c2325unit3

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.


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.


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


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


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


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.


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)


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.


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


AKTIVITI 3.2



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?


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.


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


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.


Kestabilan kerangka ruang

diperolehi melalui elemen

sangga.


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




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


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


AKTIVITI 3.3



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.


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”


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


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


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



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


AKTIVITI 3.4



BERIKUTNYA.

SOALAN

a. Lakarkan bangunan S. Agnese Fuori Le Mura.Rome.

b. Lakarkan bangunan Research Laboratory


MAKLUMBALAS 3.4

a) S. Agnese Fuori Le Mura. Rome

b) Bangunan Research Laboratiry


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.


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

c2325unit3

Documents