Struktur Bangunan Air Ir . Pudiastuti 26-8-2011

PROGRAM DIPLOMA 3 TEKNIK SIPIL

MODUL AJAR

Ir . PUDIASTUTI

TUJUAN PEMBELAJARAN

* MAHASISWA MENGENAL DASAR DASAR PENGENDALIAN SUNGAI .

* MAHASISWA MENGENAL BANGUNAN BANGUNAN YANG TERLETAK DI SEPANJANG

SUNGAI .

* MAHASISWA MAMPU MENGHITUNG KAPASITAS BANGUNAN PENGENDALIAN

SUNGAI ( SABO DAM / CHECK DAM ) DAN MENGHITUNG KEBUTUHAN DEMENSI

SERTA STABILITASNYA .

POKOK BAHASAN

MENGENAL DASAR DASAR PENGENDALI SUNGAI :

KARAKTERISTIK SUNGAI , METODE PENGENDALIAN SUNGAI , PERHITUNGAN DEBRIS

BERDASARKAN DEBIT.

PERHITUNGAN KAPASITAS PENGENDALIAN SABO / CHECK DAM :

KAPASITAS PENGENDALI DARI RENCANA INDUK , AS DAM , TINGGI MAIN DAM ,

TAMPUNGAN SEDIMEN DAN EROSI .

MENGHITUNG DEMENSI DAN STABILITAS MAIN DAM , APRON DAN SUB DAM

TUGAS : DESAIN CHECK DAM .

2

PUSTAKA :

1. DR. Ir . SUYONO SOSRODARSONO ; DR . MASATERU TOMINAGA ,

“ PERBAIKAN DAN PENGATURAN SUNGAI “

2. Ir . BAMBANG SUJADI , “ SEDIMEN TRANSPORT “

3. DEPARTEMEN PU TAHUN 1983 , “ SABO DESAIN “

4. DEPARTEMEN PU TAHUN 1986 , “ KRITERIA PERENCANAAN “

PRASYARAT :

1. REKAYASA PONDASI DAN KERJA TANAH .

2. HIDROLIKA TERAPAN.

3. HIDROLOGI TERAPAN .

4. IRIGASI .

3

* BANGUNAN PENGELAK SEMENTARA

* PENURAPAN

* KIST DAM

4

BANGUNAN PENGELAK SEMENTARA .A. PEKERJAAN DRAINASE :

SISTEM DRAINASE PADA PEKERJAAN TANAH ADALAH PENGATURAN PENGELUARAN AIR

DARI LOKASI PEKERJAAN YANG TERDIRI DARI :

- AIR SUMBER

- AIR GENANGAN

- AIR TANAH

- AIR HUJAN

PEMBUATAN SISTEM DRAINASE YANG SESUAI DENGAN TUJUAN SEBAGAI BERIKUT :

* MENINGKATKAN EFISIENSI PEKERJAAN , MEMPERPENDEK WAKTU

PELAKSANAAN UNTUK MENCAPAI HASIL YANG OPTIMAL .

KONSTRUKSI YANG DIPAKAI :

* SALURAN TERBUKA

* SALURAN TERTUTUP / GORONG GORONG

PEMBUATAN BANGUNAN SUNGAI UNTUK PADA LOKASI PEKERJAAN , MISAL :

* PONDASI PERKUATAN LERENG .

* PONDASI PINTU PEMBUANG.

* SISTEM DRAINASE UNTUK SUATU DAERAH YANG TERTUTUP OLEH KIST DAM

( BENDUNG ELAK SEMENTARA ) DAN DRAINASE UNTUK MENURUNKAN

AIR TANAH MENJADI LEBIH RENDAH .

* MEMBUAT KOLAM DANGKAL SEDIKIT DIBAWAH PERMUKAAN DASAR GALIAN

SEHINGGA AIR REMBESAN / AIR SUMBER MENGALIR MEMASUKI KOLAM DAN

DIKELUARKAN MELALUI POMPA .

5

B. PENURAPAN SEMENTARA .

FUNGSINYA :

* MEMPERTAHANKAN STABILITAS LERENG DI SEKELILING PONDASI YANG SEDANG

DIGALI ( DENGAN SEKAT PANCANG BAJA ).

* SEKAT MENGATASI ALIRAN AIR REMBESAN YANG MEMASUKI DAERAH ALIRAN

PONDASI .

