)=6.341+( 1
3∗10.742)=9.9216>Lw perlu
Lw∆ H
=9.92162.361
=4.208>3OKE
5.2 Perhitungan Gaya yang Bekerja
Stabilitas tubuh bendung diperiksa terhadap guling, geser dan tegangan tanah yang
timbul. Berhubung penyelidikan geologi dan mekanika tanah dilokasi bendung belum
dilakukan, maka jenis tanah dan parameter tanah dibawah pondasi bendung diperkirakan.
Jenis tanah diperkirakan lempung lunak dengan parameter.
- Berat isi tanah dalam kadaan jenuh γt=1,6 t /m3
- Sudut geser dalam ∅=30 °
- Kohesi ( C ) tidak diperhitungkan
Luas Panjang y Berat Momen Momenm2 (m) (ton/m3) (ton) Mx(ton m) My(ton m)
f
AKIBAT BERAT SENDIRI DAN GEMPA
0.2
0.2
0.2
Segmen Bentuk Bidang Segmen
36.8712 0.51048
32.3712 0.69048
27.8712 0.51048
2.4
2.4
2.4
1
2
3
1.5
1.5
1.5
10.242
8.992
3.61
1
1
0.959
7.742 0.709
3.6
3.6
Jarak ke Titik P (x)
(m)
Jarak ke Titik P (y)
(m)
0.709
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
3.443001 0.236718
8.572954 0.695187
3.106631 0.352655
2.04438 0.224741
0.196516 0.026933
23.3712 0.69048
19.46462 0.528347
1.5
1.553
2.4
2.4
9
10
4
5
6
7
8
0.711
0.264
0.184
0.018
1
1
1
2.4
2.4
2.4
2.4
0.263
5.224
2.4
1
1
4.632
1
1
6.492 0.9593.6
0.709
5.463 1.878
5.024
2.546
2.037
2.784
3.083
3.726
0.6302
1.7064
4.9050.6334
0.4414
0.0437 4.499
42.179 ∑ M 215.4176 ∑ M 7.830351
0.2
0.2
0.2
BERAT TOTAL
9.077917 0.190302
1.204023 0.053181
2.583654 0.085762
6.732301 0.518293
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.244213 0.03322
8.394504 0.955745
20.59931 1.239898
6.986292 0.073484
2.282496 0.213965
2.297
0.643
11
12
13
17
18
19
14
15
16
0.214
0.853
0.023 1
2.16
0.733
0.32
1.339
0.278
3.974
1.221
2.4
2.4
2.4
2.4
2.4
0.47
1.196
3.974 0.209
2.972 1.393
2.824 0.296
2.341
1.675
0.517
2.996
2.334
0.0554 4.405
1
3.2146
0.5143
1.5425
5.5138
1 2.0474
1 5.1835
1 1.758
2.4
2.4
2.4
2.4
1 0.768
1
1
1
4.1
Gaya- gaya yang bekerja
W1 = ɣw x ½ x H²
= 1 x ½ x 1,7²
= 1,445 ton
W2 = ɣw x ½ x H x a
= 1 x ½ x 1,7 x 0,566
= 0.4811 ton
W3 = ɣw x ½ x H' x a'
= 1 x ½ x 0,469 x 0. 469
= 0.1099 ton
Momen dititik P saat muka air normal
M1 = 1,445 x 2,019 = 2,9175 tonm (+)
M2 = 0.4811 x 5,553 = 2,67155 tonm (-)
M3 = 0.1099 x 4,824 = 0.53016 tonm (-)
∑M saat MAN=−0.28421tonm
Gaya- gaya yang bekerja
W1 = ɣw x ½ x h²
= 1 x ½ x 2.761²
= 3,811 ton
W2 = ɣw x ½ x h x a
= 1 x ½ x 2,761 x 0,92
= 1,27 ton
W3 = ɣw x ½ x H' xa'
= 1 x ½ x 1,072 x 0.357
= 0,19135 ton
W4 = ɣw x ½ x H' x a'
= 1 x ½ x 0,357 x 0. 458
= 0,082 ton
W5 = γw x√s x ( s−1,936 ) x (s−1,321 ) x (s−2,63)
1 x√2,9435 x (2,9435−1,936 ) x (2,9435−1,321 ) x (2,9435−2,63)= 1,2282 ton
W6 = γw x θ360
x R2
= 1 x 77360
x1,9362
= 0,5725 ton
W7 = ɣw x ½ x h x a
= 1 x ½ x 1,859 x 0,538
= 0,500 ton
W8 = ɣw x ½ x h²
= 1 x ½ x 1,859²
= 1,728 ton
Momen dititik P saat muka air banjir
M1 = 3,811 x 2,379 = 9,1 (+)
M2 = 1,27 x 5,436 = 6,904 (-)
M3 = 0,19135 x 4,941 = 0.9455 (-)
M4 = 0,082 x 4,911 = 0,403 (-)
M5 = 1,2282 x 2,292 = 2,815 (-)
M6 = 0,5725 x 0,919 = 0,526 (-)
M7 = 0,500 x 0.179 = 0,0895 (-)
M8 = 1,728 x 0.62 = 1,0714 (-)
∑M saat MAB=−3.6544 tonm
5.2.1 Akibat Gaya Lumpur
Dianggap lumpur setinggi mercu dengan berat isi lumpur
γt = 1,6 ton/m3 dan sudut geser dalam ∅=30 °
Ka = 1−sin∅1+sin∅ =
1−sin 30 °1+sin 30° = 0,3
W1 = γt x12x 1,72 x Ka
= 1,6×½ ×1,72× 0,3
= 0,694 ton/m
W2 = γt x12x H x a
= 1,6 × ½ × 1,7 x 0,566
= 0,77 ton/m
W3 = γt x12x H x a
= 1,6 × ½ × 0,469 × 0,469
= 0,176 ton/m
akibat gaya lumpur tekanan distribusi sama seperti tekanan pada muka air normal seperti
gambar diatas.
