View
245
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
8/9/2019 Bab IV Perhitungan Perancangan
1/23
Perencanaan struktur pantai 4/2015
BAB IV
ANALISIS DAN PERHITUNGAN STRUKTUR
Pada bab ini membahas mengenai perhitungan perancangan struktur.Perhitungan dimulai analisa kondisi lingkungan meliputi perhitungan
pembangkitan gelombang akibat angin, perhitungan panjang fetch efektif,
perhitungan tinggi dan periode gelombang, perhitungan periode ulang,
perhitungan refraksi gelombang, perhitungan sedimentasi yang selanjutnya
menggambarkan kondisi perubahan garis pantai. Selanjutnya dilakukan
perhitungan dimensi struktur tersebut.
4.1. Lokasi Studi
Secara administrasi lokasi daerah studi adalah pantai di daerah Tuban yang
terletak pada daerah administrasi sebagai berikut :
a. Pantai : Tuban
b. Kecamatan : Tuban
c Kabupaten : Tuban
d. Propinsi : Jawa Timur
4.2. Per itu!"a! Pe#$a!"kita! Ge%o#$a!" o%e A!"i!
ntuk pembangkitan gelombang oleh angin, diperlukan data angin yang
diukur langsung diatas permukaan laut ataupun bisa juga diukur di darat didekat
lokasi peramalan yang kemudian dikon!ersi menjadi data angin di laut.
Kecepatan angin di laut diukur dengan anemometer dan biasanya dinyatakan
dalam knot. "ata angin dicatat tiap jam dan kemudian ditabelkan dengan
pencatatan angin jam jaman tersebut akan diketahui angin dengan kecepatan
tertentu dan durasinya, kecepatan angin maksimum yang berhembus.
Jumlah angin yang dicatat selama beberapa tahun pengamatan adalah
sangat besar. ntuk itu data tersebut harus diolah dan disajikan dalam bentuk
tabel atau diagram yang disebut mawar angin atau wind rose. Tabel dan gambar
mawar angin tersebut menunjukkan persentase kejadian angin dengan kecepatan
tertentu dari berbagai arah dalam periode waktu pencatatan. #erikut ini adalah
$$
8/9/2019 Bab IV Perhitungan Perancangan
2/23
Perencanaan struktur pantai 4/2015
data angin daerah Tuban yang diukur pada bulan September tahun %&&$ sampai
bulan 'ktober tahun %&&(.
"ari data angin diatas dapat diambil kesimpulan bahwa angin dominan
yang berhembus ke arah utara dan barat laut. Sehingga dapat diestimasi bahwa
angin yang berpeluang besar menimbulkan gelombang adalah angin yang
berhembus ke arah utara dan barat laut. Selanjutnya yang dipergunakan untuk
perhitungan adalah angin dari arah tenggara, selataan dan barat daya. #erikut ini
disajikan persentase arah kecepatan angin tiap arah dan tiap range kecepatan
tertentu, yang selanjutnya dipergunakan untuk menggambar wind rose.
"ari data persentase angin diatas, dapat digambarkan diagram mawar
angin. "engan kecepatan tertentu dari berbagai arah
)ambar $. * +ind rose
Sumber : Diolah Sendiri -
4.&. Per itu!"a! Pa!'a!" (et) E*ekti*
"idalam tinjauan pembangkitan gelombang di laut fetch dibatasi oleh
bentuk daratan yang mengelilingi laut. "i daerah pembentukan gelombang,
gelombang tidak hanya dibangkitkan dalam arah angin yang sama tetapi juga
dalam berbagai sudut terhadap arah angin.
$
8/9/2019 Bab IV Perhitungan Perancangan
3/23
Perencanaan struktur pantai 4/2015
/etch dihitung dengan menggunakan % langkah , yaitu :
*. 0engukur panjang fetch berdasarkan gambar peta lokasi yang ada dan
menghitung panjang segmen fetch 1i dalam km-
%. 0enghitung besarnya fetch effektif dengan rumus
/eff 2
dimana :
/eff 2 fetch rerata efektif
1i 2 panjang segmen fetch yang diukur dari titik obser!asi gelombang
ke ujung akhir fetch
+ 2 de!iasi pada kedua sisi dari arah angin, dengan menggunakan
pertambahan 3 & sampai sudut sebesar $% & pada kedua sisi dari
arah angin
4rah angin yang berpengaruh terhadap fetch adalah arah angin dari arah
tenggara, arah selatan dan arah barat daya, oleh karena itu dapat dihitung nilai 5
nilai /eff sebagai berikut :
)ambar $.% /etch arah utara
sumber : Diolah sendiri)
$3
CosCos xi
.