* LEBIH EKONOMIS PAKAI SEKAT PANCANG KAYU APABILA DIGUNAKAN PADA LOKASI

KEDAP AIR DAN TIDAK DIPERLUKAN PENURUNAN MUKA AIR TANAH YANG TERLALU

TINGGI .

TIPE SEKAT PANCANG

1. TIPE DINDING TEGAK 2. TIPE TIANG PANCANG MIRING DIAGONAL

3. TIPE ANGKER TANAH 4. TYPE BALOK PENOPANG

6

Tanah yang digaliDinding sekat

Balok penopang

Balok ganjal datar

Dinding sekat Dinding sekat

Dinding sekatTanah yang digali

Tanah yang digali

KIST DAM ( BENDUNG ELAK SEMENTARA )

* KIST DAM DARI KARUNG PASIR .

* KIST DAM DAN SEKAT PANCANG LAPIS TUNGGAL

7

penguat

Karung pasir

Tanah kohesif

Sekat pancang

kolom

sedimensedimen

Sekat pancang

Urugan tanah

Hamparan batu lindung

Sekat pancang

Muka tanah galian

Muka tanah exsisting

Batang tarik untuk memperkuat

Sekat pancang baja

* KIST DAM LAPIS GANDA

8

Di isi dengan tanah

BANGUNAN PENGENDALI PASIR / SEDIMEN

- SABO / CHECK DAM

9

BANGUNAN PENGENDALI PASIR / SEDIMEN

1. SABO DAM : DARI BAHASA JEPANG

ADALAH BANGUNAN MELINTANG SUNGAI YANG BERSIFAT / BERFUNGSI UNTUK

MENAHAN , MENAMPUNG , DAN MENGURANGI KECEPATAN TURUNNYA MATERIAL.

2. CHECK DAM : DARI BAHASA DARATAN EROPA

ADALAH BANGUNAN MELINTANG SUNGAI YANG BERFUNGSI SAMA DENGAN

SABO DAM .

3. KONSOLIDASI DAM

ADALAH BANGUNAN MELINTANG SUNGAI YANG BERFUNGSI UNTUK

MENSTABILKAN BANGUNAN YANG ADA DIATASNYA .

BAGIAN DARI SABO DAM / CHECK DAM

* MAIN DAM : FUNGSI UTAMA ADALAH MENAHAN MATERIAL .

* SUB DAM : FUNGSI UTAMA ADALAH MEMBANTU MENGAMANKAN

MAIN DAM TERHADAP GERUSA YANG TERJADI KARENA LONCATAN AIR.

* APRON : BERFUNGSI UNTUK MENAHAN GERUSAN SERTA MENCEGAH IKUT

MENGALIRNYA BUTIRAN BUTIRAN TANAH HALUS AKIBAT ADANYA

ALIRAN TURBULEN DI HILIR MAIN DAM .

10

11

GUNUNG

HULU

TENGAH

HILIR

Daerah produksi Daerah pengendapanDaerah transportasi

LOKASI SABO DAM DAN CHECK DAM

Tempat pengendapan

Kantong pasir / kerikil

SINGLE DAM

12

CONTINUES DAM

STEP DAM

KONSOLIDASI DAM

LETAK BANGUNAN TERHADAP ALIRAN SUNGAI

13

BILA ARAH ALIRAN MELENGKUNG , MAKA L ETAK BANGUNAN T EGAK LURUS ARAH ALIRAN .

KETERANGAN : 1 . MAIN DAM 6. DRAIN HOLE

2. PELIMPAH 7. DASAR MAIN DAM

3. SAYAP 8. APRON

4. KEMIRINGAN HILIR 9. SUB DAM

5. KEMIRINGAN HULU

14

4

GAMBAR PENAMPANG SABO DAM / CHECK DAM

1

6

3 2

8

9

7

15

Perencanaan Check Dam

Perencanaan Main Dam

a) Penentuan lebar dasar peluap Main Dam

Untuk menentukan lebar dasar peluap pada suatu perencanaan sabo dam dapat digunakan rumus dari Tomoaki Yokota, yaitu :

Q= 215

C √2 g (3 B1+2B2)h3

32

Dimana :

Q = debit debris ( m³/ dt );

C = koefisien ( 0,60 – 0,66 );

g = percepatan gravitasi ( 9,8 m/dt );

B1 = lebar peluap bawah (m);

B2 = lebar muka air di atas peluap (m)

h3 = tinggi air di atas peluap (m).

