RasukRasuk merupakan komponen mendatar yang menanggung beban-beban bumbung, lantai, dan dinding serta beban kenaan (live load). Ianya menahan beban secara mengatasi lenturan, ricih dan puntiran (Torsion). Kadang kala rasuk bertindak sebagai pengikat.

Jenis-Jenis rasuk

a) Rasuk Utama (Main Beam)Merentangi di antara tiang-tiang dan mengagihkan beban kepada tiang.

b) Rasuk Kedua (Secondary Beam)Merintangi di antara rasuk-rasuk utama dan mengagihkan beban kepada rasuk utama. Fungsi utama rasuk ini ialah untuk memendekkan jarak rentangan papak yang di sokong oleh sesuatu struktur atau menanggung beban sesuai dengan kehendak penggunaan struktur tersebut.

c) Rasuk pengikat (Tie Beam)Rasuk yang merentangi antara tiang dengan tujuan mengikat kedua-dua tiang tersebut. Ini adalah untuk faktor kestabilan bagi struktur yang berkenaan.

d) Rasuk tepi (Edge Beam)Berfungsi sebagai rasuk pengikat yang merintangi di antara tiang-tiang di sebelah luar. Rasuk direkabentuk berdasarkan kepada empat cara berikut:- a) Rasuk tupang mudahb) Rasuk Selanjar..c) Rasuk julur.d) Rasuk Kerangka

BEAM CALCULATION :

Given the laterally unsupported girder shown in the figure to the left for a crane runway in an industrial warehouse, select the lightest W-section that also limits the maximum deflection to L/360. Use A36 steel.

TiangKomponen tegak yang menanggung beban paksi vang diagihkan oleh rasuk.

Jenis-jenis tiang

a) Di rembatTerjadi pada bangunan~bangunan yang beban mendatarnya ditanggung oleh dinding ricih atau lain-lain bentuk rembatan.

b) Tak di rembatTerjadi pada bangunan-bangunan kerangka tegar di mana beban mendatar ditanggung secara lenturan oleh rasuk dan tiang.

c) PendekTiang ini gagal secara pecahan konkritnya.

d) LangsingMomen yang disebabkan oleh pesongan akibat daripada ledingan hendaklah diambil kira.

COLUMN CALCULATION

As an example, consider the 12-ft beam-column W14x61 of A36 steel subjected to the

loads shown in figure to the left.

Assume that lateral buckling is prevented. The column is braced at its mid-length

against buckling in the weak direction. Check the adequacy of the design.

BUMBUNG

1. Kerangka bumbung

Kerangka ruang secara umumnya melibatkan suatu struktur tiga dimensi. Ianya berbeza dengan struktur yang biasa yang hanya melibatkan dua dimensi seperti kekuda bumbung umumnya. Untuk kekuda biasa, beban luar yang dikenakan untuk menjadikan daya dalam adalah di dalam dua dimensi sahaja. Berbanding dengan kekuda ruang, ianya meliputi kombinasi daripada beban luar, daya dalam dan perubahan bentuk kekuda ruang itu sendiri. Struktur ruang merupakan susunan struktur yang bergeometri dalam tiga dimensi yang mencapai kestabilan serta kekuatan pada bentuknya sendiri. Rupabentuk dan konfigurasi grid kerangka ruang kelihatan menawan dan menakjubkan, tetapi ianya agak susah untuk dibina dan melibatkan kos yang mahal walaupun dengan menggunakan peralatan yang sesuai untuk memasangnya. Oleh itu, untuk memudahkan pemasangan dan menjimatkan kos, suatu imaginasi yang kreatif adalah diperlukan daripada arkitek dan jurutera yang menciptanya untuk mendapatkan suatu struktur kerangka ruang yang paling ekonomi dan kreatif. Penyusunan anggota kerangka ruang adalah penting dan ianya hendaklah mengikut kedudukan geometri yang konsisten dari segi titik geometri, garisan dan permukaan. Struktur ruang boleh dibahagikan di dalam tiga kategori seperti di bawah :

(i) Kerangka atau kekuda ruang (skeleton framworks)

(ii) Sistem tegangan kulit (stressed skin system)

(iii) Struktur tergantung (suspended structures)

Sifat-sifat dan kaedah-kaedah untuk menganalisis ketiga-tiga struktur ruang adalah

berbeza. Kerangka ruang merupakan struktur ruang yang paling popular. Berdasarkan

bentuk geometri, kerangka ruang boleh dikelaskan kepada 3 jenis iaitu :

(i) Kerangka ruang yang rata permukaannya seperti di dalam Rajah 2.2.

