III. PENDEKATAN DESAIN
3.2. Rancangan Struktural Pintu Air
Rancangan struktural pintu air yang dirancang adalah jenis pintu sorong dengan aliran bawah (undershot), karena sebagian besar pintu air yang ada di DI Indonesia menggunakan jenis pintu ini.
3.2.1. Rancangan Struktural Pintu Air Beton Serat
Gambar 6 menunjukkan gambar rancangan pintu air beton serat dengan unit-unitnya. Rancangan struktural pintu beton serat ini terdiri dari beberapa komponen utama, yaitu daun pintu, sistem mekanik, rangka pintu, dan penutup pintu (cover). Komponen sistem mekanik dilindungi oleh cover (penutup pintu) yang terbuat dari beton serat dan berada di atas lantai kerja.
Gambar 6. Pintu Air Beton Serat
a) Daun Pintu
Daun pintu ini dibuat menggunakan bahan beton serat dengan komposisi bahan terdiri dari pasir “bangka-belitung”, semen, air, dan serat gelas jenis woven roving. Dimensi pintu dirancang untuk pintu bagi/sadap sekunder dan tersier dengan ukuran 56 cm x 75 cm x 3 cm (lebar x tinggi x tebal). Bentang efektif pintu adalah 50 cm dan bagian pintu yang masuk ke alur sponeng/rangka sebesar 3 cm (Lampiran 2).
Apabila tinggi muka air maksimum di saluran adalah 50 cm, maka tekanan hidrostatis air terhadap pintu pada saat kondisi tertutup adalah sebesar 613 N atau 62,48 kg.f (Lampiran 4). Nilai ini menjadi acuan dalam penentuan perlakuan beton serat mana yang harus dipilih, baik dari segi kekuatan dan berat pintu sendiri. Karena berat pintu akan menentukan jenis motor penggerak yang harus digunakan.
b) Sistem Mekanik
Sistem mekanik pintu beton serat terdiri dari poros pintu (stem), lifting nut, worm gear, drive shaft. Komponen lifting nut, worm gear, dan driveshaft terletak di dalam kotak pelat dengan tebal 8 mm, dengan ukuran 24 x 25 x 10 cm3. Sistem mekanik dipasang di bawah slab beton serat menggunakan sistem mur-
baut. Slab beton dibua polos diameter 6 mm digerakkan secara manu
Motor biasany lagi), karena cepatny dikurangi agar pengan halus. Biasanya per Training and Resear memerlukan gear box
diusulkan mengguna menggunakan rantai dihubungkan dengan rancangan di lapanga kombinasi dari gear box
membutuhkan 125 put
Pada motor de maka menjadi 1700/5 menghasilkan 340 RP maka akan menghasil pengangkatan dalam membutuhkan :
13,6 r
dibuat dengan tebal 5 cm dengan sistem tulang m sebanyak dua buah (Lampiran 6). Sistem m
anual dan menggunakan motor.
anya memiliki kecepatan sekitar 1700 RPM (a tnya gerak putar yang dihasilkan oleh motor gangkatan dan penurunan pintu dapat bergerak pergerakan poros pintu antara 2,5 – 15 cm/m
earch Center, www.itrc.org). Untuk mere
box, chain drive, atau worm gear. Dalam unakan reduction gear sebesar 5 : 1 dan ntai dengan perbandingan 1 : 1. Drive
an worm gear/lifting nut yang telah terpasa gan. Worm gear yang terpasang memiliki ra
ar box, drive chain, dan worm gear adalah 125 n 125 putaran motor untuk 1 putaran keluaran worm g
dengan putaran 1700 rpm dan output pada ge 1700/5 = 340 RPM dan nilai chain drive hanya 1:1
RPM pada worm gear. Dengan rasio 25 : 1 pa silkan putaran sebesar 13,6 RPM. Jika pintu am 1 putaran = 10 mm, maka penga
13,6 rev/min x 10mm/rev = 136 mm/menit
Gambar 7. Motor dan Mekanik
ngan dengan baja mekanik ini dapat
(atau lebih cepat otor, maka harus ak secara baik dan /menit (Irrigation ereduksinya maka lam penelitian ini n drive ke motor
e shaft ini akan asang pada pintu ki rasio 25:1, maka 125 : 1. ini berarti
m gear.