Dari rumus di atas, maka penurunan debit yang akan mengalir di atas peluap berbentuk trapesium dengan kemiringan 1:1 dengan angka hara C = 0.6, adalah sebagai berikut :

Q = (1,77B1+1,42 h3) .h3 3/2

Dimana :

Q = debit debris 450 (m³/ dt);

B1 = lebar peluap bawah (m);

h3 = tinggi air di atas peluap (m).

Kemudian untuk menentukan B1 dan h3 maka dapat dilakukan dengan cara coba-coba (trial and error)

B2 = B1 + 2h

b) Penentuan tinggi air di atas peluap Main Dam

15

Dengan menggunakan rumus di atas yaitu rumus untuk mencari lebar dasar peluap, maka dapat pula kita tentukan tinggi air yang berada di atas peluap (h3)

c ) Penentuan tinggi jagaan (free Board)

Untuk penentuan tinggi jagaan (free board) dapat ditentukan berdasarkan debit banjir rencana yang melimpas, seperti yang telah diuraikan pada tabel berikut ini:

Penentuan Tinggi Freeboard

Debit Rencana (Q)

Free Board (w)

(m)(m³/dt)

Q < 200 0,6

200 < Q < 500 0,8

500 < Q < 2000 1

2000 < Q < 5000 1,2

d ) Penentuan tinggi efektif Main Dam

Untuk tinggi efektif Main Dam didasarkan pada bentuk penampang sungai. Yaitu dari elevasi tertinggi tebing sungai dengan dikurangi tinggi jagaan dan tinggi air di atas mercu peluap

e ) Volume Tampungan

16

Volume tampungan dapat dihitung dengan cara sebagai berikut :

V = ½ .B . H . L

Dimana :

V = volume tampungan (m³)

B = lebar rata rata sungai ( m )

H = tinggi efektif Main Dam ( m )

L = panjang tampungan ( m )

f ) Kecepatan air di atas peluap

Kecepatan air diatas peluap dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

q0=QDebris

brata−rata

h3=q0

v0

v0=q0

h3

Dimana :

h3 = tinggi air di atas mercu peluap Main Dam ( m )

q0 = debit per meter lebar pada titik jatuhnya terjunan (m³/dt/m’)

v0 = kecepatan terjunan air pada titik jatuhnya terjunan (m/dt)

Qdebris = debit debris ( m³/ dt);

brata-rata = lebar rata-rata peluap, yaitu ½. (B1 + B2 ) m

17

g ) Penentuan tebal mercu peluap Main Dam

Untuk menentukan tebal mercu peluap Main Dam dapat dihitung dengan rumus Thiery & Wang sebagai berikut :

b min =

h3 . γ w

fo . γ pas

Dimana :

b min = tebal mercu peluap Main Dam (m)

γw = berat volume air (1,2 t/m³)

γpas = berat volume pasangan (2,4 t/m³)

fo = koefisien geser air dan material (1)

h3 = tinggi air diatas peluap ( m)

(Sumber: Tomoaki Yokota, Guide line for sabo plan n design of sabo dam, hal 11)

Adapun tebal mercu yang disarankan adalah:

Tebal mercu peluap yang ditinjau dari keadaan material dan keadaan air.

Tebal mercu

b = 1,5m - 2,5m b = 3m - 4m

Material Pasir dan kerikil / Batuan besar

kerikil dan batuan

Hidrologis

Kandungan sedimen

Debris flow kecil

sedikit, sampai Sampai debris

sedimen yang Flow besar

Banyak

(sumber : perencanaan bangunan pengendali sedimEn, VSTC, Yogyakarta, 1983)

18

h ) Penentuan kedalaman pondasi Main Dam

Untuk menentukan kedalaman pondasi Main Dam, maka untuk perhitungannya dapat menggunakan persamaan sebagai berikut :

δ = ( 1

4≈1

3 ) .( H '+h3 )

Dimana :δ = Kedalaman pondasi main dam (m);H’ = Tinggi efektif main dam (m);h3 = Tinggi air diatas mercu peluap ( m);H = Tinggi main dam (m).