8/9/2019 Bab IV Perhitungan Perancangan
4/23
Perencanaan struktur pantai 4/2015
tabel $. * Perhitungan fetch untuk arah tara &6
A!"i! Ara utara ,- a )os a /i s)a%e /i ,k# /i )os a
$% &,7$ ,$3 *,78 (,79 7,%993 &,8* %&,&8 39,$* *%79,9& *&9&,*%9& &,87 *&,3 39,$* 37 ,99 8$,83%$ &,(* 7,$3 39,$* $79,& $9%,**8 &,( 7,%* 39,$* $ 7,%& $9$,8%*% &,(8 7,&* 39,$* $$$, * $9$,8&3 &,(( 3,(% 39,$* $98,$( $93,&(& *,&& 3,& 39,$* 989,9% 989,9%3 &,(( 3,%7 39,$* 9(7, ( 9( ,$*
*% &,(8 3,$% 39,$* $&7,*& 9(8,%**8 &,( 3,87 39,$* $9 ,3$ $*$,9%%$ &,(* 3,3$ 39,$* $%*,& 98$,39& &,87 %,&8 39,$* *9*,(& **$,%993 &,8* 7,9* 39,$* $39, $ 97 ,&*$% &,7$ 3,7( 39,$* $9&, 3 9*(,(7 1&0 1 14 013
( e** 4 405&
)ambar $.9 /etch arah #arat aut %(%, 6
Sumber : Diolah Sendiri -
tabel $. % Perhitungan fetch arah #arat aut %(%, 6
$7
8/9/2019 Bab IV Perhitungan Perancangan
5/23
Perencanaan struktur pantai 4/2015
A!"i! Ara Barat Laut ,232. a )os a /i s)a%e /i ,k# /i )os a
$% &,7$ 7,33 39,$* $8 ,79 93&,(793 &,8* *&,7* 39,$* 37(,*$ $(,$99& &,87 %&,$* 39,$* *%($,%9 **%&,8$%$ &,(* (, 39,$* 3& , 8 9,%9*8 &,( (,(* 39,$* 3%8,$* (7,3*% &,(8 **,3% 39,$* 793,8$ 7%&,7$3 &,(( *%,%( 39,$* 77(,99 77 ,&3& *,&& %,&9 39,$* *%8,79 *%8,793 &,(( &,&& 39,$* &,&& &,&&
*% &,(8 &,&& 39,$* &,&& &,&&*8 &,( &,&& 39,$* &,&& &,&&%$ &,(* &,&& 39,$* &,&& &,&&9& &,87 &,&& 39,$* &,&& &,&&93 &,8* &,&& 39,$* &,&& &,&&$% &,7$ &,&& 39,$* &,&& &,&& 1&0 1 45- 0 4
( e** & 07 37&2
)ambar $.$ /etch arah #arat aut 9* 6Sumber : Diolah Sendiri -
tabel $. 9 Perhitungan fetch arah #arat aut 9* 6A!"i! Ara Barat Laut ,&1
$8
8/9/2019 Bab IV Perhitungan Perancangan
6/23
Perencanaan struktur pantai 4/2015
a )os a /i s)a%e /i ,k# /i )os a$% &,7$ &,&& 39,$* &,&& &,&&93 &,8* &,&& 39,$* &,&& &,&&9& &,87 &,&& 39,$* &,&& &,&&%$ &,(* *,8* 39,$* **$,77 *&$,8*8 &,( *&,*7 39,$* 3$$,(& 3*9,99*% &,(8 *%,$% 39,$* 787, 7 77&,933 &,(( *%,*3 39,$* 77*,&8 733,83& *,&& (,98 39,$* ($,8& ($,8&3 &,(( %&,83 39,$* *9%%,73 *9* , %
*% &,(8 *&,7$ 39,$* 38*,&$ 333,*3*8 &,( *&,(9 39,$* 3(9,&( 3 (,*7%$ &,(* 7, & 39,$* $7 , ( $9$,$79& &,87 3,88 39,$* $93,%7 977,8%93 &,8* 3,( 39,$* $$&,7* 9 3, $$% &,7$ ,8* 39,$* 938,$% %79,7( 1&0 1 3&&0 7
