c2325unit6

C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 6/ 1

UNIT 6 SISTEM STRUKTUR

FUNIKULAR / FUNIKULUS

GANTUNGAN (SELAPUT) DAN

PNEUMATIK

OBJEKTIF AM : Memahami definisi Sistem Struktur

Gantungan(selaput)dan Pneumatik ,contoh, sebaran

beban, kestabilan serta analisis reka bentuk bangunan.

OBJEKTIF KHUSUS : Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat:

Menyatakan definisi Sistem Struktur Gantungan dan Pneumatik

Menerangkan contoh Sistem Struktur Gantungan dan Pneumatik daripada

alam semula jadi.

Menerangkan sebaran beban Sistem Struktur Gantungan dan Pneumatik

Menerangkan beberapa jenis Sistem Struktur Gantungan dan Pneumatik

Melakarkan kestabilan bagi Sistem Struktur Gantungan dan Pneumatik

Menerangkan mengenai analisis reka bentuk struktur bangunan .


6.0 Pengenalan

Anda telah pun mengetahui sistem struktur funikular atau funikulus dalam unit yang

lepas.. Dari perkataan Latin Funis untuk tali dan perkataan Greek Poly untuk banyak

dan gonia untuk sudut. Funikulur adalah struktur form-active yang menerima beban dan

menghasilkan tegasan tegangan dan mampatan.

Sistem Gantungan (selaput) dan Sistem Pneumatik adalah contoh struktur yang

menghasilkan tegangan.

6.1 Definisi dan contoh

Sebelum kita mempelajari Sistem Struktur Gantungan (Selaput) , kita perlulah

mengetahui definisi struktur tersebut.Setelah mendapat gambaran yang terang dan jelas,

cuba bayangkan pula contoh dari alam yang berhubung kait dengannya.

6.1.1 Sistem Struktur Gantungan (Selaput)

Gantungan adalah suatu sistem struktur yang menyebarkan beban kepada

penyangga melalui selaput.

Sistem ini di rekabentuk untuk memindahkan daya-daya tegangan.

Selaput yang nipis mampu untuk mengatasi tegangan sahaja.

Oleh itu bahan yang digunakan dalam sisitem ini mesti kuat dalam

tegangan.


CONTOH DARI ALAM RAJAH

Bila daya-daya di kenakan

pada kaki itek dan sayap

kelawar,ianya disebarkan

dalam berbagai arah melalui

selaput kepada elemen

sangga.

Selaput-selaput ini bersifat

mudahlentur kecuali bila di

tegaskan sepenuhnya

Rajah 6.1.1

Kaki itik dan sayap kelawar

Cuba anda fikirkan contoh selain yang diberikan.

6.1.2 Sistem Struktur Pneumatik

Pneumatik adalah suatu sistem struktur yang menyebarkan beban kepada

penyangga melalui selaput yang di sangga oleh tekanan udara.

Selaput menyebarkan daya tegangan melalui satah permukaan dalam banyak

arah kepada penyangga.

Sangga-sangga ini di rekabentuk sebagai ikatan sauh kepada sistem struktur.


DALAM SISTEM PNEUMATIK, CONTOH YANG

BOLEH DIKAITKAN DARIPADA ALAM SEMULAJADI

ADALAH TERDIRI DARIPADA BUIH SABUN

Rajah 6.1.2.1

Buih sabun

Terhasil daripada selaput yang berbentuk sfera dan

dibentuk oleh perbezaan tekanan udara.

Sfera ini mengalami tekanan udara yang sama di seluruh

permukaan dan merupakan sistem pneumatik yang berkesan.

Buih akan pecah jika perbezaan udara menjadi terlampau

besar dan melebihi kemampuan tegangan buih.


AKTIVITI 6.1

UJI KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA

SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUM BALAS DI HALAMAN

BERIKUTNYA.

SOALAN 6.1- 1

Berikan definisi Struktur Gantungan (Selaput).

SOALAN 6.1-2

Terangkan contoh dari alam semulajadi yang ada kaitannya dengan Struktur Gantungan

(Selaput).

SOALAN 6.1.3

Berikan definisi Pneumatik.

SOALAN 6.1.4

Lakarkan contoh dari alam yang ada kaitannya dengan Struktur Pneumatik.


MAKLUM BALAS 6.1

SOALAN 6.1-1

Definisi Sistem Struktur Gantungan (Selaput)

Sistem struktur yang menyebarkan beban kepada penyangggga melalui kabel ataupun selaput.

Sistem ini direkabentuk untuk memindahkan daya-daya tegangan.Kabel dan selaput yang nipis

mampu untuk mengatasi tegangan sahaja. Oleh itu bahan yang digunakan dalam sistem ini

mesti kuat dalam tegangan.

SOALAN 6.1-2

Kaki itik dan sayap kelawar adalah contoh-contoh dari alam semulajadi dimana apabila daya-

daya dikenakan pada kaki dan sayap, ianya disebarkan dalam berbagai arah melalui selaput

kepada elemen sangga. Selaput-selaput ini bersifat mudahlentur kecuali bila ditegaskan

sepenuhnya.

