kejuruteraanstruktur-130307112440-phpapp02

Kejuruteraan Struktur

Pengetahuandan kefahaman dalam perkara berikut : a. Rekabentuk Struktur Bangunan

−Asas analisis dan rekabentuk struktur konkrit tetulang

−Kod Amalan BS 8110 dan BS 6399

− Intepretasi Lukisan arkitek kepada lukisan struktur termasuk

dimensioning, lukisan keratan dan perkara-perkara am yang berkaitan

1. BAHAN BINAAN

2. REKABENTUK STRUKTUR KONKRIT

BERTETULANG

BAHAN-BAHAN BINAAN

1. KONKRIT

2. TETULANG

3. KAYU

1. KONKRIT

§ Nisbah Bancuhan Konkrit

1 : 2 : 4 (20 N/mm² ), 1 : 1½ : 3 (25 N/mm²), 1 : 3 : 6 (15 N/mm² ), 1 : 4 : 8 (7 N/mm² ), 1 : 1 : 2 (30 N/mm² )

contoh: 1 : 2 : 4 ( Simen : Pasir : Agregat )

§ Gred Konkrit

30/20 N/mm², 35/20 N/mm²

( 30 – gred konkrit, 20 – saiz agregat )

§ Klasifikasi Konkrit

- Prescribed Mix

Classification of

Concrete Mixes

Prescribed Mix

Designed Mix

( By weight, Table 5, By vol. Table 5A )

1. For small volume of concreting works

2. Designation as 15P, 25P, 30P, etc

3. Not for Portland PFA or Slag Cement Concrete

1. For most structural concreting works

2. Designation as Grade 30/20 3. To provide information in

drawing, e.g. minimum cement content, w/c ratio, slump, type of cement

Trial Mix and Designed Mix

Trial Mix

To verify : Approved by S.O.

Designed

Mix

• Concrete strength compliance

• Workability compliance

Trial Mixes to produce designed mix

• Trial mixes hanya diperlukan sekiranya site mix

akan digunakan semasa pembinaan.

• Kekuatan mampatan trial mix yang diperlukan untuk

designed mix adalah

( Av. of 9 cubes > (fcu +(current margin – 3.5 MPa) )

If batches less than 40/100 the current margin = 12 MPa ( Refer clause 3.2.1 )

Acceptance of Ready Mix Plant Concrete as

Designed Mix

• Konkrit yang dihasilkan oleh Ready Mix Plant tidak

memerlukan trial mixes.

Kekuatan mampatan konkrit yang diperlukan daripada Ready Mix Plant untuk designed mix adalah

Target Mean Strength > fcu +current margin

( Current margin = 1.64x Std.Deviation of cubes of at least 100/40 batches ) ( Std. Deviation must not be less than the min. specified in clause 3.2.1 )

Clause 3.2.3

_{Trial Mix}

Batch No.

1

2

3

Av. Strength

of cubes

3 cubes

3 cubes

3 cubes

Av. Strength of 9 cubes at 7-day

3 cubes

3 cubes

3 cubes

Av. Strength of 9 cubes at 28-day **

Pensampelan Konkrit

(SECTION D – CONRETE WORKS CLAUSE 4.3 )

0

10 m

3

20 m

3

30 m

3

40 m

3

1 2 3 4 5 6 7 8

Batch 3 cubes 3 cubes 3 cubes 3 cubes

Size

5 m3 Sampling rate

10 m3 1 cube at 7-day

Table 8A – 28 DAY STRENGTH COMPLIANCE REQUIREMENT FOR DESIGN MIX

A B

The mean of the group of Any individual test Specified Group Of test results exceeds the result is not less than

Grade of Test Results specified characteristic the characteristic

Concrete compressive strength by at compressive strength

least : less : (N/mm2) (N/mm2) 20 First 2 1 3 and above First 3 2 3 Any consecutive 4 _{3 3} (N/mm2) (N/mm2) Below 20 First 2 0 2

Example 2: Grade 30 Strength Test Results

0

10 m

3

20 m

3

30 m

3

40 m

3

1 2 3 4 5 6 7 8

1st test 2nd test 3rd test 4th test

result result result result

Mean of =

2 cubes/sampel ( 28 day )

36 MPa 37 MPa 26 MPa 38 MPa

1. Mean of a group of 4 consecutive test results (36+37+26+38)/4= 34.3 MPa > 33 ( fcu + 3 )

2. Individual cube strength not less than 33 ( fcu+ 3 ) Only concrete

Batch No.5 FAIL assuming Individual cube strength in other bathches comply to requirement no. 2 !