( e** 1&013
4.4. Per itu!"a! Ti!""i da! Periode Ge%o#$a!"
Tinggi dan periode gelombang dihitung berdasarkan formula menuru SP0
Shore Protection 0anual-,*(8$ !ol.* sbb :
;umus:
Hrms H s = $%.* L
W L
U
U R = =
N H
H avg &
%9.*7*.& W A U U =
9*
%
%**.9
=
AU
F t
Hrms H = 8&.**& Hrms H = 93.%*
.&$*&**%. F U H Ao = ( ) 99.&%*&%98.3 F U T Ao =
= N T
T avg &
==
N
iirms H N
H *
%*
"imana,
$(
8/9/2019 Bab IV Perhitungan Perancangan
7/23
Perencanaan struktur pantai 4/2015
< o 2 tinggi gelombang laut dalam m-
To 2 periode gelombang laut dalam s-t 2 durasi gelombang
4 2 faktor tegangan angin; 2 hubungan dan + kecepatan angin di darat dan laut-,
< rms 2 < root mean s=uare m-
< s 2 tinggi gelombang signifikan m-
+ 2 kecepatan angin diatas permukaan laut m-
2 kecepatan angin diatas daratan m-
* knot2&, * m>s
"ari perhitungan dengan formula di atas, di dapatkan parameter?parameter berikut perhitungan detail terlampir-
Tabel $.$
8/9/2019 Bab IV Perhitungan Perancangan
8/23
Perencanaan struktur pantai 4/2015
2004 2005 2006 2007 2008 2009 20100
2
4
6
8
10
12
Periode gelombang
)ambar $.3 Periode gelombang "aerah Tuban Tahun %&&$ 5 %&&(Sumber : Diolah Sendiri -
Selanjutnya dari data diatas harga tersebut digunakan untuk perhitungan periode
ulang gelombang.
4. . Per itu!"a! 8eriode u%a!" "e%o#$a!"
/rekuensi gelombang gelombang besar merupakan faktor yangmempengaruhi perencanaan bangunan pantai. ntuk menetapkan gelombang
dengan periode ulang tertentu dibutuhkan data gelombang dalam jangka waktu
pengukuran cukup panjang. "ata tersebut dapat berupa data pengukuran
gelombang atau data gelombang hasil prediksi berdasar data angin.
4. .1 Per itu!"a! ti!""i "e%o#$a!" 8eriode u%a!"
Salah satu metode untuk memprediksi gelombang dengan periode tertentu adalah
dengan menggunakan distribusi +eibull @A;@, *((%-. "alam metode ini
dilakukan untuk memperkirakan tinggi gelombang signifikan dengan berbagai
periode ulang. #erikut fungsi distibusi +eibull.
P ( H s H sm)= 1 m 0,2
0,27 k
N T + 0,2 +0,23 k
*
8/9/2019 Bab IV Perhitungan Perancangan
9/23
Perencanaan struktur pantai 4/2015
"imana,
m 2 nomor urut tinggi gelombang signifikan
8/9/2019 Bab IV Perhitungan Perancangan
10/23
Perencanaan struktur pantai 4/2015
T r 9 r H sr !r r H sr : 1.25 / r H sr ; 1.25 / r,ta u! ,ta u! ,# ,# ,#
*,3&( *,% 3 *,7&& &,3 7 &,$* %,&(3
1- %,9&9 *,%(9 %, $7 &,(8$ &,&9$ %, 91 %,7&8 *,9* 9,&$8 *,*78 ?&,*(% %,8%%2- %,((3 *,99* 9,$& *,9* ?&,9 9 9,&*$2 9,%*( *,9$9 9,38% *,$%% ?&,$78 9,*3$
- 9,(*% *,98& $, $ *,7 3 ?&,837 9,3%8
"idapat tinggi gelombang untuk tahun 2 *,% 3 m"idapat tinggi gelombang untuk *& tahun 2 *,%(9 m"idapat tinggi gelombang untuk * tahun 2 *,9* m
"idapat tinggi gelombang untuk %& tahun 2 *,99* m"idapat tinggi gelombang untuk % tahun 2 *,9$9 m"idapat tinggi gelombang untuk & tahun 2 *,98& m
4. .1 Per itu!"a! 8eriode "e%o#$a!" 8eriode u%a!"