Untuk harga δ dihitung masing-masing untuk n=1

3 sampai dengan n=1

4

δ1 = 13 (H’+ h3) δ2 =

14 (H’ + h3)

δ =

δ1+δ2

2

Sehingga tinggi main dam dapat dihitung sebagai berikut :

H = δ + H’

Dimana :H = Tinggi main dam (m).δ = Kedalaman pondasi main dam (m);H’ = Tinggi efektif main dam ( m);

19

I ) Penentuan kemiringan tubuh Main Dam

Untuk perencanaan kemiringan tubuh Main Dam, dipakai perumusan dari Tomoaki Yokota.

Kemiringan tubuh Main Dam bagian hilir (n)

n = Vk . √ 2g . H

Vk = √ β . f . dm( γ pas−γ w )cosα

γ w

Dimana :n = Kemiringan Main Dam bagian hilir;Vk = kecepatan kritis teoritis (m/dt);H = Tinggi Main Dam ( m);g = Percepatan gravitasi (9,8 m/dt).

β =

2gk

=2 .9,8 m /dt1 ,457 = 13,45 m/dt

k = koefisien tekanan positif dan negatif, dimana berdasarkan kondisi di Indonesia nilai k = 1,457;

f = Koefisien Hauska (0.3);dm = Diameter batu yang dianggap merusak bangunan (0,5 m);γpas = berat jenis material (2,4 t/m³);

γw = berat jenis air + sedimen (1,2 t/m³);

α = sudut yang dibentuk antar garis horizontal dengan garis kemiringan dasar sungai yang baru ( α = arc tg I0 )

20

Kemiringan tubuh Main Dam bagian hulu (m)

(1+α ) m2+ [2 ( n+ β )+n (4 α +γ )+2αβ ] m−(1+3α )+αβ (4 n+β )+γ (3 nβ+β2+n2)=0

dimana :

α=h3

H

h3 = tinggi air pada mercu peluap ( m);

H = tinggi Main Dam ( m);

γ=γ pas

γ w+ s

γpas = berat volume pasangan (2,2 t/m³);

γw+s = berat volume air + sediment (1,2 t/m³);

β=bmin

H

bmin = tebal mercu peluap Main Dam ( m);

H = tinggi Main Dam ( m);

n = kemiringan tubuh Main Dam bagian hilir

m = kemiringan tubuh Main Dam bagian hulu.

Perhitungan :

α=h3

H

γ=γ pas

γ w+ s

=2,21,2

=1,8

β=bmin

H

21

j ) Penentuan lubang drainase (drain hole)

Dalam perencanaan Check Dam , direncanakan drain hole berbentuk segi empat .

Ilustrasi penempatan Drain hole

Perencanaan Apron

Penentuan tebal Apron

Tebal Apron diperhitungkan dengan mempertimbangkan material yang ada dalam aliran air dan gaya yang ditimbulkan oleh jatuhnya debris pada lantai di hilir Main Dam.

Untuk menentukan tebal apron dapat digunakan rumus :

t=C (0,6 H1+3h3−1 )

H1=H−t

dimana :t = tebal lantai olakan (m);C = angka koefisien (0,1 - 0,2) H = tinggi main dam ( m);H1 = tinggi mercu main dam dari muka lantai permukaan batuan (m)h3 = tinggi air diatas mercu main dam ( m)

(Sumber:Tomoaki Yokota, Guide line for sabo plan n design of sabo dam, hal 47)

22

Dimana syarat lantai olakan pada saat muka air normal ialah :

t >

Uxγ pas

Ux = (Hx -

Σ LxΣL .ΔH) γ w

Dimana syarat lantai olakan pada saat muka air banjir ialah

t >

Ux−(h1 . γ w )γ pas

Ux = (Hx -

Σ LxΣL .ΔH) γ w

Maka :

t >

Ux−(h1 . γ w )γ pas

Panjang Apron

Persamaan yang dapat digunakan untuk merencanakan panjang Apron adalah sebagai berikut :

L=Lw+ X+bsub

23

Panjang terjunan air (Lw)

Untuk menghitung panjang terjunan air menggunakan rumus :

Lw=V 0 [ 2( H1+12

h3 )

g ]12

Dimana :

Lw = panjang terjunan (m);V0 = kecepatan air diatas pelimpah main dam ( m/dt);q0 = debit per meter lebar peluap ( m³/dt/m’);h3 = tinggi air diatas mercu main dam (m);H1 = tinggi mercu main dam dari muka lantai apron atau permukaan

batuan (m);g = percepatan gravitasi (m/dt2);

Panjang loncatan air (X)

Untuk mencari panjang loncatan air menggunakan rumus :