UJIAN-UJIAN KONKRIT

1. UJIAN KEKUATAN MAMPATAN KONKRIT

2. UJIAN RUNTUHAN ( SLUMP TEST ) 3. COMPACTING TEST

4. VEBE TEST

2, 3 & 4 – UJIAN-UJIAN KEBOLEHKERJAAN

CARA MEMBUAT KIUB KONKRIT

ACUAN DISAPU DGN RELEASING AGENT SAMPEL KONKRIT DIPADAT DALAM

PERMUKAAN KIUB KONKRIT DIRATAKAN & PROSES PENGAWETAN KIUB KONKRIT KEMUDIAN DITANDA

UJIAN MAMPATAN KIUB KONKRIT

Casting face

P

2. Ujian Runtuhan ( Slump Test )

3. Compacting Factor Test

2. TETULANG

Jenis-Jenis Tetulang

§ Tetulang tegasan tinggi

- Nilai kekuatan tegasan tetulang = 460 N/mm²

- Notasi tetulang, T

- Saiz tetulang 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40 mm Ø

§ Tetulang tegasan sederhana

- Nilai kekuatan tegasan tetulang = 250 N/mm²

- Notasi tetulang, R

- Saiz tetulang 8, 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40 mm Ø

§ Dawai Jejaring

3. KAYU

• Pengkelasan:

– Kayu lampung (softwood)

Daripada jenis tumbuhan berbentuk kon yang dicirikan dengan daun berbentuk jarum dan biji benih tanpa kulit

– Kayu Keras (hardwood)

Daripada jenis tumbuhan berdaun lebar yang dicirikan dengan daun-daun yang lebar dan biji benih berkulit

– Kayu keras berat – balau, cengal, balau merah, merbau

– _{Kayu keras sederhana – kapur, kempas, keruing, mengkulang} – Kayu keras ringan – meranti, jelutong, durian, geronggang

• Sifat-sifat kekuatan kayu:

– Kekuatan Tegangan – sifat rintangan terhadap daya tegangan yang menarik kayu itu

– Kekuatan mampatan - sifat rintangan terhadap daya mampatan yang memampat kayu itu

– Kekuatan Ricih – sifat rintangan kayu itu terhadap daya yang cuba menggelangsarkan sebahagian daripada diatas sebahagian yang lain

– Kekuatan Lenturan Statik – ketahanan kayu daripada patah disebabkan beban yang dikenakan

– Kekerasan Kayu – kekuatan kayu terhadap rintangan dari daya, hentaman dan lekahan (gerakbalas kopakan kayu jika suatu tindakan baji dikenakan)

• Faktor yang mempengaruhi kekuatan kayu – _{Kandungan lembapan}

– _{Ketumpatan – ketumpatan yang tinggi bermakna dinding sel-sel kayu}

tebal dan lebih tebal dinding sel lebih kuat kayu tersebut

– _Kecacatan

• Semulajadi – gerigibuku, rongga

• Terjadi akibat kerja menebang, menggergaji dan mengering –

rekah, pecah, meleper, berbusur, terpiuh, meleding

• Oleh serangga dan cendawan spt serangga pengorek kayu, anai-anai, kumbang

– Buku kayu

– _Ira

– Rekah dan pecah

– Rawatan Pengawetan – untuk meningkatkan sifat kelasakan kayu terhadap serangan serangga dan sendawan

