Upload
adron-lim
View
80
Download
1
Embed Size (px)
DESCRIPTION
C2325-Structural TheoryCivil EngineeringDKA
Citation preview
C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 1
UNIT 3 : SISTEM STRUKTUR
KERANGKA (KEKUDA DAN
KERANGKA RUANG)
OBJEKTIF AM : Memahami definisi Kekuda dan Kerangka Ruang,
contoh,sebaran beban,kestabilan serta rekabentuk
bangunan .
OBJEKTIF KHUSUS : Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat:
Menyatakan definisi struktur Kekuda dan Kerangka Ruang.
Melakarkan contoh dari Alam bagi struktur Kekuda dan
Kerangka Ruang.
Menerangkan sebaran beban bagi Kekuda dan Kerangka Ruang.
Melakarkan kestabilan bagi Kekuda dan Kerangka Ruang
Menerangkan mengenai analisis reka bentuk struktur bangunan
tersebut.
C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 2
3.0 Pengenalan
Anda telah pun mengetahui Sistem Struktur Kerangka Mudah dalam unit yang
lepas.Di unit ini pula anda akan diperkenalkan kepada Sistem Struktur Kerangka
yang sering digunakan untuk menutupi sesuatu kawasan.
Kerangka bagi unit ini adalah berhubungkait dengan Sistem kekuda dan
Kerangka Ruang.Sistem ini sering digunakan oleh sistem bumbung untuk
menutupi kawasan yang luas kerana ia mengandungi banyak komponen.Kekuda
adalah bumbung satu satah dalam dua dimensi, manakala kerangka ruang adalah
tindakan dua hala sistem grid segi empat tepat atau grid pencong digunakan untuk
merentang jarak jauh dengan menggantikan kekuda dengan rasuk.
Di harap anda dapat mengenal pasti bumbung pilihan anda
selepas mengkaji unit ini.
C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 3
3.1 Definisi dan contoh dari alam semula jadi
3.1.1 Kekuda
Sistem struktur yang menyebarkan beban kepada penyangga melalui
bahagian-bahagian kecil yang berada pada satu satah.
Bahagian kecil ini lebih pendek daripada rentangan sebenar dan
mengatasi daya tegangan dan mampatan.
UNTUK PENGETAHUAN ANDA, DALAM SISTEM KERANGKA
KEKUDA , TERDAPAT DUA CONTOH YANG BOLEH DIKAITKAN
DARIPADA ALAM SEMULA JADI.CONTOH INI
MENGGAMBARKAN BENTUK ASAL KEKUDA WARREN DAN
KEKUDA KING POST.
Rajah 3.1.1(a)
Tulang dari sayap burung
(Contoh Kekuda Warren)
Rajah 3.1.1(b)
Tulang dari bahagian ‘pelvis’
burung
( ContohKekuda King Post)
Bayangkanlah keistimewaan contoh dari alam ini
yang boleh diaplikasikan kepada struktur bangunan
C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 4
3.1.2 Kerangka ruang
Sistem struktur yang menyebarkan beban kepada penyangga
melalui susunan lelurus ahli-ahli yang terdapat dalam banyak
satah.
Ianya menyebarkan beban kepada ahli melalui tegangan dan
mampatan tanpa lenturan.
UNTUK PENGETAHUAN ANDA, DALAM SISTEM
KERANGKA RUANG , TERDAPAT SATU CONTOH YANG
BOLEH DIKAITKAN DARIPADA ALAM SEMULA JADI.
Rajah 3.1.2
Struktur dalaman tulang
Jalinan urat yang menyebarkan
beban dalam banyak arah
secara serentak
C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 5
AKTIVITI 3.1
UJI KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA
SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUM BALAS DI HALAMAN
BERIKUTNYA.
SOALAN 1
Arahan : Isikan tempat kosong dengan jawapan yang sesuai
a) Definisi Kekuda ialah
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
_______________________________________________
b) Definisi Kerangka Ruang ialah
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
_______________________________________________
SOALAN 2
Arahan: Sila jawab soalan yang berikut
a) Lakarkan DUA contoh dari Alam yang meggambarkan KEKUDA
b) Lakarkan SATU contoh dari Alam yang menggambarkan KERANGKA RUANG
C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 6
MAKLUM BALAS 3.1
SOALAN 1
a) Sistem struktur yang menyebarkan beban kepada penyangga melalui
bahagian- bahagian kecil yang berada pada satu satah.
b) Sistem struktur yang menyebarkan beban kepada penyangga melalui
susunan lelurus ahli-ahli yang terdapat dalam banyak satah.
