PERANCANGAN PINTU BONNETED SLIDE GATE PADA BENDUNGAN PANDANDURI – NTB

i

PERANCANGAN PINTU BONNETED SLIDE GATE

PADA BENDUNGAN PANDANDURI

–

NTB

TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada :

Universitas Muhammadiyah Malang

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Starta Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin

Disusun Oleh : ACHMAD NURCHOLIS

09510106

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2014

v

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan Rahmat dan Hidayah-Nya kepada penulis sehingga dapat terselesaikan Penyusunan Skripsi dengan Judul : Perancangan Pintu Bonneted Slide Gate Pada Bendungan Pandanduri - NTB

Penyusunan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin pada Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang. Sehingga dalam kesempatan ini disampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan data yang diperlukan. Selain itu disampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Allah SWT yang menjadi tempat berkeluh kesah.

2. Bapak Marsam dan Ibu Sukaemi yang telah membimbingku, memberi dorongan serta doanya selama ini.

3. Bapak Muhajir Effendy, M.A.P selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Malang.

4. Bapak Ir.Sudarman, M.T selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.

5. Bapak Ir.Mulyono, M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.

6. Bapak Ir. Eko Hariyadi, M.T selaku Dosen Pembimbing I yang dengan penuh kesabaran telah banyak meluangkan waktu beliau, dan banyak memberikan

vi

petunjuk, arahan serta bimbingan pada penulisan skripsi sehingga skripsi ini dapat terwujud.

7. Bapak Ir. Ali Syaifullah, M.T selaku Dosen Pembimbing II yang dengan penuh kesabaran telah banyak meluangkan waktu beliau, dan banyak memberikan petunjuk, arahan serta bimbingan pada penulisan skripsi sehingga skripsi ini dapat terwujud.

8. Dosen penguji skripsi, yang memberikan masukan, kritik dan wawasan baru tentang yang belum penulis sepenuhnya pahami selama ini.

9. Dosen wali dan dosen-dosen pengajar selama dibangku kuliah yang telah memberikan pengetahuan serta wawasan kepada penulis.

10.Saudara-saudaraku di rumah, Mbak May Lani dan Angga Dwi yang telah memberikan semangatnya selama ini.

11.Terima kasih buat Vivi, Ikhsan, Latif, Huda, Subkhi, Rifai dan keluarga besar SIN-C yang memberi dorongan, semangat, bantuan, dampingiku dan dukungan serta doanya setiap hari tiada henti sampai skripsi ini selesai, kalian penyemangatku.

12.Saudara-saudaraku semua yang tidak bisa penulis sebutkan satu-satu yang telah member motivasi dan dorongan sehingga dapat terselesaikannya skripsi ini.

13.Sahabat-sahabat sejatiku di manapun kalian berada.

14.Bapak dan ibu guru kumulai dari SD sampai dengan SMA.

15.Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu dan telah berupaya penuh selama ini dalam memberikan bantuan dan dukungannya.

vii

Akhirnya, semoga Allah SWT menerima dan membalas atas semua budi baik serta jasa-jasa yang telah diberikan dengan balasan yang setimpal dan mudah-mudahan skripsi ini bermanfaat bagi semua pembaca, Amin.

Tak ada gading yang tak retak, oleh karena itu kritik dan saran yang membangun selalu diharapkan.