• Rawatan Pengawetan – untuk meningkatkan sifat kelasakan

kayu terhadap serangan serangga dan cendawan

– _{Ciri-ciri bahan Pengawet:}

• Menjadi racun kepada cendawan dan serangga perosak

• Boleh kekal didalam kayu

• Murah dan mudah diperolehi dgn banyak

• Boleh masuk kedalam kayu dengan mudah

• Tidak beracun kepada manusia dan binatang

• Tidak menyebabkan karat kpd logam

• Tidak membuat kayu mudah terbakar

– _{Kaedah memasukkan bahan pengawet}

• Menyapu dengan berus

• Rendaman sejuk

• Rendaman panas sejuk

• Penyerapan Tekanan

• Kebaikan dan keburukan kayu sebagai bahan binaan

– _Kebaikan

• Senang dipotong, dirata, dipaku dan diskru

• Rupa dan kemasan yang cantik

• Aliran haba dan elektrik yang rendah

• Kelasakan yang tinggi jika dirawat dan digunakan dengan betul

• Kosnya berpatutan dan senang diperolehi

• Sesuai untuk semua kegunaan

– _Keburukan

• Senang terbakar dan merebakkan api

• Pengecutan

• Kegunaan kayu sebagai bahan binaan

– _{Anggota struktur yang ringan dalam struktur kekal – rasuk, tiang,}

rangka bangunan, bumbung, lantai, pintu, tingkap dll

– _{Pembinaan berat – kekuda bumbung, cerucuk, jambatan, jeti dll} – _{Struktur sementara – acuan konkrit, peranca, tupang, pagar dll}

– _{Pembinaan alat pengangkutan – kapal, perahu, jeti, landasan keretapi}

dll

4. BATU-BATA

• Jenis-jenis batu bata

– _{Batu bata tanah liat – bata yang diperbuat daripada tanah liat}

• Bata Biasa

• Bata Muka

• Bata Kejuruteraan

– Batu bata api – bata yg khusus digunakan untuk mengalas atau melapik lubang cerobong, dandang dan tanur

– _{Bata pasir-kapur (Kalsium silikat) – dibuat drp bahan campuran kapur}

• Ujian-ujian untuk bata – setiap ujian memerlukan 10 unit

bata – Ujian kekuatan mampatan

• Menggunakan mesin ujian mampatan

– Ujian penyerapan air

• Ujian didih 5 jam

• Ujian vakum

– _{Analisis garam-garam boleh larut}

• Melibatkan cerakinan kimia

• Jenis-Jenis Susunan (ikatan) Bata Ikatan Stretcher (Sisi Bata) Ikatan Header (Kepala Bata) Ikatan English Ikatan Flemish

JENIS-JENIS BINAAN KONKRIT BERTETULANG

1. KOMPONEN-KOMPONEN DI KONKRIT TUANG DI

SITU ( CAST IN-SITU ) SEPENUHNYA

2. KOMPONEN SEPARA DI KONKRIT TUANG DI SITU DAN MENGGUNAKAN UNIT PRATUANG ( PRECAST UNIT )

SPT HOLLOW CORE SLAB ( Cth :Projek Lapangan Terbang Terengganu )

3. KOMPONEN-KOMPONEN SEBAHAGIAN BESAR MENGGUNAKAN UNIT-UNIT PRATUANG SPT TIANG, RASUK DAN PAPAK

BINAAN MENGGUNAKAN UNIT PRATUANG

Arah Tuju JKR adalah kepada pembinaan menggunakan unit pratuang berperingkat -peringkat untuk mencapai peratusan

IBS content 20% pada 2007 sehingga 50 % pada 2010.

Antara kebaikan menggunakan unit pratuang/pasangsiap adalah : 1. Kualiti produk pembinaan yang terjamin

2. Tapak binaan yang lebih bersih dan teratur – Dry Construction 3. Kurang penggunaan tenaga pekerja – Mostly Skill Labours

4. Tempoh pembinaan yang pendek

5. Kemungkinan kos pembinaan yang lebeh rendah

• Bergantung kepada bilangan pengeluar ( persaingan )

• Bilangan projek yang akan menentukan keperluan (

Criteria for a safe design

The criterion for safe design is that the structure should not become unfit for use, i.e. that it should not reach a limit state during its design life. This is achieved, in particular, by designing the structure to ensure that it does not reach.

1. The ultimate limit state – the whole structure or its

element should not collapse, overturn or buckle when subjected to the design loads.

2. Serviceability limit states - the structure should not

become unfit for use due to excessive deflection, cracking, durability, excessive vibration, fire resistance, fatigue and special circumstances such as earthquake resistance.

LOADING

Characteristics and Design Loads

The characteristic load or service loads are the actual loads that the structure is designed to carry.

1.The characteristic dead load Gk is the self-weight of the structure and the weight of finishes, ceilings, services and partitions :

2.The characteristic imposed load Qk is caused by people, furniture, equipment etc on floors. Imposed loads for

various types of building are given ini BS 6399 : Part 1: 3.The wind load Wk depends on the location, shape and dimensions of the buildings. Wind loads are estimated using CP3: Chapter V: Part 2.

