UNIT 3: SISTEM STRUKTUR KERANGKA (KEKUDA DAN KERANGKA RUANG)

(1)

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

(2)

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

(3)

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)

(4)

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

(5)

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

(6)

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.

(7)

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

(8)

C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 8

 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

(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.

(10)

C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 10

AKTIVITI 3.2

 UJI KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA

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.

(11)

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.

(12)

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

(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.

(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.

(15)

C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 15

AKTIVITI 3.3

 UJI KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA

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.

(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.

(17)

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.

(18)

C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 18

 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

(19)

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 &

(20)

C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 3/ 20

AKTIVITI 3.4

 UJI KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA

BERIKUTNYA.

SOALAN

(21)

MAKLUMBALAS 3.4

a) S. Agnese Fuori Le Mura. Rome

(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

(23)

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

(24)