SISTEM STRUKTUR FUNIKULAR FUNIKULUS GANTUNGAN (SELAPUT) DAN PNEUMATIK

  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

   pada kaki itek dan sayap kelawar,ianya disebarkan dalam berbagai arah melalui selaput kepada elemen sangga.

  Bila daya-daya di kenakan

   mudahlentur kecuali bila di

  Selaput-selaput ini bersifat

  Rajah 6.1.1

  tegaskan sepenuhnya 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 Rajah 6.2.1.1 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 Rajah 6.2.1.2 di titik sangga.

  

  Dalam hal ini masalah getaran susah di atasi.

  

  Jika sokongan berturutan di gunakan disekeliling sistem selaput,daya Rajah 6.2.1.3 tegangan dalam selaput akan menjadi sekata di bawah tindakan

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 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 Bentuk tiga perempat sfera 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.

  Rusuk Inflated

  

  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”

   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 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 RAJAH

(SELAPUT)

   Rajah 6.3.1.1 menunjukkan modul khemah di Jeddah, Arab

  Saudi. 

  Khemah yang mengandungi 210 modul empat segi sama Rajah 6.3.1.1 berdimensi 151 kaki tiap-tiap satu modul. 

  Firma Jurutera Geiger-Berger bertanggungjawab terhadap penggunaan khemah yang menutupi kawasan seluas 23 ekar.

STRUKTUR GANTUNGAN RAJAH (SELAPUT)

   Rajah 6.3.1.2 menunjukkan khemah besar yang ditanggung oleh jaringan kabel yang berpusat pada tiang-tiang tinggi

  Rajah 6.3.1.2 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.

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 Rajah 6.3.2.1 mempunyai bumbung melengkung

  Bangunan Fuji Pavilion, yang merentang 164 kaki. Osaka World’s Fair

   Ia menggunakan tiub lengkung dari Murata,1970. 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.

  Rajah 6.3.2.2 

  Struktur begini boleh dimasuki

  Bumbung Pneumatik

  melalui pintu kerana kehilangan

  kolam renang

  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.

   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 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