Design load = characteristic load x partial safety factor for load.

= Fk

g

f

The partial safety factor

g

f takes account of

1. Possible increases in load

2. Inaccurate assessment of the effects of loads 3. Unforeseen stress distributions in members

Materials – Properties and Design Strength

The characteristic strength or grades of materials are as follows : Concrete, is the 28 day cube strength in N/mm² Reinforcement, fy the yield or proof stress in N/mm²

Concrete grades, _{fcu = 30, 35, 40, 45, 50 N/mm²} Hot rolled mild steel, _{fy = 250 N/mm²}

High yield steel, hot rolled fy = 460 N/mm² Steel Fabric, eg BRC _{fy = 485 N/mm²}

Partial factor of safety for material =

g

_m Eg. Reinforcement, g_{m =} 1.15

The factors g_{m takes account of}

1. Uncertainties in the strength of materials in the structure 2. Uncertainties in the accuracy of the method used to

predict the behavior of members

PIAWAIAN-PIAWAIAN/STANDARDS DALAM REKABENTUK KONKRIT BERTETULANG

1. BS 8110 – Structural use of concrete 2. BS 6399 – Design loading for building 3. UBBL – Uniform Building By Law

KIRAAN MOMENT LENTUR & DAYA RICIH

1. RASUK SOKONG MUDAH DENGAN BEBAN UDL

W KN/m

L

MMT=WL²/8

Rajah Moment Lentur

DAYA RICIH = WL/2

2. RASUK SOKONG MUDAH DENGAN BEBAN TITIK (P)

P KN

L

MMT=PL/4

Rajah Moment Lentur

DAYA RICIH = P/2

2. RASUK JULUR BEBAN UDL

W KN/m²

L

MMT=WL²/2

Rajah Moment Lentur

DAYA RICIH = WL

2. RASUK JULUR BEBAN TITIK ( P) P KN

L

MMT=WL

Rajah Moment Lentur

DAYA RICIH = P

CONTOH-CONTOH LUKISAN STRUKTUR

1. BUTIRAN KERATAN RASUK TANAH

H Tetulang Contoh : 2 T25 B Tetulang rangkai/pengikat Contoh : R10 - 150

Tetulang cegah retak Apabila H ≥ 750 mm

Penutup tetulang

50 mm tebal Lapis kedap ( Lean concrete )

2. BUTIRAN-BUTIRAN TIPIKAL

Keratan Tiang 600 mmØ Keratan Tiang Segi Empat

( Minimum tetulang untuk tiang ( Minimum tetulang untuk tiang bulat hendaklah 6 bilangan ) Segi empat hendaklah 4 bilangan )

3. RASUK SOKONG MUDAH 1 2 2 T 12 R10 - 150 3 T 20 6000 Rasuk A/1-2

4. RASUK JULUR 1 2 2 T 25 R10 - 100 2 T 12 2000 Rasuk A/1-2

4. RASUK SELANJAR SOKONG MUDAH 2 RENTANG 1 2 3 1000 1000 2 T 12 3 T 20 R10 - 150 R10 - 150 2 T 20 2 T 20 6000 _{Rasuk A/1-3} 6000 3 T 20 – Tetulang tegangan 2 T 20 – Tetulang lenturan 2 T 12 – Tetulang mampatan

5. SUSUNATUR TETULANG PAPAK TERAMPAI R10 - 150 20 00 4000 R10 - 300 R10- 300 R10 - 150

6. BUTIRAN TETULANG ASAS PENAPAK PAD

R16 - 300 50 mm tebal lapis kedap R16 - 150

Types of joints

• Contraction joint – may be a complete or partial joint with reinforcement

running through the joint. There is no initial gap and only contraction of the concrete is permitted.

• Expansion joint – is made with a complete discontinuity and gap between

the concrete portions. Both expansion and contraction can occur. The joint must be filled with sealer.

• Sliding joint – complete discontinuity and the design is such as to permit

movement in the plane of the joint

• Hinged joint – specially designed to permit relative rotation of the members

meeting the joint.

• Settlement joint – permit adjacent members to settle or displace vertically

as a result of foundation or other movement relative to each other.

• Construction joint – joints required to ease the stages of concreting works

Pengupasan Konkrit & Keretakan Konkrit pada tiang _{Pengaratan Tetulang pada}