c2325unit5

C2325 STRUKTUR SENIBINA 1 C2325/UNIT 5/ 1

UNIT 5 SISTEM STRUKTUR

FUNIKULAR / FUNIKULUS

(GERBANG DAN KEKUBAH)

OBJEKTIF AM : Memahami definisi Sistem Struktur

Gerbang dan Kekubah ,contoh, sebaran beban,

kestabilan serta analisis reka bentuk bangunan.

OBJEKTIF KHUSUS : Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat:

Menyatakan definisi Sistem Struktur Gerbang.dan Kekubah

Menerangkan contoh Sistem Struktur Gerbang dan Kekubah

daripada alam semula jadi.

Menerangkan sebaran beban bagi Sistem Struktur Gerbang.dan

Kekubah

Melakarkan kestabilan bagi Sistem Struktur Gerbang.dan

Kekubah

Menerangkan mengenai analisis rekabentuk struktur bangunan .


5.0 Pengenalan

Anda telah pun mengetahui sistem struktur kerangka dalam unit yang lepas. Di

unit ini pula anda akan diperkenalkan kepada sistem stuktur funikular atau

funikulus. 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.

Kabel adalah satu contoh funikular, dimana kabel terdiri daripada gabungan

kekuatan keluli yang tinggi mutunya,serta kecekapan tegangan mudah

membuatkan kabel keluli suatu elemen struktur yang cukup sesuai untuk

merentang jarak jauh.

Gerbang dan kekubah adalah satu contoh struktur mampatan. Sebelum kita

mempelajari Struktur Gerbang dan Kekubah dengan lebih luas lagi, cuba

bayangkan bentuk gerbang yang terdiri daripada gerbang batu pasir dan tapak

kaki manusia, manakala bentuk kekubah yang terdiri daripada bentuk gua atau

paruh burung.

Setelah mendapat gambaran yang terang dan jelas, maka bolehlah kita

mempelajari tiap- tiap tajuk mengenai Sistem Gerbang dan Kekubah dan

keistimewaan setiap bentuk Gerbang dan Kekubah ini.


5.1 Definisi dan contoh dari alam semula jadi

Sebelum kita mempelajari Sistem Gerbang , kita perlulah mengetahui definisi

struktur tersebut.Setelah mendapat gambaran yang terang dan jelas, cuba

bayangkan pula contoh dari alam yang berhubung kait dengannya.

5.1.1 Sistem Struktur Gerbang

Gerbang adalah suatu sistem struktur yang menyebarkan beban kepada

penyangga melalui bentuk lengkung lurus pada suatu satah tunggal.

Di bawah tindakan beban, gerbang mengalami daya mampatan.

Ia mesti direbentuk untuk mengatasi daya-daya ini dengan mengalami

lenturan yang minimum.

DALAM SISTEM GERBANG, CONTOH YANG

BOLEH DIKAITKAN DARIPADA ALAM SEMULAJADI

ADALAH TERDIRI DARIPADA GERBANG BATU PASIR DAN

TAPAK KAKI MANUSIA

Rajah 5.1.1.1 Rajah 5.1.1.2

Gerbang batupasir. Tapak kaki manusia

Gerbang ini merentang 278

kaki dan mempunyai

ketinggian 309 kaki.

Ketebalan gerbang bertambah

ke bahagian dasarnya. Terdapat

gerbang di bahagian ini.

Ini memberi kestabilan kepada

gerbang tersebut.

Otot-otot dan urat menahan

gerbang dari mengembang


5.1.2 Struktur Kekubah

Kekubah adalah suatu sistem struktur yang menyebarkan beban

dengan cara tindakan gerbang kepada penyangga yang berterusan

melalui satu satah lengkung yang berterusan.

Tegasan mampatan terhasil di dalam struktur ini.

Ia mesti direbentuk untuk mengatasi lenturan yang di sebabkan oleh

berat dan beban yang bertindak ke atas struktur tersebut.

DALAM SISTEM KEKUBAH, CONTOH YANG

BOLEH DIKAITKAN DARIPADA ALAM SEMULAJADI

ADALAH TERDIRI DARIPADA GUA DAN PARUH BURUNG

Rajah 5.1.2.1 Gua

Rajah 5.1.2.2 Paruh Burung

Terhasil oleh hakisan

.Kekubah ini boleh disamakan

dengan satu siri gerbang,yang

distabilkan oleh jisim yang

banyak.

Cara penyebaran bebannya

adalah sama dengan struktur

cengkerang,.


AKTIVITI 5.1

UJI KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA

SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUM BALAS DI HALAMAN

BERIKUTNYA.

