183 I
f
=
2 3
2 2
15 ,
. 60
5 ,
1 = 0,0076
5.2.2.4. Perhitungan Pintu Intake
Pintu intake direncanakan 1,5 m di atas dasar pembilas, hal ini berfungsi untuk mencegah masuknya sedimen berdiameter besar ke saluran intake.
Perhitungan pintu intake digunakan Persamaan 2.88 sebagai berikut : Q
n
= µ . a. b
z g.
. 2
dimana : Q
n
= debit rencana m
3
det = 1,2 x 0,45 = 0,540 m
3
det untuk sebelah kiri = 1,2 x 0,31 = 0,372 m
3
det untuk sebelah kanan
µ
= koefisien debit = 0,8 a = tinggi bukaan m
b = lebar bukaan m direncanakan = 1,00 m g = gaya gravitasi = 9,8 mdet
2
z = kehilangan energi m dimisalkan sebesar 0,10 m di atas pintu
Tinggi bukaan pintu untuk sebelah kiri : 0,540 = 0,8 x a x 1,00
1 ,
8 ,
9 2
x x
0,540 = 1,12 a
a = 0,48 m
Tinggi bukaan pintu untuk sebelah kanan :
0,0372 = 0,8 x a x 1,00 1
, 8
, 9
2 x
x 0,372 = 1,12 a
a = 0.33 m
5.2.2.5. Pintu Penguras
Yang diperhitungkan dari pintu penguras adalah besarnya kecepatan yang melalui pintu tersebut agar dapat menggelontorkan sedimen yang masuk ke
undersluice.
184 Untuk perhitungan kecepatan pada pintu penguras digunakan Persamaan
2.89 sebagai berikut :
V = z
g. .
2 µ
Vc dimana :
V = kecepatan air melalui pintu penguras mdet
µ
= koefisien debit = 0,8
g = percepatan gravitasi = 9,8 mdet
2
z = beda tinggi muka air hilir dan hulu m V
c
= kecepatan kritis yang diijinkan dalam sosrodarsono = 3,9 mdet untuk
diameter butiran 200 mm V = 0,8
xz x 8
, 9
2 3,9
z 1,21 z diambil 1,3 m
hp = tinggi pintu penguras = 23 . tinggi bendung = 23 x 2,8 = 1,87 ≈ 2,2 m
Jadi untuk pengurasan sedimen pada undersluice dilakukan pada kondisi muka air normal dengan membuka pintu penguras sampai didapatkan beda tinggi
muka air hulu dan hilir sebesar 1,3 m.
z = 1,3 m
Gambar 5.27 . Sketsa beda tinggi muka air hulu dan hilir pada pintu penguras
5.2.2.6. Perhitungan Konstruksi Pintu Penguras
Perhitungan konstruksi pintu penguras meliputi perhitungan sebagai berikut :
1. Pintu Penguras Sebelah Kiri
Perhitungan bahan yang digunakan : Lebar pintu = 1,0 m
185 σ
kayu
= 80 Kgcm
2
γ
w
= 1 tonm
3
γ
s
= massa jenis sedimen = 1,91 tonm
3
γ
sub
= massa jenis sedimen submerged = γ s - γ w = 1,91 - 1 = 0,91 tonm
3
θ = Sudut geser sedimen = 34
o
Gaya yang bekerja pada pintu P P
1
=
γ
w
h
1
P
1
= 1 x 0,48 = 0,48 tm P
2
=
γ
w
. h
2
P
2
= 1 x 0,28 = 0,28 tm
2
P = 2
2 1 P
P +
H = 2
28 ,
48 ,
+ x 0,2 = 0,08 tm = 0,8 kgcm
Momen yang timbul M =
8 1
.P. I
2
= 8
1 x 0,8 x 100
2
= 1000 kg cm Momen Kelembaman W =
6 1
x h x t
2
Dimana h adalah lebar kayu yang ditinjau yaitu 20 cm =
6 1
x 20x t
2
= 3,333 t
2
Menentukan Tebal Pintu τ ≥
V M
80
2
333 ,
3 1000
t 266,64 t
2
1000 t 1,94 cm
t = 5 cm Maka dapat diketahui ukuran kayu yang dipakai adalah 520
186
Ukuran Stang Pengangkat Pintu
diketahui : Lebar pintu bruto b
= 1,0 m Direncanakan diameter stang
= 3 cm Tinggi pintu
= 0,48 m F
stang
= 4
1 .