"engan menggunakan metode interpolasi
y= y0 +( x x0) y1 y0 x1 x0
"imana !ariable C sebagai tinggi gelombang, dan !ariable y sebagai periode
gelombang. 0aka di dapatkan
Tabel $.7
8/9/2019 Bab IV Perhitungan Perancangan
11/23
Perencanaan struktur pantai 4/2015
4. . A!a%isa Pasa!" Surut
"ata pasang surut diperlukan untuk menentukan ele!asi muka air rencana,
dimensi bangunan pantai dan untuk keperluan studi hidraulika sungai. "ari data
pasang surut sebelah timur Surabaya, didapatkan konstanta konstanta berikut ini :
Tabel $.8 konstanta pasang surut
8/9/2019 Bab IV Perhitungan Perancangan
12/23
Perencanaan struktur pantai 4/2015
- Muka surutan - MLWL dan LLWLF& 2 3& cm 0 + 2 F&? 0%GS%-
2 &,3&& m 2 9$ cm- Tinggi muka air laut rata-rata (MSL) 2 &,9$& m
0S 2 F& + 2 F&? 0%GS%-? '*GK*-2 3& cm 2 * cm
&,3 m 2 &,* & m- MHWL dan HHWL - HAT (Tinggi pasang surut)0
8/9/2019 Bab IV Perhitungan Perancangan
13/23
Perencanaan struktur pantai 4/2015
: panjang gelombang pada kedalaman yang ditinjau m-
@ : cepat rambat gelombang pada kedalaman yang ditinjau m>s-
s-
Kr : koefisien refraksi
Ks : koefisien pendangkalan
aoD : sudut yang terbentuk antara puncak gelombang dengan kontur laut
aD :sudut yang terbentuk antara puncak gelombang dengan kontur dasar laut
pada kedalaman yang ditinjau
T : periode ulang gelombang
ntuk perhitungan refraksi yang dipergunakan adalah arah datang gelombang dari
utara saja.
8/9/2019 Bab IV Perhitungan Perancangan
14/23
Perencanaan struktur pantai 4/2015
< b
O 2 d bmin > < b
@ b 2 g C d b -&.
dimana :
< b
2 batas bawah dari nilai d b > < b
< b 2 tinggi gelombang pecah
@ b 2 cepat rambat gelombang pecah
g 2 percepatan gra!itasi
d b 2 kedalaman gelombang pecah
"ari data perhitungan gelombang pecah di atas, maka didapatkan :
Tinggi gelombang pecah 2 *,73* m
Kedalaman gelombang pecah 2 %,% $ m
@epat rambat gelombang pecah 2 9,7 % m>s
"ari perhitungan tabel di atas dapat disimpulkan bahwa suatu bangunan
di pantai dengan kemiringan m 2 &,&& akan mengalami serangan gelombang
pecah jika kedalaman bangunan %,% $ meter
4.3. Per itu!"a! Sedi#e!tasi
ntuk mendapatkan gambaran tentang transpor sedimentasi yang
mempengaruhi garis pantai akibat gelombang, maka perlu adanya analisa transpor
sedimentasi. 4nalisa transpor sedimen dilakukan ketika sebelum dibangunnya
struktur pelindung pantai.
8/9/2019 Bab IV Perhitungan Perancangan
15/23
Perencanaan struktur pantai 4/2015
(((( C H g
)
cossin8. %
* =
s 2 K P *
dimana :
s 2 angkutan sedimen sepanjang pantai m 9> hari-
P* 2 komponen fluks energi gelombang sepanjang pantai pada saat pecah.
Q 2 rapat massa air laut kg>m 9-
< b 2 tinggi gelombang pecah
@ b 2 cepat rambat gelombang pecah m>s-
N b 2 sudut datang gelombang pecahK 2 konstanta &.$&*-
"iketahui data dari gelombang pecah sebagai berikut :
< b 2 %,% $ m
@ b 2 9,7 % m>s
N b 2 &&
Q 2 *.&% kg>m9
g 2 (.8* m>s
maka dapat dihitung nilai P * dan s :
P* 2 3,37( ton?m>hari>m
s 2 %,378 m 9>hari
4.1-. A!a%isis Peru$a a! Garis Pa!tai
4nalisis perubahan dilakukan dengan metode komar. "imana formula yangdigunakan adalah
x*
d t &
=
*
x & &
i ii = +*tan ((C( H( g ) l
cossin
8
%=
oioi
(
tantan*tantan
tan +=
8
8/9/2019 Bab IV Perhitungan Perancangan
16/23
Perencanaan struktur pantai 4/2015
"imana,
a& = sudut datang gelombang pecah
dC = jarak antar pias
dt = perbedaan waktu
T = periode gelombangg = gaya gra!itasi
8/9/2019 Bab IV Perhitungan Perancangan
17/23
Perencanaan struktur pantai 4/2015
Perancangan detail struktur re!etment ini meliputi banyaknya lapisan pelindung,
jenis batuan yang akan digunakan serta berat batuan tersebut
4.11.1 @e!is Ba a!
Jenis bahan yang digunakan dalam perencanaan ini adalah batu alam bersudut
kasar.