SOALAN 5.1-1

Berikan definisi Sistem Struktur Gerbang?

SOALAN 5.1-2

.Terangkan beserta lakaran DUA contoh dari alam semula jadi yang boleh dihubungkaitkan

dengan Sistem Struktur Gerbang.

SOALAN 5.1-3

Apakah daya yang dialami oleh gerbang di bawah tindakan beban?

SOALAN 5.1-4

Berikan definisi Sistem struktur Kekubah?


MAKLUM BALAS 5.1

SOALAN 5.1-1

Definisi Sistem Struktur Gerbang

Gerbang adalah suatu sistem struktur yang menyebarkan beban kepada penyangga melalui

bentuk lengkung lurus pada suatu satah tunggal.

SOALAN 5.1-2

Gerbang batu pasir

Gerbang ini merentang 278 kaki dan mempunyai ketinggian 309 kaki.Ketebalan gerbang

bertambah ke bahagian dasarnya.Ini memberi kestabilan kepada gerbang tersebut.

Tapak kaki manusia

Terdapat gerbang di bahagian ini.Otot-otot dan urat menahan gerbang dari mengembang.

SOALAN 5.1-3

Daya mampatan

SOALAN 5.1-4

Kekubah adalah suatu sistem struktur yang menyebarkan beban dengan cara tindakan gerbang

kepada penyangga yang berterusan melalui satu satah lengkung yang berterusan.Ia

mengalami tegasan mampatan dan lenturan di bawah tindakan beban.


5.2 Sebaran beban

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

lihat bagaimana Sistem Struktur Gerbang mengagihkan beban.

5.2.1 Gerbang

GERBANG RAJAH

Rajah 5.2.1.1 menunjukkan

bahagian-bahagian yang terdapat

pada gerbang dan sebaran beban

dalam gerbang tersebut

Untuk menghasilkan struktur

gerbang yang berkesan di mana

lenturan adalah minimum,garisan

tegasan yang berterusan diperlukan

didalam gerbang

Unsur kecil bagi gerbang tradisional

disusun untuk membentuk

lengkungan yang menghasilkan

tegasan mampatan

Keberkesanan gerbang ditentukan

oleh geometri bentuk lengkungnya .

Ini boleh didapati dari contoh

dibawah.

Rajah 5.2.1.1


GERBANG

(a) Lengkung parabola


pemberat yang mendatar dan

selanjar digantung pada titik-titik

yang sama jaraknya secara mendatar

daripada suatu kabel yang

tergantung bebas, kabel ini akan

membentuk lengkung parabola.

(b) Lengkung katenari


pemberat-pemberat digantung pada

jarak yang sama di sepanjang kabel

tersebut,

Kabel ini akan membentuk lengkung

katenari.

Dalam lengkungan ini, beban adalah

disebarkan secara seragam di

sepanjang kabel.

(c) Gerbang katenari yang

disongsangkan.


lengkung katenari yang di

songsangkan untuk membentuk

gerbang.

Garisan tegasan yang dihasilkan

oleh beban sekata terletak di dalam

gerbang

RAJAH

Rajah 5.2.1.2

Lengkung parabola

Rajah 5.2.1.3

Lengkung katenari

Rajah 5.2.1.4

Gerbang katenari


5.2.2 Kekubah

KEKUBAH RAJAH

Sebaran beban di dalam kekubah

bolehlah disamakan dengan sebaran

beban dalam:

Rajah 5.2.2.1menunjukkan satu siri

gerbang-gerbang yang

memindahkan daya-daya melalui

tindakan gerbang.

Rajah 5.2.2.2 menunjukkan tembok

galas.

Kekubah yang dibentuk oleh siri

gerbang-gerbang yang saling

berkaitan ini mesti mengatasi daya

dalaman yang dihasilkan oleh

beban hidup dan beban mati.

Tujahan yang dihasilkan dalam

sistem ini juga mesti diatasi.


kekubah mengalami tujahan

selanjar pada bahagian dasar yang

memerlukan jisim besar yang

selanjar untuk mengelakkan dasar

daripada mengembang.

Jisim ini selalu dilanjutkan pada ke

bahagian dalam kekubah.

Rajah 5.2.2.1

Rajah 5.2.2.2

Rajah 5.2.2.3


AKTIVITI 5.2



BERIKUTNYA.

SOALAN 5.2-1

Keberkesanan gerbang boleh didapati dari bentuk lengkung berikut, terangkan beserta lakaran

lengkung parabola dan lengkung katenari.

SOALAN 5.2.2

Terangkan sebaran beban dalam gerbang bersiri dan sebaran beban dalam kekubah.