gearbox sebesar 5 1:1 maka ini akan 1 pada worm gear, ntu memiliki tinggi ngangkatan pintu
c) Rangka Pintu
Rangka pintu menggunakan besi siku ukuran 60 x 60 x 6 (mm3) dengan lebar rangka pintu 50 cm dan tinggi tergantung kondisi bangunan bagi di lapangan. Pada bangunan bagi di DI Cimanuk Garut (B. CMK 5), beda elevasi antara dasar saluran dan lantai kerja adalah 100 cm. Maka tinggi rangka pintu dibuat 150 cm. Tinggi rangka pintu yang muncul di atas lantai kerja sebesar 50 cm, sehingga dengan jarak 50 cm, diharapkan penggunaan panjang chain drive
untuk menghubungkan driveshaft dengan motor tidak terlalu panjang.
Rangka besi ini akan dicor dengan adukan beton agar posisi rangka pintu tetap kokoh.
d) Penutup Sistem Mekanik (Cover)
Penutup sistem mekanik menggunakan bahan beton serat hasil pilihan dalam perlakuan penelitian ini. Bagian penutup yang berfungsi untuk menunjang sistem mekanik (slab beton) didesain dengan sistem plat satu arah dengan dimensi panjang 80 cm, lebar 30 cm dan tebal 5 cm; tulangan besi dengan diameter 6 mm. Perhitungan slab beton ini dapat dilihat pada Lampiran 6. Pada bagian penutup lainnya, yaitu sisi kiri dan kanan digunakan beton serat tanpa tulangan besi dengan tebal 3 cm. Gambar detail penutup sistem mekanik dapat dilihat pada Lampiran 2.
Penutup sistem mekanik dibuat dengan sistem knock down dengan mur- baut jenis Ferrule yang tertanam dalam beton serat.
3.2.2. Rancangan Struktural Pintu Air Fiberglass
Gambar 8 menunjukkan desain pintu fiberglass dengan beberapa bagiannya. Pintu ini terdiri dari daun pintu, handle, dan tonjolan pintu. Desain pintu ini direncanakan untuk pintu dengan beda elevasi antara saluran dengan lantai kerja sebesar 100 cm. Untuk keperluan otomatisasi, bagian handle pintu bisa dipotong dan digantikan dengan sistem mekanik seperti pada pintu beton serat, namun diameter poros dan motor yang digunakan jauh lebih kecil karena bobot pintu fiberglass lebih ringan dibandingkan dengan beton serat.
Gambar 8. Pintu Air Fiberglass
a) Handle/Pegangan Pintu
Pada bagian pegangan pintu ini terdapat lubang untuk mengunci posisi pintu pada jarak bukaan tertentu; bagian untuk pegangan pintu dengan ukuran 15 cm x 5 cm dengan bentuk yang ergonomis, mengikuti pola jari manusia; dan bagian kosong/bolong pada pintu dengan dimensi 32 cm x 60 cm, ini dimaksudkan untuk memperingan bobot pintu.
b) Daun Pintu
Daun pintu merupakan bagian utama dari pintu ini, dimana pintu langsung berhadapan langsung dengan air. Bagian ini memiliki dimensi 58 cm x 75 cm, dimana tinggi air maksimum yang bisa ditahan adalah 75 cm, sedangkan rata-rata tinggi muka air di lapangan adalah sebesar 50 cm dengan besar tekanan hidrostatis sebesar 613 N atau 62,48 kg.f (Lampiran 4).
Berdasarkan hasil perhitungan diketahui bahwa tebal daun pintu yang direncanakan untuk tinggi muka air 50 cm adalah 10 mm dan untuk keamanan maka tebal ditetapkan 12 mm (Lampiran 5) dengan nilai modulus elastisitas fiberglass sebesar 40.500 kg/cm2 (lihat Lampiran 3), dimana komposisi
Handle Pintu
Daun Pintu
perbandingan volume antara polymer dan serat gelas (glass content) adalah 60 % : 40%.
c). Tonjolan Pintu
Bagian ini terbuat dari fiberglass dengan sistem knock down. Bentuk tonjolan berupa ½ lingkaran dengan radius 10 cm dan panjang 49 cm. Tonjolan ini merupakan tambahan pada daun pintu yang dimaksudkan untuk meningkatkan nilai koefisien pengaliran dan kontraksi dari pintu, sebagaimana yang telah dikembangkan dalam pintu air Crump-de Gruyter dengan bentuk ¼ lingkaran pada bagian bawah pintu.