X=β . h j

Perhitungan :

V 1=√2g( H1+h3+ K0−h1−K1 )

24

Perencanaan Sub Dam

Untuk mencegah bahaya gerusan serta mencegah ikut mengalirnya butiran–butiran tanah halus, maka perlu dibangun kolam olakan (apron) dan Sub Dam. Prencanaan Sub Dam dan Apron meliputi :

1. Perencanaan lebar dasar mercu peluap Sub Dam

Aliran yang melalui overflow / peluap Main Dam secara langsung jatuh bebas kea rah hilir Main Dam, dimana disitu terdapat Apron dan Sub Dam yang berfungsi untuk menstabilkan aliran. Aliran yang telah distabilkan tersebut akan melalui peluap Sub Dam. Pada pekerjaan Check Dam ini lebar peluap Sub Dam diambil sama dengan lebar Apron .

2 Perencanaan tebal mercu peluap Sub Dam

Seperti halnya pada Main Dam, perencanaan tebal mercu peluap pada Sub Dam, direncanakan sama dengan tebal mercu peluap Main Dam.

3 Perencanaan kemiringan tubuh Sub Dam

Kemiringan tubuh bagian hilirKemiringan tubuh bagian hilir Sub Dam direncanakan sama dengan

kemiringan hilir tubuh Main Dam .

Kemiringan tubuh bagian huluKemiringan tubuh bagian hilir Sub Dam direncanakan sama dengan

kemiringan hulu tubuh Main Dam .

4 Perencanaan letak dan tinggi Sub Dam

25

Perencanaan letak Sub Dam

Berdasarkan panjang Apron yang diperoleh, maka Sub Dam terletak di hilir Main Dam m.

Analisa gerusan local (Scouring) terhadap Sub Dam.

Kedalaman pondasi Sub Dam akan menentukan keamanan dari pengaruh adanya Scouring yang akan terjadi, juga memberikan kestabilan terhadap kedudukan Main Dam. Untuk menentukan kedalaman pondasi dihitung berdasarkan perumusan Scouring yang akan terjadi.

Rumus Dr. Fushitani :

T=0 ,663D

m0,2

( q .V 2−0 .00224 . Dm

1,63)0 , 42

Dimana : T = kedalaman Scouring (m);Dm = diameter rata – rata material (30mm);V2 = kecepatan aliran di atas pelimpah Sub Dam (m/dt.)

Berdasarkan rumus diatas , maka besar Scouring ditetapkan sedalam T muntuk memberi keamanan bagi kedudukan Sub Dam terhadap bahayascouring yang akan terjadi .

Penentuan Tinggi Sub Dam

Tinggi Sub Dam (H2) diperoleh melalui persamaan

H =H rSub { size 8{2} } +t+T} {¿H2=

13≈ 1

4.Hmain dam

Dimana :H″ = tinggi total sub dam (m);t = tebal lantai olakan / apron (2m);T = kedalaman penetrasi (m);H2 = tinggi efektif Sub Dam.

Penentuan tinggi air pada hilir Sub Dam

26

Pehitungan untuk menentukan tinggi muka air pada bagian hilir Sub Dam memperhatikan kemiringan dasar sungai dan debit yang melimpas dari mercu peluap Sub Dam serta semua faktor-faktor yang mempengaruhi ada tidaknya loncatan setelah limpasan dari mercu sub Dam. Tentunya perhitungan tersebut didasarkan pada asumsi bahwa keadaan air banjir dan Check Dam kosong material.

Kontrol Stabilitas Check Dam

Tinjauan Stabilitas

Mengingat selama dan sesudah Check Dam dibangun akan selalu menahan gaya-gaya yang bekerja pada konstruksinya, maka perlu untuk memperhitungkan faktor kestabilan melalui perhitungan stabilitas. Agar perhitungan stabilitas mudah dipahami, maka dapat dibuat anggapan sebagai berikut :

a) Gaya-gaya yang bekerja ditinjau per satuan meter.b) Titik guling ditempatkan pada tempat dimana akan terjadi pengulingan di

tempat tersebut, seperti yang ditunjukkan pada gambar, yaitu titik B dan E.c) Dalam perhitungan ini ditinjau pada keadaan yang memungkinkan terjadinya

keadaan kritis. Untuk itu pada Main Dam ditinjau dalam 4 keadaan, yaitu : Kondisi air penuh rata ambang. Kondisi air banjir. Check Dam terisi air dan material penuh rata ambang. Check Dam penuh material rata ambang dan air banjir.