MAKLUM BALAS 5.2

SOALAN 5.2-1

Lengkung parabola

Jika pemberat yang mendatar dan selanjar digantung pada titik-titik yang sama jaraknya

secara mendatar daripada suatu kabel yang tergantung bebas, kabel ini akan membentuk

lengkung parabola.

Lengkung katenari

Jika pemberat-pemberat digantung pada jarak yang sama di sepanjang kabel tersebut,

Kabel ini akan membentuk lengkung katenari.

Dalam lengkungan ini, beban adalah disebarkan secara seragam di sepanjang kabel.

SOALAN 5.2-2

Rajah menunjukkan bahagian-bahagian yang terdapat pada gerbang dan sebaran beban dalam

gerbang tersebut

Sebaran beban di dalam kekubah bolehlah disamakan dengan sebaran beban dalam:

Satu siri gerbang-gerbang yang memindahkan daya-daya melalui tindakan gerbang.

Tembok galas.


5.3 Kestabilan

Sistem struktur selalunya kekurangan kestabilan sisi. Daya-daya sisi seperti angin dan

gempa bumi mengakibatkan kegagalan struktur kecuali jika struktur ini mempunyai

penghalang daro daya-daya tersebut.

5.3.1 Kestabilan Gerbang

STRUKTUR GERBANG RAJAH


Gerbang mendapat

kestabilan dengan

penambahan bahan sagang

agar menghalang gerbang

dari kembang.

Rajah 5.3.1.2 menunjukan

gerbang memerlukan rod

ikatan jika tiada jisim di

bahagian garisan tumpuan.

Gerbang stabil dalam

bentuk segitiga geometri

gerbang.

Rajah 5.3.1.1

Rajah 5.3.1.2


STRUKTUR GERBANG


susunan gerbang secara

bersiri, kestabilan sisi

diperolehi dengan cara

ikatan pepenjuru dan sistem

lamela.

RAJAH

Rajah 5.3.1.3

5.3.2 Kestabilan Kekubah

STRUKTUR KEKUBAH RAJAH


Kekubah boleh distabilkan dengan

menambah jisim besar yang

selanjar untuk mengelakkan dasar

kekubah daripada mengembang.

Rajah 5.3.2.1


AKTIVITI 5.3



BERIKUTNYA.

SOALAN 5.3-1

Terangkan kestabilan bagi Struktur Gerbang.

SOALAN 5.3-2

Terangkan serta lakarkan kestabilan dalam susunan struktur gerbang secara bersiri.

SOALAN 5.3-3

Terangkan dan lakarkan cara kekubah mengatasi daya pada bahagian dasar.


MAKLUM BALAS 5.3

SOALAN 5.3-1

Gerbang mendapat kestabilan dengan penambahan bahan sagang agar menghalang gerbang

dari kembang.

Gerbang memerlukan rod ikatan jika tiada jisim di bahagian garisan tumpuan.

Gerbang stabil dalam bentuk segitiga geometri gerbang.

SOALAN 5.3-2

Dalam susunan gerbang secara bersiri, kestabilan sisi diperolehi dengan cara ikatan pepenjuru

dan sistem lamela.

SOALAN 5.3-3

Sagang pada bahagian dasar.

Dasar kekubah mengalami tujahan selanjar. Untuk mengelakkan daripada kembang, jisim yang

besar yang dilanjutkan kebahagian dalam kekubah diperlukan. Jisim begini juga dapat

menghalang kekubah daripada pecah di bahagian rusuk.


5.4 Analisis Rekabentuk

STRUKTUR GERBANG RAJAH

Rajah 5.4.1 menunjukkan satu

contoh gerbang menyerupai katenari

berpemberat.

Gerbang besar setinggi 360 kaki

tinggi dibina daripada bahan konkrit

bertetulang yang disalut dengan

keluli tahan karat.

Gerbang mempunyai keratan lintang

tigasegi yang lompomg dan

berukuran 17 kaki lebar di bahagian

puncak dan membesar 57 kaki di

bahagian dasar.

Jisim yang semakin bertambah di

bahagian dasar mengatasi daya

tujahan yang dihasilkan oleh

gerbang.

Rajah 5.4.2 menunjukkan gereja

Goth yang memaparkan senireka

gerbang yang mengkagumkan.

Tupang lengkung memindahkan

tujahan dari siling ke kubah kepada

sagang.

Rajah 5.4.1

Jefferson Memorial

Arch.St.Louis.Saarinen.1965


STRUKTUR GERBANG

Sistem lengkung ini dinamakan

sebagai sagang lintang.

Garisan tegasan dari kekubah

kepada tanah tetap berada dalam

jisim sagang.