SOALAN 2
(a)
(i) Tulang dari sayap burung (ii) Tulang dari bahagian
pelvis’ burung
(b)
Struktur dalaman tulang
ADAKAH ANDA TELAH BERJAYA MENJAWAB SOALAN YANG DIBERIKAN PADA BAHAGIAN INI?
JIKA YA, ANDA BOLEHLAH MENERUSKAN KE TOPIK SELANJUTNYA. JIKA TIDAK, ANDA PERLU
MENGULANGNYA SEMULA SEHINGGA ANDA BENAR- BENAR FAHAM MENGENAI TOPIK YANG
DIBINCANGKAN.
C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 7
3.2 Sebaran Beban
Sebaran beban adalah penumpuan yang perlu dititik beratkan terhadap
penyebaran daya- daya luaran yang bertindak ke atas struktur kekuda atau
kerangka ruang.
Para pelajar harus mengetahui
bagaimana sebaran beban ini dapat
diselesaikan agar struktur berada
dalam keadaan keseimbangan.
3.2.1 Sebaran beban Kekuda
Pelajar perlu mengingati bahawa sebaran beban kepada ahli- ahli
dalam kekuda selalunya tidak sama
KEKUDA RAJAH
Rajah 3.2.1.1 menunjukkan sebaran
beban dalam kekuda biasa( King
Post)
Daya- daya luaran yang bertindak ke
atas kekuda dipindahkan kepada
penyangga melalui semua ahli-ahli
sama ada sebagai daya tegangan
atau mampatan.
Rajah 3.2.1.1
Sebaran beban kekuda biasa ( King Post)
C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 8
KEKUDA RAJAH
Rajah 3.2.1.2 menunjukkan jenis
tegasan yang dialami oleh kekuda.
Garisan kembar ialah
mampatan,manakala garisan tunggal
ialah tegangan.
Rajah 3.2.1.2 Jenis tegasan dalam ahli
Rajah 3.2.1.3 menunjukkan
beberapa jenis kekuda serta tegasan
yang dialami oleh ahli-ahlinya.
Garisan kembar menunjukkan
mampatan manakala garisan tunggal
menunjukkan tegangan.
Rajah 3.2.1.3 Jenis- jenis kekuda
3.2.2 Sebaran beban Kerangka Ruang
Pelajar perlu mengingati bahawa sebaran beban kepada
ahli- ahli dalam Kerangka Ruang diagihkan sama rata di
dalam banyak arah.
C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 9
KERANGKA RUANG RAJAH
Beban disebarkan secara serentak pada
dua atau lebih satah .
Rajah 3.2.2.1 menunjukkan: Kerangka
terdiri daripada kekuda-kekuda dan ahli-
ahli kekuda yang terdapat pada satu
satah disusun secara tiga segi.
Saiz bagi setiap kekuda dalam kerangka
ruang adalah sama,ini bermakna tiada
kekuda utama yang wujud.
Disebabkan oleh saiz ahlinya yang
sama,beban disebarkan sama rata di
dalam banyak arah.
Kedalaman dan saiz ahli dalam
kerangka ruang adalah kurang daripada
kekuda biasa.
Kedalaman kerangka ruang adalah 1/20
atau 1/30 dari rentangan manakala
kedalaman kekuda pula adalah 1/10 dari
rentangan.
Rajah 3.2.2.1 Kerangka Ruang
C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 10
AKTIVITI 3.2
UJI KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA
SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUM BALAS DI HALAMAN
BERIKUTNYA.
SOALAN
Arahan : Jawab semua soalan berikut
a. Kekuda biasa ( King Post) perlu mengatasi daya apa?
b. Lakarkan sebaran beban kekuda King Post dan nyatakan daya yang terdapat pada
kekuda tersebut.
c. Namakan serta lakarkan TIGA jenis kekuda.
d. Kerangka Ruang mempunyai keistimewaannya tersendiri. Nyatakan DUA
keistimewaan Kerangka Ruang?
C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 11
MAKLUM BALAS 3.2
a) Daya mampatan dan tegangan.
b) Rajah menunjukkan sebaran beban dalam kekuda biasa( King Post)
Daya- daya luaran yang bertindak ke atas kekuda dipindahkan kepada penyangga
melalui semua ahli-ahli sama ada sebagai daya tegangan atau mampatan.
c) Pilih mana- mana TIGA jawapan.
d) Pilih mana- mana DUA kebaikan
Kerangka terdiri daripada kekuda-kekuda dan ahli-ahli kekuda yang terdapat pada satu
satah disusun secara tiga segi.