π .d
2
=
2
3 .
. 4
1 π = 7,07 cm
2
Momen Inersia =
4
. .
64 1
d π
=
4
3 .
. 64
1 π = 3,91 cm
4
Gaya yang bekerja pada pintu P = 12
2
.h w
γ P = ½ x 1x 0,48
2
= 0,16 tm
2
= 1,6 kgcm Jumlah tekanan pada pintu = 1,6 x 100 = 160 kg
a. Akibat gaya tarik pintu bergerak ke atas
G
1
= berat sendiri stang + berat daun pintu + berat penyambung Berat stang = 2 x 3 x 0,000707 x 7200 = 30,54 kg
Berat pintu = 1,0 x 0,48 x 800 x 0,05 = 29,2 kg Berat penyambung ditaksir
= 20 kg 69,74 kg
Gaya gesek = f x tekanan air
= 0,4 x 160 = 64 kg G = G
1
+ Gaya gesek G = 69,74 + 64 = 133,74 kg
Kontrol terhadap tegangan digunakan Persamaan 2.103 sebagai berikut : Fs
G 1400 Kgcm
2
dimana : G = Total gaya ton
187 F
s
= Luas stang pengangkat m
2
Fs G
=
} 3
4 1
2 {
74 ,
133
2
x x
x
π
= 9,46 kgcm
2
1400 Kgcm
2
b. Akibat gaya tekan pintu berjarak turun
G
1
= berat sendiri stang + berat daun pintu + berat penyambung
= 64,79 kg
Gaya angkat pada pintu adalah sebagai berikut : P = 12
2
.h w
γ P = ½ x 1x 0,48
2
= 0,16 tm
2
= 1,6 kgcm Jumlah tekanan pada pintu = 1,6 x 100 = 160 kg
G
2
= Gaya yang bekerja pada stang G
2
= Gaya angkat pada pintu + gaya gesek pintu = 160 + 64 = 224 kg
P
ekstra
= ¼ gaya pada stang – gberat pintu dan stang
= ¼ x 224 – 69,74 = 38,57 kg Total gaya P
k
= G
2
– G
1
+ P
ekstra
Total gaya P
k
= 224 – 69,74 + 38,57 = 192,83 kg Digunakan Persamaan Eulier 2.108 dan 2.109 sebagai berikut :
P
k
=
2 2
. .
Lk I
E π
L
k
= 2
. .
2 1
L dimana :
E = modulus elastisitas = 2,1 x 10
6
I = momen inersia cm
4
= 2 x 3,91 = 7,82 cm
4
L = panjang besi cm = 300 cm L
k
= 2
1 x 300x 2 = 212,13 cm
P
k
=
2 6
2
13 ,
212 82
, 7
10 1
, 2
x x
x π
= 3598,17 kg 192,83 kg Aman
188
2. Perhitungan pintu penguras sebelah kanan
Perhitungan bahan yang digunakan adalah sebagai berikut : Lebar pintu = 1,0 m
σ
kayu
= 80 Kgcm
2
γ
air
= 1 tonm
3
γ
s
= massa jenis sedimen = 1,91 tonm
3
θ = sudut geser sedimen = 34
o
Gaya yang bekerja pada pintu P P
1
=
γ
w
. h
1
P
1
= 1. 0,33 = 0,33 tm
2
P
2
= 1. 0,13 = 0,13 tm
2
P = 2
2 1 P
P +
H = 2
13 ,
33 ,
+ x 0,2 = 0,05 tm = 0,5 kgcm
Momen yang timbul M =
2
. .
8 1
I P
=
2
100 5
, 8
1 x
x = 625 kgcm
Momen Kelembaman W =
2
. .