Kestabilan didapati melalui berat

sagang yang cukup untuk menahan

tujahan daripada tupang lengkung.

Bentuk hiasan berukir yang terdapat

di atas sagang bertindak bukan

sahaja sebagai hiasan tetapi juga

untuk menambahkan jisim bagi

kestabilan sagang.

RAJAH

Rajah 5.4.2

Rheims Cathededral


STRUKTUR KEKUBAH

Rajah 5.4.3 menunjukkan

penggunaan kekubah bata untuk

menutupi ruang empatsegi yang

besar.

Ruang tengah berukuran 265 x 83

kaki ditutupi oleh tiga kekubah

berongga lipat yang menyebarkan

beban kepada lapan titik sangga.

Kekubah-kekubah tersebut dapat

menghasilkan pencahayaan kepada

ruang tengah daripada semua sisi.

Pelan menunjukkan bahawa tujahan

daripada tiga kekubah utama

diselesaikan oleh tembok galas yang

berat yang diletakkan bertentangan

dengan dewan tengah.

Kekubah berongga lipat hemisfera

yang merentang 76 kaki diletakkan

di atas tembok ini untuk

menghasilkan 6 ruang sampingan.

RAJAH

Pelan

Rajah 5.4.3

Basilica Of Constantine.Rome.

310 – 313


STRUKTUR KEKUBAH

Rajah 5.4.4 menunjukkan contoh

kekubah yang digunakan di zaman

moden.

Kekubah dibuat daripada konkrit

bertetulang menutupi bahagian

tengah gereja dan disangga oleh

tiang dan balak.

Tujahan selanjar oleh kekubah

diatasi oleh rasuk siling yang rata

yang menutupi bahagian tepi gereja.

Siling jenis coffered dapat

mengurangkan berat bumbung dan

menghasilkan corak siling yang

menarik.

Pencahayaan didapati melalui

pembukaan semulajadi yang

terdapat di antara tiang-tiang dari

bahagian luar.

RAJAH

Rajah 5.4.4

S Antonius.Basel.Moser.1926


AKTIVITI 5.4



BERIKUTNYA.

SOALAN 5.4-1

Lakarkan Jefferson Memorial Arch.St.Louis.Saarinen.1965

SOALAN 5.4-2

Lakarkan Basilica Of Constantine.Rome.310 – 313 AD


MAKLUM BALAS 5.4

SOALAN 5.4-1

Jefferson Memorial Arch.St.Louis.Saarinen.1965

SOALAN 5.4-2

Basilica Of Constantine.Rome.310 – 313 AD


PENILAIAN KENDIRI

Anda telah menghampiri kejayaan.

SOALAN 1

Struktur Funikular/Funikulus adalah struktur yang berada dalam keadaan tegangan dan

mampatan.Gerbang dan Kekubah adalah dua contoh bagi struktur tersebut.

a) Berikan definisi Gerbang dan Kekubah.

b) Terangkan beserta lakaran sebaran beban bagi Gerbang.

SOALAN 2

Sebaran beban bagi Kekubah adalah sama dengan sebaran beban bagi Gerbang bersiri.Dari

kenyataan di atas,terangkan serta lakarkan persamaan bagi kedua–dua sistem struktur tersebut.


MAKLUMBALAS

SOALAN 1

Definisi Gerbang

Gerbang adalah suatu sistem struktur yang menyebarkan beban kepada

penyangga melalui bentuk lengkung lurus pada suatu satah tunggal.

Di bawah tindakan beban, gerbang mengalami daya mampatan.

Ia mesti direbentuk untuk mengatasi daya-daya ini dengan mengalami

lenturan yang minimum.

Definisi Kekubah

Kekubah adalah suatu sistem struktur yang menyebarkan beban dengan cara

tindakan gerbang kepada penyangga yang berterusan melalui satu satah

lengkung yang berterusan.

Tegasan mampatan terhasil di dalam struktur ini.

Ia mesti direbentuk untuk mengatasi lenturan yang di sebabkan oleh berat

dan beban yang bertindak ke atas struktur tersebut.

SOALAN 2

Sebaran beban bagi Gerbang dan Kekubah

Gerbang-gerbang yang memindahkan daya-daya melalui tindakan gerbang.

Kekubah yang dibentuk oleh siri gerbang-gerbang yang saling berkaitan ini mesti

mengatasi daya dalaman yang dihasilkan oleh beban hidup dan beban mati.

Tujahan yang dihasilkan dalam sistem ini juga mesti diatasi.


TAHNIAH

ANDA TELAH BERJAYA MENAMATKAN UNIT INI

c2325unit5

Documents