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
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
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.
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
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.
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
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
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 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
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
AKTIVITI 6.2
UJI KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA
SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUM BALAS DI HALAMAN
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
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”
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
Rajah 6.3.1.1 menunjukkan
modul khemah di Jeddah, Arab Saudi.
Khemah yang mengandungi 210
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
6.3.2 Analisis Reka bentuk Struktur Pneumatik
STRUKTUR PNEUMATIK RAJAH
Rajah 6.3.2.1 menunjukkan
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.
Rajah 6.3.2.2 menunjukkan
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
AKTIVITI 6.3
UJI KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA
SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUM BALAS DI HALAMAN
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
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
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