Saiz bagi setiap kekuda dalam kerangka ruang adalah sama,ini bermakna tiada kekuda
utama yang wujud.
Disebabkan oleh saiz ahlinya yang sama,beban disebarkan sama rata didalam banyak
arah.
Kedalaman dan saiz ahli dalam kerangka ruang adalah kurang daripada kekuda biasa.
Kedalaman kerangka ruang adalah 1/20 atau 1/30 dari rentangan manakala kedalaman
kekuda pula adalah 1/10 dari rentangan.
C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 12
3.3 Kestabilan
Sistem struktur selalunya kekurangan
kestabilan sisi.Daya-daya sisi seperti
angin dan gempa bumi
mengakibatkan kegagalan
struktur kecuali jika struktur ini
mempunyai penghalang dari daya- daya
tersebut
3.3.1 Kestabilan Kekuda
Pelajar perlu mengetahui bahawa sesuatu Kekuda adalah
stabil kerana bentuk geometri penigasegiannya.Walau
bagaimanapun ia memerlukan bahan lain untuk
mendapatkan kestabilan sisi bagi siri Kekuda.
KEKUDA
Rajah 3.3.1.1 Rod ikatan pepenjuru
Penambah rod ikatan pada sisi ini
akan menguatkan lagi siri kekuda
rata
Rajah 3.3.1.2 Gelegar kekuda
Memberi kestabilan disamping
menyangga beban di antara
kekuda
C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 13
KEKUDA
Rajah 3.3.1.3
Ikatan pepenjuru pada satah bumbung
Penambahan ikatan ini
memberi kestabilan di antara
pepenjuru bumbung tersebut.
Rajah 3.3.1.4
Sambungan tegar ahli-ahli kekuda
Vierendeel
Kekuda menyebarkan beban
seperti dalam sesuatu rangka tegar
3.3.2 Kestabilan Kerangka Ruang
Pelajar perlu mengkaji bahawa kestabilan Kerangka
Ruang diperolehi melalui elemen sangga.Sangga dinding atau tiang
dapat mengatasi lenturan dan ricihan mendatar. Sangga Lattice
memperolehi kestabilan sisi memalui binaan geometrinya.
KERANGKA RUANG RAJAH
Kestabilan kerangka ruang
diperolehi melalui elemen
sangga.
Rajah 3.3.2.1 menunjukkan
kestabilan diperolehi dari
sangga tiang.
Daya-daya di dalam ahli
pada bahagian sangga adalah
lebih besar daripada ahli-ahli
yang lain dalam kerangka
ruang.
Rajah 3.3.2.1 Sangga tiang
C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 14
KERANGKA RUANG RAJAH
Rajah 3.3.2.2 menunjukkan
cara penyanggaan tidak
selanjar yang lebih berkesan.
”Lattice” menjadi sebahagian
daripada kerangka ruang dan
membolehkan pemindahan
daya-daya selari dari satah
mendatar kepada sangga
pugak.
Daya-daya dikumpulkan
pada jarak yang dekat
dengan sangga dan ini
menghasilkan agihan beban
yang lebih beransur-ansur
daripada kerangka kepada
sangga.
Sangga ini memperolehi
kestabilan sisi melalui binaan
geometrinya.
Rajah 3.3.2.2 Lattice
Rajah 3.3.2.3 menunjukkan
penggunaan tembok selanjar
samaada padu ataupun
menggunakan kerangka
tigasegi.
Sebaran beban seragam ke
empat-empat dinding.
Sangga ini dapat mengatasi
lenturan dan ricihan.
Rajah 3.2.2.3 Sangga keliling
C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 15
AKTIVITI 3.3
UJI KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA
SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUM BALAS DI HALAMAN
BERIKUTNYA.
SOALAN
a. Terangkan DUA cara untuk mendapat kestabilan sisi bagi satu siri kekuda.
b. Lakarkan satu siri kekuda yang mendapat kestabilan dari Rod Ikatan
pepenjuru.
c. Nyatakan serta lakarkan DUA jenis sangga bagi struktur kerangka ruang.
C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 16
MAKLUM BALAS 3.3
a.
Dua cara kekuda mendapat kestabilan adalah melalui rod ikatan pepenjuru dan ikatan
pepenjuru pada satah bumbung.
Pengguanaan rod pada ke dua-dua cara membantu dalam mengukuhkan lagi kekuda
bersiri ini.
b. Lakaran rod ikatan pepenjuru
c. Dua cara penyanggan untuk kestabilan kerangka ruang.