6 1
t h
Dimana h adalah lebar kayu yang ditinjau yaitu sebesar 20 cm =
2
20 6
1 xt
x = 3,333 t
2
Menetukan Tebal Pintu σ
V M
80
2
333 ,
3 625
t 266,64 t
2
625 t 1,53 cm
t = 5 cm dapat diketahui ukuran kayu yang dipakai adalah 520
189
Ukuran Stang Pengangkat Pintu
Ukuran stang pengankat pintu diperhitungkan sebagi berikut : Lebar pintu bruto b
= 1,0 m Direncanakan diameter stang
= 3 cm Tinggi pintu
= 0,33 m F
stang
=
2
. .
4 1
d π
=
2
3 4
1 x
x π
= 7,07 cm
2
Momen Inersia =
4
. .
64 1
d π
=
4
3 64
1 x
x π
= 3,91 cm
4
Gaya yang bekerja pada pintu P = ½
2
.h w
γ P = ½ x1 x 0,33
2
= 0,054 tm
2
= 0,54 kgcm Jumlah tekanan pada pintu = 0,54 x 100 = 54,45 kg
a. Akibat gaya tarik pintu bergerak ke atas
G
1
= berat sendiri stang + berat penyambung + berat daun pintu. Berat stang
= 2 x 3 x 0,000707 x 7200 = 30,54 kg
Berat pintu = 1,0 x 0,33 x 800 x 0,05
= 13,2 kg Berat penyambung ditaksir
= 20 kg 63,74 kg
Gaya gesek = f. tekanan air
= 0,4 x 54,45 = 21,78 kg G = G
1
+ Gaya gesek G = 63,74 + 21,78 = 85,52 kg
Kontrol terhadap tegangan digunakan Persamaan 2.103 sebagai berikut : Fs
G 1400 Kgcm
2
190 dimana :
G = Total gaya ton F
s
= Luas stang pengangkat m
2
Fs G
=
} 3
4 1
2 {
52 ,
85
2
x x
x
π
= 6,05 kgcm
2
1400 kgcm
2
b. Akibat gaya tekan pintu bergerak turun
G
1
= berat sendiri stang + berat daun pintu + berat penyambung
= 63,74 kg
Gaya angkat pada pintu adalah sebagai berikut : P = 12
2
.h w
γ P = ½ x 1x 0,33
2
= 0,054 tm
2
= 0,5445 kgcm Jumlah tekanan pada pintu = 0,5445 x 100 = 54,45 kg
G
2
= Gaya yang bekerja pada stang G
2
= Gaya angkat pada pintu + gaya gesek pintu = 54,45 + 21,78 = 76,23 kg
P
ekstra
= ¼ G
2
– berat pintu dan stang = ¼ x 76,23 – 63,74 = 3,13 kg
Total gaya P
k
= G
2
– G
1
+ P
ekstra
Total gaya P
k
= 76,23 – 63,74 + 3,13 = 15,62 kg Digunakan Persamaan Eulier 2.108 dan 2.109 sebagai berikut :
P
k
=
2 2
. .
Lk I
E π
L
k
= 2
. .
2 1
L dimana :
E = modulus elastisitas = 2,1 x 10
6
I = momen inersia cm
4
= 2 x 3,91 = 7,82 cm
4
L = panjang besi cm = 300 cm L
k
= 2
1 x 300x 2 = 212,13 cm
191 P
k
=
2 6
2
13 ,
212 82
, 7
10 1
, 2
x x
x π
= 3598,17 kg 15,62 kg Aman
3. Perhitungan pintu pembilas sedimen sebelah kiri
Perhitungan bahan yang digunakan : Lebar pintu = 1,0 m
σ
kayu
= 80 kgcm
2
γ
air
= 1 tonm
3
γ
s
= massa jenis sedimen = 1,91 tonm
3
γ
sub
= massa jenis sedimen submerged = w
s γ
γ − = 1,91 - 1 = 0,91 tonm
3
θ = sudut geser sedimen = 34
o
Gaya yang bekerja pada pintu P P
1
= ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ +
− +
θ θ
γ γ
sin 1
sin 1
. 1
. 1
. h
sub h
w P
1
= 1. 1,9 + 0,91. 1,38. ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ +
− 34
sin 1
34 sin
1 = 2,255 tm
2
P
2
= ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ +
− +
θ θ
γ γ
sin 1
sin 1
. 2
. 2
. h
sub h
w P
2
= 1.1,7 + 0,91. 1,18. ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ +
− 34
sin 1
34 sin
1 = 2,004 tm
2
P = 2
, 2
004 ,
2 255
, 2
2 2
1 x
H P
P +
= +
= 0,43 tm = 4,3 kgcm Momen yang timbul M =
8 1
. P. I
2
=
2
100 .