(ii) Kerangka ruang yang melentur satu hala, contohnya kerangka berembat

separa selinder (barrel vaults) seperti di dalam Rajah2.3.

(iii) Kerangka ruang melengkung dua hala, contohnya kubah (dome) seperti di

dalam Rajah 2.4.

Rajah 2.2 : Kerangka Ruang Yang Rata Permukaannya (Grid Dua Lapis)

Rajah 2.3 : Kerangka Ruang Berbentuk Melengkung Satu Hala (Braced Barrel

Rajah 2.4 : Kerangka Ruang Berbentuk Melengkung Dua Hala (Dome)

Struktur ruang telah wujud sejak zaman dahulu lagi. Tempat tinggal manusia primitif seperti gua, kubah yang dibina dengan batu-batu kasar juga merupakan contoh struktur ruang yang paling awal.

Rekabentuk Kelajuan Angin

Di dalam kajan ini, beban angin di analisis dengan menggunakan CP3 : Chapter V : Part 2 : 1972 sepenuhnya. Kod ini telah dikelurkan oleh British Standard Institution dan badan bebas yang terdapat di United Kingdom. Sehingga tahun 1986, kod ini telah digunakan dengan meluas di UK untuk menganalisis beban angin pada bangunan dan lain-lain struktur. CP3 : Chapter V : Part 2 : 1972 merupakan salah satu daripada kod yang terawal menganalisis beban angin. Ianya menggunakan satu kaedah mudah dengan penggunaan model tiupan angin kencang yang stabil. Anggapan dibuat bahawa semua perubahan beban adalah sama dengan perubahan kelajuan angin yang bertiup dalam arah tiupan angin tersebut.

Rekabentuk kelajuan angin diperolehi dengan mendarabkan kelajuan angin, V di sesuatu kawasan dengan faktor-faktor terubahsuai. Persamaan diberikan sebagai :

Vs = V S1 S2 S3

Dengan :

S1 = Faktor topografi. Faktor ini mengambil kira ketinggian aras tapak dari permukaan aras laut. Apabila purata cerun di kawasan tapak tidak melebihi 0.05 jejari 1 km kawasan sekeliling, kawasan tersebut dianggap mempunyai permukaan yang rata dan faktor ini mestilah mengambil nilai 1.0. Jika kawasan melebihi 0.05, nilainya mestilah diambil dalam julat 1.0 hingga 1.36. Pada kebiasaannya, faktor ini diambil sebagai 1.0 melainkan 1.1 jika bangunan dibangunkan di cerun bukit yang terdedah kepada tiupan angin yang kuat.

S2 = Kekasaran permukaan kawasan. Faktor ini mengambil kira kesan kekasaran permukaan kawasan. Nilai faktor ini diperolehi berdasarkan jadual 3

S3 = Faktor statistik ini mengambil darjah keselamatan dan tempoh masa sesuatu bangunan itu terdedah kepada beban angin. S3 kebiasaannya bernilai 1.0 jika sesuatu bangunan itu dianggap kekal serta jangka hayatnya melebihi 50 tahun.

Rekabentuk Tekanan Dinamik

Rekabentuk tekanan dinamik bergantung kepada nilai rekabentuk kelajuan angin berdasarkan persamaan :

q = kVs2

Dengan nilai k merupakan persamaan Bernouli dan diambil sebagai 0.163 N/m³ dengan unit SI.