Momen dititik P akibat gaya lumpur
M1 = 0,694 x 2,019 = 1,4012 ton (+)
M2 = 0,77 x 5,553 = 4,276 tonm (-)
M3 = 0,176 x 4,82 = 0,8483 tonm (-)
∑M akibat gayalumpur=−3,6231tonm
5.2.2 Akibat Gaya Uplift Uplift pressure waktu air normal :
Up lift pressure dihitung dengan rumus seperti pada bagian sebagai berikut
:
Ux = (Hx - Lx
Lt∆ H )
Lt = 9,9216 m
∆H = 3,159 m
U 1=3,2− 79,9216
x3,159=0,971226 kg /m2
U 2=3,2− 9.59,9216
x3,159=0,175236 kg /m2
U 3=3,7− 109,9216
x 3,159=0,516038 kg /m2
U 4=3,7− 10.89,9216
x 3,159=0,261321 kg /m2
U 5=4,1− 11,29,9216
x 3,159=0,533962kg /m2
U 6=4,1−13,6429,9216
x3,159=−0,24356 kg /m2
Hx Lx Ux Bidang eksentrisitas momen
U1 3.2 7 0.971226A-B 1.146462264 0.011 0.012611
U2 3.2 9.5 0.175236B-C 0.691273585 3.242 2.241109
U3 3.7 10 0.516038C-D 0.777358491 0.541 0.420551
U4 3.7 10.8 0.261321D-E 0.795283019 2.442 1.942081
U5 4.1 11.2 0.533962E-F 0.290400943 0.941 0.273267
U6 4.1 13.642 -0.243563.700778302 4.889619
MANGaya uplift
Lt = 9,9216 m
∆H = 3,159 m
U 1=4,261− 6,889,9216
x 3,159=2,032226 kg /m2
U 2=4,261− 9,389,9216
x 3,159=1,236236 kg /m2
U 3=4,761− 9,889,9216
x 3,159=1,577038 kg /m2
U 4=4,761− 10,689,9216
x 3,159=1,322321 kg /m2
U 5=5,161− 11,089,9216
x3,159=1,594962 kg/m2
U 6=5,161−13,5229,9216
x 3,159=0,817439 kg /m2
Hx Lx Ux Bidang eksentrisitas momen
U1 4.261 7 2.032226A-B 3.268462264 0.011 0.035953
U2 4.261 9.5 1.236236B-C 2.813273585 3.242 9.120633
U3 4.761 10 1.577038C-D 2.899358491 0.541 1.568553
U4 4.761 10.8 1.322321D-E 2.917283019 2.442 7.124005
U5 5.161 11.2 1.594962E-F 2.412400943 0.941 2.270069
U6 5.161 13.642 0.81743914.3107783 20.11921
MABGaya uplift
5.2.3 Resume Gaya – gaya Yang Bekerja
Tabel 5.4 Resume Gaya – Gaya yang Bekerja
No.
1 42.17856 215.4176152 8.435712 7.8303505443
0.591 1.445 0.284213.84405 2.083 3.6544
4 0.946 0.694 3.62315
1.486556604 2.2142217 4.889619415.730556604 8.5802217 20.11921341
Momen (tonm)
m.a banjir
Vertikal (ton)
m.a normalm.a banjirGaya LumpurGaya Upliftm.a normal
Berat SendiriGaya GempaGaya Hidrostatis
Gaya2 yg bekerja Horisontal (ton)
5.3 Kontrol Stabilitas Bendung
5.35.3.1 Muka Air Normal
Σ V = 42.2290 t
Σ H = 4.0825 t
Σ MR = 219.3249 tm
Σ MG = 12.43576 tm
Kontrol Stabilitas Bendung
m.a normal
a. Eksentrisitas
a =Σ MR -Σ
MGΣ V
a =4.899219
7 mB = 8.3963
e = | a - B/2 |
e =0.701069
7
B/6 =1.399383
3
e < B/6 => 0.701069 < 1.39938333 OKE
7 3
b. GulingFK guling = Σ MR
Σ MG
=17.63663
2 > 1.5 OKE
c.Geser
f = 0.6FK geser = f Σ V
Σ H
=6.206359
4 > 1.5 OKE
d.Daya Dukung Tanah
σt max = Σ V(1 +
6e/B)B
=7.549169
2 t/m2
=0.754916
9 kg/cm2 < σt ijin 2.2 kg/cm2 OKE
Σ V = 41.2381 t
Σ H = 2.9215 t
Σ MR = 219.0407146 tm
Σ MG = 24.29516395 tm
Kontrol Stabilitas Bendung
m.a banjir
a. Eksentrisitas
a =Σ MR -Σ
MGΣ V
a = 4.722472 mB = 8.3963
e = | a - B/2 |e = 0.524322
B/6 = 1.399383
e < B/6 => 0.524322 <1.39938333
3 OKE
b. GulingFK guling = Σ MR
Σ MG
=9.01581
5 > 1.5 OKE
c. Geserf = 0.6
FK geser = f Σ VΣ H
=8.46919
4 > 1.5 OKE
d.Daya Dukung Tanah
σt max = Σ V (1 + 6e/B)B
=6.75168
3 t/m2
=0.67516
8 kg/cm2 < σt ijin 2.2 kg/cm2 OKE