Gaya-gaya yang Bekerja

27

Gaya Berat / Berat sendiri

Diagram Gaya Berat Sendiri pada Main Dam

Gaya Akibat Tekanan Hidrostatis

a. Pada keadaan air rata ambang

Diagram Gaya Akibat Tekanan Hidrostatis pada Main Dam Saat Muka Air Normal .

28

b. Pada keadaan air banjir

Diagram Gaya Akibat Tekanan Hidrostatis Pada Main Dam Pada Saat Muka Air Banjir.

Gaya Akibat Tekanan Sedimen dan Tekanan Tanah

Diagram Gaya Akibat Tekanan Sedimen dan Tekanan Tanah pada Main Dam Saat Muka Air Normal dan Banjir.

29

Gaya Tekanan Keatas

Diagram Gaya Akibat Uplift pada Main Dam.

Syarat Kestabilan

Tahan terhadap gaya guling

Tahan terhadap gaya geser

Tahan terhadap gaya turun

Tahan terhadap gaya retak

Perhitungan Stabilitas Check Dam

30

γsed = 1,9 ton/m3 γtnh = 1,712 ton/m3

γpas = 2,2 ton/m3

γw = 1,2 ton/m3

(Sumber: Data Perencanaan Proyek )

Untuk Ka pada air = 1Dimana Φair = 45°

Φsed = 35° ≈ Ka = tg2 (45 -

φ2 )

= tg2 (45 -

352 )

= 0,271

Φtnh = 30° ≈ Ka = tg2 (45 -

φ2 )

= tg2 (45 -

302 )

= 0,333

Dengan Φtnh = 30° Maka didapatkan:Nc = 35Nq = 22Nγ = 20 (Sumber:Ir. Sunggono kh, Mekanika Tanah, hal 214)

Sehingga :

Qult = 1,3.C.Nc + q.Nq + 0,4.γt.B.Nγ

q = γ.(Df – D) + γ’.D

q = 1,712t/m2 . (3m–2m) + 0,725t/m2 . 2m

q = 3,162 t/m2

Dimana :

C = kohesi (0,1);

Df = kedalaman pondasi (2,5 m);

D = kedalaman muka air tanah sampai dengan dasar pondasi ( 2,5m – 1m = 1,5m);

γ’ = γsat – γw = 1,725t/m2 – 1t/m2 = 0,725 t/m2.

31

Maka :

Qult = 1,3.0,1.35+3,162.22+0,4.0,712ton/m2. 10,15m.20

Qult = 131,93 ton/m3

Qijin=QultSF

Dimana :

FK = Safety Factor (Faktor Feamanan) 1,5 s/d 2

Qijin=131 , 93 ton/m3

2=65 , 96 ton /m3

Perhitungan stabilitas Main Dam pada keadaan muka air normal.

Tekanan Uplift

Ux = (Hx -

Σ LxΣL . ΔH) γw ;

Dimana :Ux = tekanan Up lift pada titik yang ditinjau (ton); Hx = jarak antara muka air up stream dan titik yang ditinjau (m); Lx=panjang garis Creep Line sampai titik yang ditinjau (m); L = panjang garis Creep Line (m); H = beda tinggi elevasi garis energi pada muka air up stream pada Main Dam

dan muka air down stream pada Sub Dam (m);γw = berat volume air (1 t/m3).

32

a) Kestabilan terhadap Guling

Syarat :

ΣM tahan

ΣM guling ≥ 1,5 s/d 2

b) Kestabilan terhadap Geser

Syarat :

ΣVΣH . f ≥ 1,3

f = angka keamanan (2 s/d 3)

33

c) Kestabilan Terhadap Turun Syarat :

σ t ' =

ΣVB . 1m '

±ΣH . y−ΣV (1

2. B−x )

16

B2 .1 m' ≤

σ t

Dari rumus ini didapat бt1 ≤ σ t

бt2 > σ t

Diagram Gaya Tegangan Tanah 1 dan Tegangan Tanah 2.

Bangunan stabil tidak mengalami penurunan

d) Kestabilan Terhadap Retak Secara grafis :

Syarat : arah resultan semua gaya horisontal dan gaya vertikal harus masuk bidang KERN

Letak bidang Kern dapat dicari dengan penurunan rumus dari tegangan tanah, yaitu :

σ= VB . 1m'

± V .e1

6. B2 .1m'

0= VB .1m'

± V . e1

6. B2 . 1m'

± V .e1

6. B2 .1m'

= VB .1m'

± e1

6. B

=11

e =±16

. B

34

Bidang KERN Tampak Samping.