Sambungan (Connectian)

Struktur sambungan keluli adalah satu komponen yang penting dan diperlukan untuk menyambungkan anggota-anggota struktur keluli yang lain disamping membentuk suatu kerangka struktur. Dengan kata lain struktur sambungan adalah suatu struktur

sambungan yang berfungsi untuk memindahkan daya dan momen dari satu anggota ke satu anggota yang lain. Struktur sambungan keluli biasanya digunakan bagi menyambungkan struktur kekuda, plat-plat, rasuk, tiang dan penapak. Mod-mod kegagalan struktur sambungan amat penting untuk diketahui kerana dengan adanya pengetahuan ini, sesuatu struktur dapat direkabentuk dengan stabil, sesuai dan selamat.

PENGKELASAN SAMBUNGAN:

Kebiasaannya, sambungan dikelaskan pada tiga jenis iaitu sambungan mudah, sambungan separa tegar, dan smabungan tegar. Pengkelasan struktur sambungan ini berdasarkan kepada hubungan momen-putaran. Hubungan ini menerangkan, apabila sesuatu struktur sambungan dikenakan suatu beban, rekabentuk pada sambungan boleh dilakukan mengikut keadaan tertentu bergantung kepada momen yang ditanggung dan putaran yang terjadi pada sambungan tersebut.

Sambungan mudah ialah sambungan yang dianggap berupaya menanggung daya ricih dan tidak memberikan momen yang boleh mendatangkan kesan kepada keseluruhan struktur. Maksudnya, momen yang dikenakan dianggap hanya bertindak pada anggota yang dibebankan sahaja dan tidak dipindahkan pada struktur sambungan.

Sambungan tegar ialah sambungan yang berupaya memindahkan momen, daya ricih, dan daya paksi. Putaran diantara anggota adalah sifar di dalam sambungan ini iaitu putaran dianggap tidak berlaku pada sambungan dan ia mempunyai kekuatan penuh dari segi menanggung rintangan momen. Walaubagaimanapun, sambungan tegar yang sepenuhnya sukar dicapai dalam keadaan sebenar.Oleh sebab itu, apabila sesuatu sambungan itu mempunyai keupayaan melebihi 90% dari momen hujung terikat, maka ianya dianggap sebagai sambungan tegar .

Sambungan separa tegar ialah sambungan yang mempunyai sifat diantara sambungan tegar dan sambungan mudah. Maksudnya, ia boleh memindahkan sebahagian daya paksi, daya ricih, dan momen kepada anggota struktur yang lain. Disebabkan itu, sambungan jenis ini sangat sesuai digunakan dalam rekabentuk.

PENGKELASAN SAMBUNGAN

Prinsip Rekabentu k Sambungan

Antara prinsip yang perlu diberikan perhatian dalam merekabentuk sambungan ialah:

Mudah dibina dan diperolehi.

Komponen sambungan yang mudah diperolehi.

Kos yang rendah bagi setiap kerja penyelenggaraan.

Ruang perubahan dan kelegaan sambungan hendaklah mencukupi bagi mengambilkira ketidaktepatan ukuran yang berlaku.

Pemotongan yang banyak pada plat sambungan hendaklah dielakkan.

Pastikan sambungan mempunyai rintangan pengaratan yang tinggi bagi mengelakkan pengaratan.

Bagi mengelakkan penggunaan bahan yang berbagai-bagai, penggunaan saiz dan gred bolt, plat, dan kimpal hendaklah diseragamkan.

Penggunaan kimpal temu hendaklah dielakkan sekiranya kimpal kambi sudah memadai kerana kosnya yang mahal.

Penggunaan kimpalan hendaklah dikurangkan bagi menjamin kualiti dan merendahkan kos.

Jenis-jeni s Sambungan

Dalam kerja-kerja pembinaan, struktur sambungan adalah komponen yang sangat penting. Terdapat pelbagai jenis sambungan yang biasa digunakan, antaranya adalah:

i.Sambungan bolt.

ii.Sambungan kimpal.

iii.Sambungan pin.

iv.Sambungan ribet.

Tetapi, pada masa kini, sambungan yang biasa digunakan ialah sambungan bolt, sambungan kimpal, atau gabungan sambungan bolt dan kimpal. Sambungan-sambungan ini sangat terkenal digunakan kerana kaedah memasangnya lebih mudah dan lebih ekonomi daripada sambungan-sambungan yang lain.