SOALAN 6.1-3

Definisi Sistem Struktur Pneumatik

Pneumatik adalah suatu sistem struktur yang menyebarkan beban kepada penyangga melalui

selaput yang di sangga oleh tekanan udara.

Selaput menyebarkan daya tegangan melalui satah permukaan dalam banyak arah kepada

penyangga.Sangga-sangga ini di rekabentuk sebagai ikatan sauh kepada sistem struktur.

SOALAB 6.1-4


6.2 Sebaran Beban Dan Kestabilan

Beban boleh diagihkan ke atas sesuatu struktur dengan berbagai- bagai cara.

Mari kita lihat bagaimana Sistem Struktur Gantungan (Selaput) mengagih dan

menstabilkan beban.

6.2.1 Gantungan (Selaput)

GANTUNGAN RAJAH

Rajah 6.2.1.1 menunjukkan

bagaimana sistem selaput gantungan

menyebarkan daya-daya yang

bertindak ke atasnya kepada

sokongan.

Di bawah tindakan beban, selaput

mengalami daya tegangan pada

permukaannya yang mana daya

dipindahkan kepada sokongan yang

di sauh ke tanah.

Rajah 6.2.1.2 dan 6.2.1.3

menunjukkan daya-daya bertumpu

di titik sangga.

Dalam hal ini masalah getaran susah

di atasi.

Jika sokongan berturutan di gunakan

disekeliling sistem selaput,daya

tegangan dalam selaput akan

menjadi sekata di bawah tindakan

.beban.

Rajah 6.2.1.1

Rajah 6.2.1.2

Rajah 6.2.1.3


6.2.2 Pneumatik

PNEUMATIK RAJAH

Sistem pneumatik mendapat

kestabilan melalui perbezaan di

antara tekanan udara luar dan dalam

struktur.

Sistem selaput memindahkan daya

yang disebabkan oleh perbezaan

udara melalui tegangan pada

permukaan selaput.

Selaput bertindak untuk

mengekalkan perbezaan tekanan

udara dan tidak ditegaskan

sepenuhnya.

Jenis-jenis sistem pneumatik

i) Struktur “Air Supported”

Terdiri dari ruang udara yang

ditutupi oleh selaput yang disangga

oleh udara bertekanan lebih tinggi

daripada tekanan udara atmosfera.

Selaput mesti disauh kuat ke tanah.

Bekalan udara yang tetap

diperlukanuntuk mengimbangi

kebocoran melalui pembukaan dan

juga sambungan yang terdapat pada

selaput.

Kekuatan struktur ini bergantung

kepada tekanan udara

dalaman,isipadu udara yang


terkandung dalam selaput,ciri bahan

dan bentuk struktur.

Struktur menjadi semakin tegar

dengan bertambahnya tekanan udara

dan semakin bertambahnya isipadu

udara.

Bentuk-bentuk bagi struktur ini ialah

sfera,tiga perempat sfera dan

silinder.

Kelebihan struktur ini ialah ia

mampu merentang kawasan yang

lebih luas berbanding dengan

struktur “air Inflated”

ii) Struktur “Air Inflated”

Tiub dan elemen selaput berganda

diisi dengan udara untuk membentuk

elemen struktur yang teguh seperti

gerbang,rasuk,tiang dan dinding.

Elemen-elemen tersebut

memindahkan daya-daya kepada

sangga.

Kekuatan struktur ini bergantung

kepada faktor yang sama dengan

struktur “Air Supported”.

Udara perlu dibekalkan dari masa ke

semasa untuk mengimbangi

kehilangan udara yang disebabkan

oleh sifat selaput yang “porous”

Bentuk tiga perempat sfera

Rusuk Inflated

Selaput berganda Inflated


AKTIVITI 6.2



BERIKUTNYA.

SOALAN 6.2.1

Terangkan secara am, mengenai penyebaran beban dan kestabilan dalam sistem struktur

Gantungan (Selaput).

SOALAN 6.2.2

Terangkan secara am, mengenai penyebaran beban dalam sistem struktur Pneumatik.

SOALAN 6.2.3

Nyatakan DUA jenis sistem Pneumatik.


MAKLUM BALAS 6.2

SOALAN 6.2-1

Rajah menunjukkan bagaimana sistem selaput gantungan menyebarkan daya-daya yang

bertindak ke atasnya kepada sokongan.

Di bawah tindakan beban, selaput mengalami daya tegangan pada permukaannya yang

mana daya dipindahkan kepada sokongan yang di sauh ke tanah.

SOALAN 6.2-2

Rajah dibawah menunjukkan sistem pneumatik mendapat kestabilan melalui perbezaan di

antara tekanan udara luar dan dalam struktur.

Sistem selaput memindahkan daya yang disebabkan oleh perbezaan udara melalui tegangan

pada permukaan selaput.

Selaput bertindak untuk mengekalkan perbezaan tekanan udara dan tidak ditegaskan

sepenuhnya.