3 ,
4 .
8 1
= 5375 kg cm Momen Kelembaman W = .
2
. .
6 1
t h
dimana h adalah lebar kayu yang ditinjau yaitu 20 cm =
.
2 2
. 333
, 3
. 20
. 6
1 t
t =
192 Menentukan Tebal Pintu
σ W
M
80
2
333 ,
3 5375
t 266,64 t
2
5375 t 4,49 cm
t = 5 cm dapat diketahui ukuran kayu yang dipakai adalah 520
Ukuran Stang Pengangkat Pintu
Diketahui : Lebar pintu bruto b
= 1 m Direncanakan diameter stang
= 3 cm Tinggi
pintu =
1,9 m
F
stang
=
2
. .
4 1
d π
=
2
3 .
. 4
1 π = 7,07 cm
2
Momen inersia =
4
. .
64 1
d π
=
4
3 .
64 1 π = 3,91 cm
4
Gaya yang bekerja pada pintu P = ½
2
.h w
γ + ½
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
+ −
θ θ
γ sin
1 sin
1 .
.
2
h s
P = ½ 1. 1,9
2
+ ½ 0,91. 1,38
2
. ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ +
− 34
sin 1
34 sin
1 = 2,05 tm
2
= 20,5 kgcm Jumlah tekanan pada pintu = 20,5 x 100 = 2050 kg
a. Akibat gaya tarik pintu bergerak ke atas
G
1
= berat sendiri stang + berat penyambung + berat daun pintu Berat stang = 2 x 3 x 0,000707 x 7200
= 30,54 kg Berat pintu = 1 x 1,9 x 800 x 0,05
= 76 kg
193 Berat penyambung ditaksir
= 20 kg 126,54 kg
Gaya gesek = f. tekanan air
= 0,4 x 2050 = 820 kg G = G
1
+ Gaya gesek G = 126,54 + 820 = 946,54 kg
Kontrol terhadap tegangan digunakan Persamaan 2.103 sebagai berikut : Fs
G 1400 Kgcm
2
dimana : G
= total gaya ton F
s
= luas stang pangangkat m
2
07 ,
7 .
2 54
, 946
= 66,941 kgcm
2
1400 Kgcm
2
b. Akibat gaya tekan pintu bergerak turun
Total gaya P
k
= Gaya gesek - G
1
Total gaya P
k
= 820 -126,54 = 693,46 kg Digunakan Persamaan Eulier 2.108 dan 2.109 sebagai berikut :
P
k
=
2 2
. .
Lk I
E π
L
k
= 2
. .
2 1
L dimana :
E = modulus elastisitas = 2,1 .10
6
I = momen inersia cm
4
= 2 x 3,91 = 7,82 cm
4
L = panjang besi cm = 300 cm
L
k
= 2
. 300
. 2
1 = 212,13 cm
P
k
=
2 6
2
13 .