Sangga tiang Sangga ”Lattice”
C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 17
3.4 Analisis Reka bentuk
Analisis rekabentuk ini mempunyai hubungkait dengan sistem sesuatu
struktur serta bahan yang digunakan.
3.4.1 Analisis Rekabentuk Kekuda
KEKUDA RAJAH
Rajah 3.4.1.1 menunjukkan kemahiran
dalam teknik penyambungan kayu.
Bumbung disangga oleh satu siri kekuda
King Post yang disusun rapat untuk
merentang lebih kurang 40 kaki .
Beban bumbung ditanggung oleh
kekuda- kekuda dan dipindahkan ke
dinding tanggung beban yang
kemudiannya memindahkan beban ke
tanah.
Sagang tidak diperlukan kerana daya
tujuan telah diselesaikan oleh ahli- ahli
dalam kekuda.
Rajah 3.4.1.1 S. Agnese Fuori le
Mura. Rome
C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 18
KEKUDA RAJAH
Rajah 3.4.1.2 menunjukkan satu contoh
penggunaaan kekuda Vierendeel pada
bangunan tinggi.
Kekuda konkrit tegas dahulu diunjurkan
sejauh 34 kaki dari tiang – tiang yang
berjarak 40 kaki.
Setiap kekuda mempunyai ketinggian 20
kaki dan menyangga dua tingkat.
Kestabilan didapati dari sambungan
tegar.
Rajah 3.4.1.2 Bangunan Insurans.
Durham. Becket
3.4.2 Analisis Rekabentuk Kerangka Ruang
KERANGKA RUANG RAJAH
Rajah 3.4.2.1 menunjukkan struktur
ringan yang diasaskan oleh unit
pyramid.
Bangunan menghasilkan pelan dan
tampak bangunan yang mudah.
Struktur isipadu ruang berhubung secara
harmoni dengan bahagian bumbung dan
ia memberi kestabilan sisi.
Tiang- tiang Latice kelihatan sebagai
sebahagian daripada keseluruhan
kerangka ruang.
Kerangka ruang berukuran 70 kaki x 90
kaki dan mempunyai kedalaman 3 kaki
Rajah 3.4.2.1 Research Laboratory
C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 19
KERANGKA RUANG RAJAH
Rajah 3.4.2.2 menunjukkan cara
pembinaan kerangka ruang yang terdiri
daripada 100 tetrahedron yang disusun
untuk menghasilkan sebuah dewan
setinggi 150 kaki.
Setiap tetrahedron terdiri daripada paip
bersaiz 4 inci dan 6 inci.
Bentuk kerangka ruang menyebabkan
dinding dan bumbung digabungkan
untuk menghasilkan satu system struktur
yang lengkap.
Kestabilan bangunan didapati dari
penigasegian unit-unit segitiga struktur.
Rajah 3.4.2.2
Airforce Academy Chapel.Colorado
Springs. Skidmore, Owings &
Merrill
C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 20
AKTIVITI 3.4
UJI KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA
SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUM BALAS DI HALAMAN
BERIKUTNYA.
SOALAN
a. Lakarkan bangunan S. Agnese Fuori Le Mura.Rome.
b. Lakarkan bangunan Research Laboratory
C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 21
MAKLUMBALAS 3.4
a) S. Agnese Fuori Le Mura. Rome
b) Bangunan Research Laboratiry
C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 22
PENILAIAN KENDIRI
Anda telah menghampiri kejayaan.
Sila hasilkan satu kajian dalam penilaian kendiri ini dan semak hasil tugasan
anda dengan pensyarah..Selamat mencuba dan semoga berjaya!!!
TUGASAN
Arahan:
Setelah mengkaji struktur kerangka bagi Kekuda dan Kerangka
Ruang, hasilkan satu kajian yang berhubungkait dengan bangunan di
Malaysia yang menggunakan sistem Struktur Kekuda dan Kerangka
Ruang.Kajian hendaklah terdiri daripada dua bangunan yang berbeza
yang memfokuskan kepada penggunaan Kekuda dan Kerangka ruang.
C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 23
MAKLUMBALAS
Sila rujuk jawapan anda dengan pensyarah modul.
Pastikan anda telah melengkapkan perkara- perkara yang berikut
sebelum tugasan dihantar kepada pensyarah.Tandakan pada
ruang yang berkenaan.
Perkara YA TIDAK
1. Objektif kajian
2. Nama bangunan,lokasi dan gambarfoto
3. Nama arkitek yang mereka bentuknya
4. Keistimewaan struktur bangunan
5. Rumusan kajian
C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 24