8/9/2019 Bab IV Perhitungan Perancangan
18/23
Perencanaan struktur pantai 4/2015
(or#u%a0
Sb= 0,535 Hb2 /3
g1 /2 T
Sw = 0,19 (1 2,82 Hbg T 2) Hb"imana,
Sw 2 +a!e Set up di daerah gelombang pecahSb 2 +a!e Set down di daerah gelombang pecahT 2 Periode gelombangs%
-Tabel $.*& Perhitungan ele!asi muka rencana
4rah
8/9/2019 Bab IV Perhitungan Perancangan
19/23
Perencanaan struktur pantai 4/2015
Rr 2 #ilangan Rrribaren2 Sudut kemiringan sisi #reakwater
< 2 Tinggi gelombang di lokasi bangunan akibat refraksi dan shoaling-o 2 Panjang gelombang di laut dalam
;u 2 ;un p gelombang;u>< 2 didapat dari gambar 7.99 run up gelombang pada buku teknik pantai-
Tabel $.**
8/9/2019 Bab IV Perhitungan Perancangan
20/23
Perencanaan struktur pantai 4/2015
4.11.5 Berat Butir La8is Pe%i!du!"
"imana,B 0,913 2 ebar puncak n 2 2 Jumlah butir batu
k 1,15 2 Koefisien lapis armor W 0,12 2 #erat butir armor
r 2,650 2 #erat jenis armor
4.11.5 Te$a% La8is Pe%i!du!"
9*
=r
l
W $ nt
dimana,n1 2 Jumlah lapis batu dalam lapis pelindungk 2 Koefisien lapis armor W 2 #erat butir armor lapis *
W/10 2 #erat butir armor lapis %W/200 2 #erat butir armor lapis dasar
r 2 #erat jenis armor t3 2 Tebal lapis lindung lapis *t2 2 Tebal lapis lindung lapis %t1 2 Tebal lapis lindung lapis dasar
Tabel $.*$
8/9/2019 Bab IV Perhitungan Perancangan
21/23
Perencanaan struktur pantai 4/2015
n1 2 Jumlah lapis batu dalam lapis pelindungk 2 Koefisien lapis armor W 2 #erat butir armor
W/10 2 #erat butir armor lapis %W/200 2 #erat butir armor lapis dasar
N 3 2 Jumlah butir batu pelindung lapis * tiap *& m%N 2 2 Jumlah butir batu pelindung lapis % tiap *& m%N 1 2 Jumlah butir batu pelindung lapis dasar tiap *& m9 r 2 #erat jenis armor
Tabel $.*
8/9/2019 Bab IV Perhitungan Perancangan
22/23
Perencanaan struktur pantai 4/2015
4.11.1- Reka8itu%asi Per itu!"a!
Tabel $.*3 ;ekapitulasi perhitungan dimensi struktur
4.11.11 Toe Protection
Te$a% Kakit &,38 %9
Le$ar Kaki
# %< ? 9ds dengan 4ngka Stabilitas
sumber : Te$ni$ antai' %am(ang Triatmod,o -
3
8/9/2019 Bab IV Perhitungan Perancangan
23/23
Perencanaan struktur pantai 4/2015
"imana,
d s = d t = 1,05 meter
d 1= d s t = 0,35 meter
d 1d s
= 0,351,05
= 0,35
"ari kur!a diatas, didapatkan nilai Bs 9 adalah *
W = r .H 3
Ns3 (Sr 1 )3 =
2,65 0,819 3
15 (2,585 1 )3= 0,01 ton
Jadi, pada bab ini, data lingkungan diolah menjadi data rencana berupa gelombang
rencana, periode rencana, dan parameter ele!asi muka air laut. Kemudian dari
data rencana tersebut diolah dan menghasilkan pengaruh lingkungan yang
berdampak pada kerusakan yangterjadi. "ari sana dimensi dari re!etment dapat
dihitung. 4dapun detail hasil perhitungan adalah sebagai berikut :
*. Tinggi re!etment rencana adalah %,39 meter, dengan lebar &,(*9 meter, di
rencanakan sepanjang $&& meter
%. Perhitungan lapisan armor didapatkan, berat lapis armor lapis primer
adalah &,*% ton, &,&*% ton untuk lapis sekunder dan &,&&&3 ton untuk lapisdasar. Tebal lapis primer adalah &,(*9 meter, tebal lapis sekunder &,$ 8
meter. Jumlah armor yang direncanakan adalah **9 buah untuk lapis
primer, %$ buah untuk lapis sekunder, dan 983% buah untuk lapis dasar
9. Perhitungan kaki bangunan didapatkan berat lapis armor &,&* ton, tebal
kaki &,3 % meter, lebar kaki *,398 meter.
33
Recommended