212 82
, 7
. 10
. 1
, 2
. π
= 3601,82 kg 693,46 kg Aman
194
4. Perhitungan pintu pembilas sedimen sebelah kanan
Perhitungan bahan yang digunakan :
Lebar pintu = 1,0 m
θ
kayu
= 80 Kgcm
2
air γ
= 1 tonm
3
γ
s
= massa jenis sedimen = 1,91 tonm
3
γ
sub
= massa jenis sedimen submerged = w
s γ
γ − = 1,91 - 1 = 0,91
tonm
3
θ = sudut geser sedimen = 34
o
Gaya yang bekerja pada pintu P P
1
= ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ +
− +
θ θ
γ γ
sin 1
sin 1
. 1
. 1
. h
sub h
w P
1
= 1.1.6 + 0,91. 1,3 . ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ +
− 34
sin 1
34 sin
1 = 1,93 tm
2
P
2
= ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ +
− +
θ θ
γ γ
sin 1
sin 1
. 2
. 2
. h
sub h
w P
2
= 1. 1,4 + 0,91. 1,1. ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ +
− 34
sin 1
34 sin
1 = 1,68 tm
2
P = 2
2 1 P
P +
H = 2
68 ,
1 93
, 1
+ x 0,2 = 0,361 tm = 3,61 kgcm
Momen yang timbul M =
8 1
. P . I
2
=
2
100 .
61 ,
3 .
8 1
= 4512,5 kg cm Momen Kelembaman W = .
6 1
. h.t
2
dimana h adalah lebar kayu yang ditinjau yaitu 20 cm =
. .
20 .
6 1
t
2
= 3,333 t
2
Menentukan Tebal Pintu σ
W M
195 80
2
333 ,
3 5
, 4512
t 266,64 t
2
4512,5 t 4,11 cm
t = 5 cm dapat diketahui ukuran kayu yang dipakai adalah 520.
Ukuran Stang Pengangkat Pintu
Diketahui ; Lebar pintu bruto b
= 1,00 m Direncanakan diameter stang
= 3 cm Tinggi pintu
= 1,6 m F
stang
=
2
. .
4 1
d π
=
2
3 .
. 4
1 π = 7,07 cm
2
Momen inersia =
4
. .
64 1
d π
=
4
3 .
. 64
1 π = 3,91 cm
4
Gaya yang bekerja pada pintu P = 12
2
.h w
γ + 12
⎟ ⎠
⎞ ⎜
⎝ ⎛
+ −
θ θ
γ sin
1 sin
1 .
.
2
h sub
P = ½ .1. 6
2
+ ½ . 0,91. 1,3
2
. ⎟
⎠ ⎞
⎜ ⎝
⎛ +
− 34
sin 1
34 sin
1 = 1,497 tm
2
= 14,97 kgcm Jumlah tekanan pada pintu = 14,97 x 100 = 1497 kg
a. Akibat gaya tarik pintu bergerak ke atas
G
1
= berat sendiri stang + berat penyambung + berat daun pintu. Berat stang = 2 x 3 x 0,000707 x 7200
= 30,54 kg Berat pintu = 1,00 x 1,6 x 800 x 0,05
= 64 kg Berat penyambung ditaksir
= 20 kg 114,54
kg
196 Gaya gesek
= f. tekanan air = 0,4 x 1497 = 598,8 kg
G = G
1
+ Gaya gesek G = 114,54 + 598,8 = 713,34 kg
Kontrol terhadap tegangan diperhitungkan dengan Persamaan 2.103 sebagai berikut :
Fs G
1400 Kgcm
2
dimana ; G
= total gaya ton Fs
= luas stang pengangkat m
2
07 ,
7 .
2 34
, 713
= 50,45 kgcm
2
1400 Kgcm
2
b. Akibat gaya tekan pintu bergerak turun
Total gaya P
k
= Gaya gesek - G
1
Total gaya P
k
= 598,8 – 114,54 = 484,26 kg Digunakan Persamaan Eulier 2.108 dan 2.109 sebagau berikut :
P
k
=
2 2
. .
Lk I
E π
Lk = 2
. .
2 1
L dimana :
E = modulus elastisitas = 2,1 . 10
6
I = momen inersia cm
4
= 2 x 3,91 = 7,82 cm
4
L = panjang besi cm = 300 cm L
k
= 2
300 .
2 1
= 212,3 cm P
k
=
2 6
2
13 ,
212 82
, 7
. 10
. 1
, 2
. π
= 3601,82 kg 484,26 kg Aman
197
5.2.2.7. Perhitungan Hidroulik Gradient
Kategori