Selain itu, sambungan bolt dan sambungan kimpal ini mempunyai kekuatan sambungan yang lebih tinggi daripada sambungan-sambungan yang lain. Ini menjadikan sambungan jenis bolt dan kimpal sangat digemari oleh perekabentuk dalam merekabentuk sesuatu struktur.Rajah 2.1 menunjukkan jenis-jenis sambungan dalam penyambungan keluliyang melibatkan sambungan bolt dan sambungan kimpal.

Jenis-jeni s sambunga n dala m penyambunga n kelul i yan g melibatkan sambunga n bol t da n sambunga n kimpal.

Pemiliha n Jeni s Sambunga n Yan g Sesuai

Bagi sesuatu projek pembinaan, pemilihan jenis sambungan dalam rekabentuk amat penting bagi mendapatkan struktur sambungan yang sesuai dan berkualiti untuk menjamin keselamatan para pekerja dan keselesaan pengguna.

Antara faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan jenis sambungan adalah seperti berikut:

i. Jumlah peruntukan kos pembinaan.

ii. Masa menyiapkan projek.

iii. Fungsi struktur tersebut.

iv. Peralatan pembinaan yang digunakan.

Sambunga n Bolt

Dalam bembinaan struktur keluli pada masa kini, jenis penyambungan yang biasa digunakan ialah sambungan bolt. Bolt ialah batang logam dengan kepala dibentuk pada saut hujung dan bebenang batang bajak dibentuk pada hujung satu lagi untuk dimasukkan nat. Secara umumnya, terdapat dua kategori bolt iaitu:

i. Bolt biasa(black bolt)

ii. Bolt genggamgeseran kekuatan tinggi (HSFG)

Bol t Biasa(blac k bolt)

Bolt jenis ini sesuai digunakan untuk struktur yang ringan dan hanya menanggung beban yang statik.Bolt biasa terbahagi pada dua gred iaitu gred 4.6 dan gred 8.8. Bolt biasa gred 4.6 adalah untuk keluli lembut yang tegasan alahnya sebanyak 235 N/mmdan bolt biasa gred 8.8 pula adalah untuk keluli kekuatan tinggi yang tegasan alahnya sebanyak 672 N/mm. Saiz bolt biasanya ditentukan melalui diameter bolt itu sendiri. Diantara saiz yang biasa digunakan ialah 16mm, 20mm, 24mm. (Shahrin dan Abd. Karim, 1991)

Bolt genggam gesera n kekuata n tingg i (HSFG)

Bolt jenis ini pula adalah bolt yang diperbuat daripada kekuli yang mempunyai kekuatan berkali-kali lebih tinggi daripada bolt biasa. Ianya akan memberikan tegangan yang tinggi pada batang bolt apabila diikat dan diketatkan. Dengan ini, daya yang dikenakan oleh beban akan dipindahkan dari satu anggota ke satu anggota yang lain samada melalui geseran atau permukaan bersentuhan. Bolt HSFG terbahagi pada dua gred iaitu gred 8.8 dan gred 10.9. Bolt HSFG ini boleh menghalang daripada gelinciran pada sambungan berlaku dan menjadikannya sambungan tegar. Oleh itu, kegunaan utama bolt ini adalah dalam sambungan tegar dimana sambungan yang kuat amat diperlukan dalam struktur tersebut.

SusunanBolt

Dalam merekabentuk sambungan bolt, bolt hendaklah disusun mengikut syarat-syarat yang telah ditetapkan dalam Fasal 6.2 BS 5950-1:2000. Syarat-syarat tersebut adalah:

i. Jarak minimum antara bolt, P= 2.5d

ii. Jarak maksimum antara bolt tidak terdedah pada pengaratan, P=14t

iii. Jika plat dipotong dengan mesin, e = 1.25D

iv. Jika plat dipotong dengan tangan atau selain mesin, e = 1.40D dimana, Dialah garispusat lubang bolt (mm)

Jadual 2.1: Penentuan saiz lubang bolt

Garispusa t nomina l bolt , d (mm)Garispusa t luban g bolt , D(mm)

≤22 d+ 2

≥22 d + 3