SOALAN 6.2-3

1. Struktur “Air Supported”

2. Struktur “Air Inflated”


6.3 Analisis Rekabentuk

Analisis Reka bentuk ini mempunyai hubung kait dengan sistem Struktur Gantungan(

selaput) dan sistem Gantungan.

6.3.1 Analisis Reka bentuk Struktur Gantungan (selaput)

STRUKTUR GANTUNGAN

(SELAPUT)

RAJAH


modul khemah di Jeddah, Arab

Saudi.

Khemah yang mengandungi 210

modul empat segi sama

berdimensi 151 kaki tiap-tiap

satu modul.

Firma Jurutera Geiger-Berger

bertanggungjawab terhadap

penggunaan khemah yang

menutupi kawasan seluas 23

ekar.

Rajah 6.3.1.1


STRUKTUR GANTUNGAN

(SELAPUT)


khemah besar yang ditanggung

oleh jaringan kabel yang

berpusat pada tiang-tiang tinggi

yang tegak atau condong telah

digunakan oleh Frei Otto untuk

membina pavilion acara-acara

keramaian atau pasaria dan lain-

lain lagi.

Salah satu khemah yang terbesar

masakini (1986) menutupi satu

kawasan seluas 808 000 kaki

persegi.

Ia bertapak di Munich, negara

Jerman, semasa sukan Olimpik

1972.

Ia disokong oleh 9 tiang setinggi

260 kaki dan mempunyai kabel

yang ditegas sehingga 5000 tan.

RAJAH

Rajah 6.3.1.2


6.3.2 Analisis Reka bentuk Struktur Pneumatik

STRUKTUR PNEUMATIK RAJAH


bangunan Fuji Pavilion, Osaka

World’s Fair Murata ,1970 yang

mempunyai bumbung melengkung

yang merentang 164 kaki.

Ia menggunakan tiub lengkung dari

plastik yang diisi dengan udara.

Tekanan dalaman boleh diubah

untuk menambah kestabilan struktur.


bumbung pneumatik kolam renang

dimana belon plastik yang menutupi

kolam renang ini ataupun lain-lain

struktur sementara boleh ditiup

untuk menghasilkan kubah yang

stabil.

Struktur begini boleh dimasuki

melalui pintu kerana kehilangan

tekanan udara dalam ruang yang

besar adalah sedikit berbanding

dengan saiz ruang walaupun pintu

selalu terbuka. Kehilangan udara

boleh diganti di bawah kawalan alat

jangka tekanan.

Rajah 6.3.2.1

Bangunan Fuji Pavilion,

Osaka World’s Fair

Murata,1970.

Rajah 6.3.2.2

Bumbung Pneumatik

kolam renang


AKTIVITI 6.3



BERIKUTNYA.

SOALAN 6.3-1

Lakarkan modul khemah di Jeddah, Arab Saudi.

SOALAN 6.3-2

Lakarkan khemah untuk membina pavilion acara-acara keramaian dan pasaria di Munich,

Jerman semasa Sukan Olimpik.

SOALAN 6.3-3

Lakarkan Bangunan Fuji Pavilion, Osaka World’s Fair Murata,1970.

SOALAN 6.3-4

Lakarkan bumbung pneumatik bagi kolam renang.


MAKLUM BALAS 6.3

SOALAN 6.3-1

SOALAN 6.3-2

SOALAN 6.3-3

SOALAN 6.3-4


PENILAIAN KENDIRI

Anda telah menghampiri kejayaan.

SOALAN 1

a) Berikan definisi Gantungan (selaput) dan nyatakan daya yang terpaksa diatasinya.

b) Terangkan beserta lakaran sebaran beban dan kestabilan bagi struktur Gantungan

(selaput).

c) Lakarkan satu contoh bangunan daripada struktur Gantungan (selaput).

SOALAN 2

TUGASAN

Setelah mengkaji struktur Pneumatik,hasilkan satu kajian yang berhubungkait

dengan bangunan yang menggunakan sistem Struktur Pneumatik.


MAKLUMBALAS

SOALAN 1

a) Definisi Sistem Struktur Gantungan (Selaput)

Sistem struktur yang menyebarkan beban kepada penyangggga melalui kabel ataupun

selaput. Sistem ini direkabentuk untuk memindahkan daya-daya tegangan.Kabel dan

selaput yang nipis mampu untuk mengatasi tegangan sahaja. Oleh itu bahan yang

digunakan dalam sistem ini mesti kuat dalam tegangan.

b) Rajah menunjukkan bagaimana sistem selaput gantungan menyebarkan daya-daya

yang bertindak ke atasnya kepada sokongan.

Di bawah tindakan beban, selaput mengalami daya tegangan pada permukaannya yang

mana daya dipindahkan kepada sokongan yang di sauh ke tanah.

c)

SOALAN 2

TUGASAN

Sila rujuk kajian anda dengan pensyarah modul.


TAHNIAH

ANDA TELAH BERJAYA MENAMATKAN UNIT INI

c2325unit6

Documents