Diagram Gaya Arah Resultan Pada Bidang KERN Tampak Samping.

Letak Bidang KERN dan Resultan Ditinjau Dari Atas Bangunan dan Detail Bidang KERN.

R = √ ΣV 2+ΣH 2

tg α =

ΣHΣV

35

Secara analisis :

tg α =

ΣHΣV

tg α =

a−xy

a−xy =

ΣHΣV

ΣV(α - x ) = ΣH. y

ΣV. α – ΣV.x = ΣH. y

α =

ΣH . y+ΣV . xΣV =

syarat :

13 B < α <

23 B , dimana B = lebar pondasi MAIN DAM

Bangunan stabil, tidak mengalami keretakan.

Perhitungan stabilitas Main Dam pada keadaan muka air banjir.

Tekanan Uplift

Ux = (Hx -

Σ LxΣL . ΔH) γw ;

dimana :Ux = tekanan Up lift pada titik yang ditinjau (ton); Hx = jarak antara muka air up stream dan titik yang ditinjau (m); Lx = panjang garis Creep Line sampai titik yang ditinjau (m); L = panjang garis Creep Line (m); H = beda tinggi elevasi garis energi pada muka air up stream pada Main Dam dan

muka air down stream pada Sub Dam (m);γw = berat volume air (1t/m3).

36


Syarat :

ΣM tahan


Bangunan stabil tidak mengguling dan ekonomis.


Syarat :

ΣVΣH . f ≥ 1,3

f = angka keamanan (2 s/d 3)

Bangunan stabil tidak menggeser

37


σ t ' =

ΣVB . 1m '

±ΣH . y−ΣV (1

2. B−x )

16

B2 .1 m' ≤

σ t


бt2 > σ t

Bangunan stabil, tidak mengalami penurunan.



38


R = √ ΣV 2+ΣH 2

tg α =

ΣHΣV

Secara analisis :

tg α =

ΣHΣV

tg α =

a−xy

a−xy =

ΣHΣV

ΣV(α - x ) = ΣH. y


α =

ΣH . y+ΣV . xΣV

syarat :13 B < α <

23 B , dimana B = lebar pondasi MAIN DAM


39

Perhitungan stabilitas Sub Dam pada keadaan muka air normal.


Syarat :

ΣM tahan


Bangunan stabil tidak mengguling


Syarat :

ΣVΣH . f ≥ 1,3

Dimana f = angka keamanan (2 s/d 3)

Bangunan stabil tidak menggeser

40


σ t ' =

ΣVB . 1m '

±ΣH . y−ΣV (1

2. B−x )

16

B2 .1 m' ≤

σ t


бt2 > σ t




41

Gambar 4.14


R = √ ΣV 2+ΣH 2

tg α =

ΣHΣV

Secara analisis :

tg α =

ΣHΣV

tg α =

a−xy

a−xy =

ΣHΣV

ΣV(α - x ) = ΣH. y


α =

ΣH . y+ΣV . xΣV

syarat :13 B < α <

23 B , dimana B = lebar pondasi SUB DAM


42

Perhitungan stabilitas Sub Dam pada keadaan muka air banjir.


Syarat :

ΣM tahan


Bangunan stabil, tidak mengguling


Syarat :

ΣVΣH . f ≥ 1,3

Dimana f = angka keamanan (2 s/d 3)

43

Bangunan stabil, tidak menggeser


σ t ' =

ΣVB . 1m '

±ΣH . y−ΣV (1

2. B−x )

16

B2 .1 m' ≤

σ t


бt2 > σ t




44


R = √ ΣV 2+ΣH 2

tg α =

ΣHΣV

Secara analisis :

tg α =

ΣHΣV

tg α =

a−xy

a−xy =

ΣHΣV

ΣV(α - x ) = ΣH. y


α =

ΣH . y+ΣV . xΣV

syarat :

13 B < α <

23 B , dimana B = lebar pondasi SUB DAM


45

Struktur Bangunan Air Ir . Pudiastuti 26-8-2011

Documents

Transcript of Struktur Bangunan Air Ir . Pudiastuti 26-8-2011