Lampiran 2.2 PERENCANAAN BANGUNAN PELENGKAP

(1)

Lampiran 2.2

PERENCANAAN BANGUNAN PELENGKAP

1. SIPON

Untuk melintasi saringan digunakan SIPON/talang, pertama-tama akan dibicarakan mengenai alternative sipon.

Karakteristiksaluranadalah : Qmaks = 1,995 m³/dtk b = 5,5 m

h = 2

i = 0,246 ^o/oo

m = 1,5

kecepatan aliran dalam sipon harus dua kali lebih tinggi dari kecepatan normal aliran dalam saluran, tidak boleh kurang dari 1 m/detik, lebih disukai lagi tidak kurang dari 1,5 m/detik. Kecepatan maksimum sebaiknya tidak lebih dari 3 m/detik. (KP-04, 1986) dipakai, V = 1,5 m/dtk.

Sipon persegi akan dibuat dalam beton bertulang. Untuk mencegah sedimentasi dalam sipon selama debit rendah, diperlukan sipon type pipa rangkap, pipa yang satu dapat ditutup selama debit rendah( Q< 0,5 Qmaks ).

Potongan Melintang ( luas basah pipa sipon )

A =

1,995

¿ 1,5 Q V=¿

= 1,33 m²

Karena dipakai sipon pipa rangkap, dimensinya menjadi : A = 2 x

[

h x b - 4

(

0,5 x (0,25 h)²

) ]

 b = 7,461m 1,33 = 2 x [ h x 5,5 – 4 (0,5 x (0,25 h )²)]

1,33 = 2 x (7,461 x h – 0,125 h² ) 1,33 = 2 h – 0,25 h²

0,25 h²- 2 h + 1,33= 0

h1 =

−b+

√

^b²⁻⁴^ac

2a

(2)

=

2+ √ -2

²

− 4 x 0 , 25 x 5 ,31

2 x 0 , 25

_{= 1,13 m}

h2 =

−b+

√

^b²⁻⁴^ac

2

a

=

2 − √ -2

²

−4 x 0 , 25 x 5 , 31

2 x 0 ,25

_{= 14,07 m}

yang dipakai h = 0,98 m

Potongan sipon pipa rangkap jika dipakai sipon pipa tunggal, dimensinya menjadi : A =

[

h x b - 4

(

^{0,5 x}⁽^{0,25 h}⁾²

) ]

1,33 =

[

h x 5,5- 4

(

0,5 x (_{0,25 h})²

) ]

1,33 = ( 7,461 h – 0,125 h² ) 1,33 = 7,461h – 0,125 h² 0,125 h²– 7,461h+ 1,33 = 0

h1 =

−b+

√

^b²⁻⁴^ac

2

a

=

1+ √ -7,461

²

− 4 x 0 , 125 x 5 , 31

2 x 0 , 125

_{= 0,98 m}

h2 =

−b+

√

^b²⁻⁴^ac

2

a

=

1 − √ -7,461

²

−4 x 0 ,125 x 5 ,31

2 x 0 ,125

_{= 43,01 m}

yang dipakai h = 1,4 m

Gambar penampang potongan melintang pipa sipon rangkap :

(3)

0,25h

h=0,526 m

Profil Memanjang

Sebelum profil memanjang ditentukan, kondisi berikut harus dipertimbangkan :

1. Sipon dalam keadaan kosong harus menahan gaya tekan keatas, dengan demikian diperlukan penutup tanah yang memadai. Situasi kritis untuk gaya tekan keatas terjadi jika muka air tanah setinggi pipa sipon.

Gaya tekan keatas ( Fu ) =

ρ

_ω

x g x Β x Η

Gaya resistensi :

a. Penutup tanah F1 =

ρ

_δ

x g x Η

_c

b. Sipon beban mati F2 =

ρ

_ct

x g x V

_ct

Untuk kesetimbangan :

1,5 Fu < F1 + F2

1,5x

ρ

_ω

x g x Β x Η

_{< (}

ρ

_δ

x g x Η

_c _{) + (}

ρ

_ct

x g x V

_ct ₎

1,5 x 1000 x 9,8 x 0,72 x 0,72 < ( 1700 x 9,8 x Hc ) + ( 2400 x 9,8 x 1,82 )

7632,94 < 16.660Hc + 42850

Hc > 2,1 m

2. Untuk memenuhi persyaratan dibuat lindungan tebing sungai.

3. Untuk mengurangi gaya tarik radial pada potongan melintang sipon, dapat dipakai tanah penutup.

4. Untuk mengurangi kehilangan akibat gesekan, jumlah siku atau tikungan harus minimal. Dengan demikian profil melintang sipon dapat dibuat.