Malang, 22 Januari 2014

viii DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

POSTER ... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

LEMBAR ASISTENSI PEMBIMBING I ... iv

LEMBAR ASISTENSI PEMBIMBING II ... v

LEMBAR SURAT PERNYATAAN ... vi

ABSTRAK INDONESIA ... vii

ABSTRAK INGGRIS ... viii

KATA PENGANTAR ... ix

DAFTAR ISI ... xii

DAFTAR TABEL ... xv

DAFTAR GAMBAR ... xvi

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3Tujuan ... 3

1.4 Manfaat Perancangan ... 3

1.5 Batasan Masalah ... 4

1.6 Konsep Desain ... 5

BAB II LANDASAN TEORI ... 8

2.1 Pintu Air ... 8

2.2 Jenis Pintu Air ... 8

2.3 Katup ... 12

2.4 Gaya Hidrostatis ... 13

2.5 Tekanan Hidrostatis pada Horizontal Girder (Balok Horizontal) .. 14

2.5.1 Momen Inersia pada Balok ... 14

2.5.2 Momen Lentur dan Gaya Geser pada Balok ... 17

2.5.3 Tegangan Bengkok dan Tegangan Geser ... 17

2.5.4 Lenturan pada Balok ... 18

2.6 Gaya pada Vertical Girder ... 19

ix

2.6.2 Momen Inersia pada Vertical Girder ... 19

2.6.3 Tegangan Geser ... 21

2.7 Pelat ... 21

2.8 Pengelasan SMAW ... 22

2.9 Sanblasting ... 29

BAB III METODEPERANCANGAN ... 32

3.1 Pengumpulan Data ... 32

3.2 Prosedur Perancangan(Flow Chart)... 32

BAB IV ANALISA DATA ... 36

4.1 Kondisi Desain ... 36

4.2 Beban Hidrostatis ... 36

4.3 Balok Utama Horizontal ... 37

4.4 Penataan balok utama ... 38

4.5 Distribusi beban pada masing-masing balok utama ... 39

4.6 Perhitungan Balok Utama Horisontal ... 41

4.6.1 Momen Inersia pada balok utama horisontal ... 41

4.6.2 Momen lentur dan Tegangan lentur balok utama ... 42

4.6.3 Gaya geser dan Tegangan Geser ... 45

4.6.4 Defleksi pada balok utama horisontal ... 46

4.7 Perhitungan Balok Vertical ... 47

4.7.1Tekanan yang terjadi pada balok vertikal ... 47

4.7.2 Momen inersia pada balok vertikal ... 48

4.7.3 Momen lentur dan Tegangan lentur balok vertikal ... 50

4.8 Plat Penutup ... 52

4.8.1 Penataan plat penutup... 52

4.8.2 Tebal plat penutup ... 53

4.8.3 Tegangan lentur plat penutup ... 54

4.9 Perhitungan Cover pintu bonnet ... 55

4.9.1 Gaya hidrostatis pada cover pintu bonnet ... 55

4.9.2 Distribusi beban pada stiffner (pengaku) cover pintu bonnet terbawah ... 55

x

4.9.4 Momen Inersia ... 58

4.9.5 Tegangan lentur pada bonnet ... 60

4.9.6 Defleksi pada bonnet ... 60

4.10 Beban Operasi ... 61

4.11 Alat angkat hidrolis ... 64

4.11.1 Data alat angkat hidrolis ... 64

4.11.2 Tekanan oli minimum ... 64

4.11 3 Gaya hidrolis maksimum ... 65

4.11.4 Kapasitas pompa oli ... 66

4.11.5 Kapasitas motor ... 66

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 67

5.1 Kesimpulan ... 67

5.2 Saran ... 70 DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN – LAMPIRAN

 CV

 Lampiran Tabel  Gambar Desain  Naskah publikasi  Power Point

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Tabel rumus momen lentur dan gaya geser ... 19

Tabel 2.2 Tabel koefisien tegangan lentur plat penutup ... 22

Tabel 2.3 Tabel pemilihan elektroda ... 26

Tabel 2.4 Tabel spesifikasi elektroda ... 29

Tabel 4.1 Tabel perhitungan tekanan hidrostatis ... 38

Tabel 4.2 Tabel rumus momen lentur dan gaya geser ... 50

Tabel 4.3 Tabel perhitungan tebal minimum plat penutup ... 53

Tabel 4.4 Tabel koefisien lentur plat penutup ... 54

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Konsep desain bonneted slide gate... 5

Gambar 1.2 Konsep desain cover bonneted ... 6

Gambar 1.3 Konsep desain pintu bonneted... 7

Gambar 2.1 Diagram gaya hidrostatis ... 13

Gambar 2.2 Horizontal girder I ... 15

Gambar 2.3 Horizontal Girder 2-5 ... 16

Gambar 2.4 Vertikal girder ... 20

Gambar 2.5 Proses pengelasan ... 23

Gambar 2.6 Macam- macam sambungan las ... 23

Gambar 4.1 Gaya hidrostatis pada pintu air ... 37

Gambar 4.2 Penataan balok utama horisontal ... 39

Gambar 4.3 Potongan penampang balok profil I ... 41

Gambar 4.4 Reaksi pembebanan pada balok ... 42

Gambar 4.5 Potongan balok horisontal ... 43

Gambar 4.6 Gaya geser pada balok... 45

Gambar 4.7 Balok vertikal ... 47

Gambar 4.8 Penataan balok vertical... 48

Gambar 4.9 Balok profil T ... 48

Gambar 4.10 Penataan balok vertical... 50

Gambar 4.11 Penataan plat penutup... 52

Gambar 4.12 Potongan cover pintu bonnet terbawah ... 55

xiii

DAFTAR PUSTAKA

Charles. G. Salmon dan Jhon E. Jhonson. 1991. “ Struktur Baja “ : Erlangga, Jakarta.