Asumsi :

h = 1.13 m

h = 1,13 m

(4)

Kedalaman sungai dari tanggul kanan dan kiri = 3,00 m,

Kedalaman Box Sipon Atas terhadap Dasar Sungai ( Degradasi Max.Sungai) = 2,00 m,

Diketahui Tinggi Box Sipon ( H ) = 1,13 m

Maka kedalaman sipon ( h ) = 3,00 + 2,00 + 1,13 = 6,13 m Lebar sungai = NIM/400 = 13973/400 = 34,933 m

Misal Dipakai Panjang Sipon Horizontal ( B ) = 1 m Maka:

5h + B+ 5h > Lebar sungai 5.6,13 + 1 + 5.6,13 > 34,933 m

62,3 m > 34,933 m  ok!

Gambar Profil memanjang :

Gambar 2.21 Potongan Memanjang Sipon

KEHILANGAN ENERGI 1. Gesekan

L = L1 + L2 + L3

= 29,2 + 1 + 29,2

= 59,4 m

O = 4 x 0,5h + 4 x 2 (0,25h)²

= 4 x 0,5x 0,72 + 4 x 2 (0,25x 0,72)²

= 1,69 m

(5)

R =

A

O = 5,31

1,69

_{= 1,56}

V = 1,5 m/dtk

K = 70

Hf =

V² x L K² x R

4

3 =

1,5² x 59,4 70² x 0,1,56

4

3 = 0,01952 m jadi kehilangan energi akibat gesekanadalah 0,01952 m

2. Bagian Siku

Kehilangan tinggi energi pada bagian siku dinyatakan dengan rumus :

Hb =

Kb x V

²

2 x g

Kb = koefisien (andaikan aliran melingkar ) Jadi harga-harga Kb adalah Kb = 15^o = 0,04

= 16,5^o= 0,042

Hb = (0,04 +

0,042

) x

1

²

2 x 9,8

= 0,004184 m Hasil Perhitungan

3. Bagian Peralihan

 masuk = 0,20

 keluar = 0,40

Va = kecepatan aliran pada pipa Bagian masuk :

Hmasuk = Emasuk x (Va - V₁)²

2 x g ₌

0,2 x

(1 - 0,65)²

2 x 9,8

= 0,00125 m

Bagian keluar:

Hkeluar = Ekeluar x (V₂ - Va)²

2 x g ₌

0,4 x

(1 - 0,65)²

2 x 9,8

_{= 0,025 m}

4. Kisi-kisi Penjaring

(6)

hf =

C x V

²

2 x g

dengan

C = ^{β x (}^s^b⁾

4 3 sin δ

S = 10 mm

 = 1,8 (jeruji bulat)

b = 100 mm

 = 75

C = ^{1,8 x (}

10 100)

4

3 sin 75

= 0,03265

hf =

C x V

²

2 x g

₌

0,081 x 1,5

²

2 x 9,81

_{= 0,00923}

jumlah kehilangan tinggi energi adalah :

H = Hf + Hb + Hmasuk + Hkeluar + hf

= 0,00923 + 0,0094 + 0,00736 + 0,01473 + 0,00923

= 0,061 m

 0,1 m

Muka air disebelah hulu sipon menjadi = 88,18 + 0,1= 88,28 m

2. PELIMPAH SAMPING

Metode numeris didasarkan pada cara pemecahan masalah analisis yang diperkenalkan oleh Marchi. Pelimpah Samping dibuat disebelah hulu sipon yang diterangkan diatas. Debit Rencana Pelimpah Samping adalah beda debit masuk (Q1) dan debit keluar (Q0).

Q1 = 120% x Qrencana Q0 = 100% x Qrencana

= 1,8 x 7,96383 = 1,2 x 7,96383

= 14,334 m³/dtk = 9,556596 m³/dtk

q = Q1 – Q0

= 14,34 – 9,56

= 4,78 m³/dtk

(7)

kemiringan dasar

mercu bendung garis energi

H v2/2g

h c

hx ho

Ho

Ax

Gambar 2.22 Bangunan Pelimpah Samping

ho = 0,72022 m

Vo =

q

Ao = q

(ho²+bho) ₌ 7,97

(0,72²+(7,47x0,72)) = 1,35 m/dtk

Ho =

ho + Vo

²

2 x g

₌

0,720+

1, 35

²

2 x 9,8

_{= 0,737 m}

Ax = ho x ( b + (m x ho ) ) = 0,720 x (7,47 + ( 1 x 0,720 ) ) = 6,15 m² Qx = Qo + qx= 7,97 + (0,95 x 0,38 x 1