Frick, Ir. Heinz. 1979. “Mekanika Teknik-Statika dan Kegunaannya” : Kanisius, Jogjakarta.

James, M,G Stephen, Thimosenko. 1987. “ Mekanika Bahan “ : Erlangga, Jakarta.

Jensen dan Chenoweth. 1991. “ Kekuatan Bahan Terapan “ : Erlangga, Jakarta. Nur, Yuwono. 1998. ”Hidrolika I ” : Hanindita, Jogjakarta.

Popov, E, P. 1983. “ Mekanika Teknik “ : Erlangga, Jakarta.

Soedibyo. 1993. “ Teknik Bendungan “ : Pradnya Paramitha, Jakarta.

Sonawan, Ir. Herry. 2003. “Mekanika Teknik – Latihan Menyelesaikan Soal- Soal Disertai Penjelasan” : Alfabeta, Bandung.

Sularso. 1994. “ Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin “ : Pradnya Paramitha, Jakarta.

Thimosenko, S. Woinowsky, Krieger. 1992. “ Teori Pelat dan Cengkang “ : Erlangga, Jakarta.

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Sebagai upaya mendukung program ketahanan pangan surplus 10 juta ton, pemerintah melalui Direktorat Jenderal Sumber Daya Air (SDA) Kementerian Pekerjaan Umum terus mendorong peningkatan tampungan air melalui pembangunan beberapa bendungan. Salah satunya adalah bendungan Pandanduri yang berada Desa Suwangi Kecamatan Sakra Kabupaten Lombok Timur.

Bendungan Pandanduri sendiri memiliki fungsi untuk mendukung sistem high level diversion (HLD), selain Bendungan Batujai dan Bendungan Penggak yang sudah dibangun lebih dulu. Pembangunan bendungan itu diharapkan mampu memenuhi sekitar 60 ribu hektare lahan pertanian yang membujur dari barat ke timur NTB.

Selain manfaat langsung untuk menyediakan air irigasi, Bendungan Pandanduri juga mempunyai manfaat tidak langsung yaitu mampu meredam debit banjir di sungai bagian hilir bendungan (debit puncak 1.517,94 m³/det menjadi 1.170 m³/det)serta mampu meningkatkan taraf hidup masyarakat sekitar bendungan melalui pengembangan perikanan air tawar, dan mendukung pengembangan sektor pariwisata Kabupaten Lombok Timur.

2

Sebagai pengaplikasian fungsi bendungan sebagai irigasi diperlukan sebuah pintu yang berfungsi untuk mengatur aliran air dari bendungan ke tempat-tempat tampungan yang lebih kecil sebelum disalurkan ke sawah-sawah. Pintu tersebut harus dapat menahan tekanan air yang cukup besar. Untuk itu maka dipilihlah pintu jenis Bonneted Slide Gate dalam perancangan ini. Maka dari itu penyusun tugas akhir ini mengambil judul “Perancangan Pintu Air Bonneted Slide Gate Pada Bendungan Pandanduri”.

1.2. Rumusan Masalah

Dalam merancang pintu air (gates) kita akan dihadapkan pada masalah debit air dan tinggi tekanan dari air untuk membuat pintu air yang mampu menahan tekanan dari air sehingga konstruksi pintu air bisa sesuai dengan yang direncanakan. Baru kemudian mendesain atau merencanakan bagian – bagian dari pintu air, maka soal yang timbul :

Bagaimana merancang atau mendesain konstruksi pintu air yang sesuai dengan kondisi lokasi bendungan yaitu:

 Permukaan air tertinggi : 281,5 m

 Elevasi Sill : 244 m

3

1.3.Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dari perencanaan ini adalah:

 Mendapatkan konstruksi pintu air yang sesuai dengan kondisi lokasi bendungan

 Mendapatkan gaya-gaya yang terjadi pada balok horizontal dan balok vertikal

 Mendapatkan gambar kerja konstruksi pintu air sesuai gambar ISO

1.4. Manfaat perancangan

Manfaat dari perancangan ini adalah:  Manfaat bagi mahasiswa:

 Dapat mengaplikasikan teori-teori yang didapat di perkuliahan

 Dapat mengerti dasar-dasar perancangan yang sistematis

 Mampu mewujudkan hasil rancangan dalam bentuk gambar standart ISO

 Manfaat bagi Universitas Muhammadiah Malang:

 Mendapatkan dampak positif bagi kampus dari masyarakat

 Menjunjung tinggi nama kampus Universitas Muhammadiyah Malang

 Dapat melaksanakan program Tri Dharma Perguruan Tinggi

4

 Manfaat bagi Masyarakat:

 Kebutuhan akan pengairan dan listrik terpenuhi

 Dapat menikmati hasil rancangan yang dibangun

 Dapat terbantu menyelesaikan masalah sosial

1.5.Batasan Masalah

Agar perancangan pintu air ini menjadi lebih terarah dan mencapai tujuan yang diinginkan, maka perlu dilakukan pembatasan masalah. Adapun batasan masalah dalam penulisan tugas akhir ini sebagai berikut :

 Menghitung gaya-gaya yang terjadi pada balok horizontal dan vertical

 Membahas masalah pengelasan yang digunakan pada proses perancangan

5

2 Sebagai pengaplikasian fungsi bendungan sebagai irigasi diperlukan sebuah pintu yang berfungsi untuk mengatur aliran air dari bendungan ke tempat-tempat tampungan yang lebih kecil sebelum disalurkan ke sawah-sawah. Pintu tersebut harus dapat menahan tekanan air yang cukup besar. Untuk itu maka dipilihlah pintu jenis Bonneted Slide Gate dalam perancangan ini. Maka dari itu penyusun tugas akhir ini mengambil judul

“Perancangan Pintu Air Bonneted Slide Gate Pada Bendungan

Pandanduri”.

1.2. Rumusan Masalah

Dalam merancang pintu air (gates) kita akan dihadapkan pada masalah debit air dan tinggi tekanan dari air untuk membuat pintu air yang mampu menahan tekanan dari air sehingga konstruksi pintu air bisa sesuai dengan yang direncanakan. Baru kemudian mendesain atau merencanakan bagian – bagian dari pintu air, maka soal yang timbul :

Bagaimana merancang atau mendesain konstruksi pintu air yang sesuai dengan kondisi lokasi bendungan yaitu:

 Permukaan air tertinggi : 281,5 m

 Elevasi Sill : 244 m

3 1.3.Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dari perencanaan ini adalah:

 Mendapatkan konstruksi pintu air yang sesuai dengan kondisi lokasi bendungan

 Mendapatkan gaya-gaya yang terjadi pada balok horizontal dan balok vertikal

 Mendapatkan gambar kerja konstruksi pintu air sesuai gambar ISO

1.4. Manfaat perancangan

Manfaat dari perancangan ini adalah:  Manfaat bagi mahasiswa:

 Dapat mengaplikasikan teori-teori yang didapat di perkuliahan

 Dapat mengerti dasar-dasar perancangan yang sistematis  Mampu mewujudkan hasil rancangan dalam bentuk gambar

standart ISO

 Manfaat bagi Universitas Muhammadiah Malang:

 Mendapatkan dampak positif bagi kampus dari masyarakat  Menjunjung tinggi nama kampus Universitas

Muhammadiyah Malang

 Dapat melaksanakan program Tri Dharma Perguruan Tinggi

4  Manfaat bagi Masyarakat:

 Kebutuhan akan pengairan dan listrik terpenuhi  Dapat menikmati hasil rancangan yang dibangun  Dapat terbantu menyelesaikan masalah sosial

1.5.Batasan Masalah

Agar perancangan pintu air ini menjadi lebih terarah dan mencapai tujuan yang diinginkan, maka perlu dilakukan pembatasan masalah. Adapun batasan masalah dalam penulisan tugas akhir ini sebagai berikut :

 Menghitung gaya-gaya yang terjadi pada balok horizontal dan vertical

 Membahas masalah pengelasan yang digunakan pada proses perancangan

5 1.6. Konsep Desain