√ 2 x g

(ho – c )^3/2x

= 7,97 + (0,95 x 0,38 x 1

√ 2 x 9,8

(0,72 – 0,081 )^3/2 x 6,15

= 12,99 m³/dtk

hx = Ho +

Qx²

2 g

Ax² = 0,0615 +

12,99²

2 x 9,8 x 6,15² _{= 0,288 m}

3. TALANG

Untuk perlintasan seperti yang dibicarakan pada pasal 4.3 dapat dipakai talang.Untuk memperkecil biaya pelaksanaan, kemiringan talang dibuat setinggi mungkin tetapi aliran tidak boleh menjadi kurang stabil / super kritis ( fr < 0,7 ). Dengan mengandaikan kecepatan ( V ) 1m/dt dengan debit rencana 7,963 m³/dtk

A = Q V =

7 ,963

1,5

_{= 5,30 m}² _m _{= 1}

B = 7,47 m v = 1,5 m²/dtk

(8)

H = 1,86 m

Kemiringan yang diperlukan dapat dihitung dengan rumus strickler

V = K x R ^2/3 x i ^½ dengan K = 70 m/dtk dan V = 1,5 m/dtk

R = A

O

= 5,309

(

1,69)

_{= 3,123 m}

Jadi I =

V

(

K x R

2

3

)

₌

1

(

70 x 3,123

2

3

)

_{= 0,011 m}

Bilangan Froude adalah :

Fr =

V

√ g x h

=

1

√ 9,8 x 1,86

= 0,350 < 0,7 ………. OK Kehilangan tinggi energi pada bagian peralihan dapat diperoleh dengan rumus :

Hmasuk = Emasuk x (Va - V₁)²

2 x g ₌

0,2 x

(1 ,5- 0,65)²

2 x 9,8

= 0,00736 m

Hkeluar = Ekeluar x (V₂ - Va)²

2 x g ₌

0,4 x

(1 ,5- 0,65)²

2 x 9,8

= 0,01473 m

kehilangan tinggi energi total pada talang adalah :

H = i x L + Hmasuk + Hkeluar

= i x

13542

500 + Hmasuk + Hkeluar

= 0,011 x 27,084 + 0,00736 + 0,01473

= 0,29 m  0,3 m

`

(9)

Gambar 2.23 Potongan Memanjang Talang Hasil Perhitungan

No Keterangan Simbol Nilai

Satua n

1 Luas saluran A 5,30 m³/dtk

2 Lebar saluran B 7,47 m³/dtk

3 Tinggi saluran H 1,86 m³/dtk

4 Kemiringan saluran I 0,01

1 m

5 Kecepatan aliran Vo 1,29 m/dtk

6 Angka Froude Fr 0,35 m

4. BANGUNAN TERJUN

Diketahui saluran primer hulu b1 = 5,774 m h1 = 1,650 m Qd = 5,801 m³/dt z = 1 m

Perhitungan dimensi bangunan terjun :

q = Qd

0,8 x b₁ ₌

5 , 801

0,8 x 5,774

_{= 1,255 m}³_/dtk

Dari grafik perencanaan untuk panjang kolam olak ( b2 )

Hc=

3

√

^q^g² ⁼ ³

√ 9,8 1,2552 = 0,543 m

Ci = 2,5 x 1,1 x

0,54372

1 x 0,7 x

( 0 ,54372 9,8 )

² _{= 0,00322}

L2 = C1 x

√ 1 x 0,543

= 0,00322 x

√ 1 x 0,543

= 0,00237 L1 = 3 x z = 3 x 1= 3 m

= 0,5 x hc = 0,5 x 0,543 = 0,271 m  0,3 m

= 0,5 x ( h + z ) = 0,5 x ( 1,86 + 1 ) = 1,43 m 1,5 m = 0,8 x b = 0,8 x 7,46 = 5,96 m  6 m

5. GORONG – GORONG

Diketahui : Saluran sekunder SA1

(10)

b1 = 1,89 m h1 = 0,94 m

Elevasi dasar saluran = 87,1 Elevasi jalan petani = 88,1 Perhitungan :

Lebar gorong –gorong b2 = b1 + h1 = 1,89 + 0,94 = 2,83 m > 0,55 ….Ok Tinggi bukaan h2 = h1 + 0,20 = 0,94 + 0,20 = 1,14 m

Pondasi t1 = 0,5 x ( Elv jalan petani – Elv dasar saluran ) = 0,5 x ( 88,1 – 87,1 )

= 0,5  diambil t1 minimum 0,60 m

+ 87,1

+ 88,1 + 88,3

+ 87,9 + 88,6

+ 87,1 + 88,1 + 88,6

1,89 2,83 4,03

0,6 0,6

0,1

0,20,2

Gambar 2.24 Potongan Gorong-Gorong