BAB 2

BAB 2

KAJIAN LITERATUR

2.1 Pengenalan

Bab ini meliputi teori struktur konkrit tetulang dan struktur keluli dari segi mendapatkan nilai beban dan jumlah beban, mengetahui kelebihan dan kelemahan struktur dalam pembinaan, penggunaan kod amalan praktis, serta penggunaan formula berkaitan dalam perisian komputer.

Langkah-langkah analisis dan reka bentuk di buat dengan menggunakan 2 (dua) perisian yang berbeza. Ini dilakukan mengikut kesesuaian struktur dan membezakan kecepatan masa. Segala keterangan tentang perisian ini, kelebihan dan kelemahan akan ditunjukkan bagi membolehkan kita mengetahui tujuan penggunaan sebenar sesuatu perisian.

Analisis dan reka bentuk ini juga boleh menunjukkan perbezaan saiz bahan yang digunakan di antara kedua-dua struktur ini. Contoh pembinaan yang di ambil kira adalah melibatkan sekolah empat tingkat.

Penentuan masa pembinaan juga melibatkan penggunaan perisian. Ini bertujuan bagi mengetahui keadaan sebenar masa pembinaan di antara penggunaan kedua-dua struktur.

2.2Latar Belakang

Sebelum kajian ini dibuat, penyemakan beberapa hasil kajian sebelumnya bagi mengenal pasti segala permasalahan yang wujud. Seterusnya penambahan hasil kajian dinilaikan mengikut keperluan dan keadaan semasa.

Kajian Perbandingan Kos Antara Pembinaan Sekolah menggunakan Struktur Konkrit dan Keluli oleh Rosdi (2003) melibatkan perbandingan kos pembinaan bagi rasuk dan tiang sahaja. Perbincangan banyak melibatkan reka bentuk, ukur kuantiti dan taksiran dan kos sengaraan. Hasil kajian didapati kos pembinaan tiang dan rasuk yang menggunakan struktur konkrit masih lagi menjimatkan. Kajian ini menggunakan dua kaedah analisis iaitu secara insani dan penggunaan perisian Esteem Integrated Total Solution Version 5.2.

Hasil kajian Abdul Satar (1998) iaitu Perbandingan Kos Antara Struktur Konkrit Tetulang dan Struktur Keluli juga melibatkan bangunan sekolah tiga tingkat. Objektif kajian ini adalah memperkenalkan pengantian konkrit bertetulang kepada keluli dalam pembinaan sekolah. Menggunakan pelan dan lukisan perincian JKR. Pengiraan secara insani hanya dibuat kepada struktur keluli manakala struktur konkrit menggunakan pelan dan perincian dari JKR.

Perbandingan kedua-dua struktur ini juga turut di kaji oleh Zamri (2000) dalam tesis yang bertajuk Penggunaan Keluli Dalam Pembinaan Rumah Kos Rendah. Kajian ini lebih kepada, mengetahui potensi dan kebaikan struktur keluli serta mendapatkan perbezaan kos di antara kedua-dua struktur.

Kajian keempat dilaksanakan oleh saudara Tay Hock Seng (2003) dalam tajuk Perbandingan Pembinaan Secara Konvensional dan Sistem Acuan Tunnel Satu Kajian Kes. Kajian ini dibuat bagi membuktikan penggunaan Sistem Acuan Tunnel dapat memberi faedah dan menjimatkan kos daripada penggunaan secara Konvensional (Dinding Bata dan papak). Isi kandungan kajian ini meliputi kelebihan dan kelemahan sistem, langkah-langkah pemasangan, bahagian-bahagian acuan serta contoh pembinaan Sistem Acuan Tunnel. Perbandingan masa pembinaan ditunjukkan dengan lebih jelas menggunakan Perisian Microsoft Project. Analisis reka bentuk menggunakan perisian Esteem Integrated Total Solution Version 5.2 dan juga sedikit pengiraan insani yang melibatkan dinding ricih.

Daripada hasil kajian yang telah dibuat, saya memilih untuk menyambung hasil kajian saudara Rosdi (2003) dalam pembinaan sekolah empat tingkat. Penambahan yang akan dilakukan dalam kajian ini adalah membandingkan kelebihan dan kelemahan di antara penggunaan kedua-dua struktur, penambahan pengunaan perisian, membandingkan masa pembinaan struktur seterusnya membandingkan kos pembinaan. Anggapan kos pembinaan yang melibatkan papak, topi cerucuk dan cerucuk adalah sama bagi pembinaan yang menggunakan struktur konkrit bertetulang dan keluli. Perbandingan masa pembinaan akan melibatkan pengunaan perisian Microsoft project bagi menunjukkan masa penyiapan dengan lebih teperinci.

Memandangkan penggunaan Perisian Esteem Integrated Total Solution Version 5.2 lebih digemari kerana penggunaannya yang mudah dalam pengiraan reka bentuk struktur konkrit bertetulang, saya mengambil cadangan penyelia untuk mempelajari penggunaan perisian STAAD.Pro dalam pengiraan reka bentuk keluli. Ini bertujuan untuk memahirkan diri dalam pengunaan kedua-dua perisian dan membolehkan mempercepatkan masa saya dalam analisis dan reka bentuk.

Apa yang diharapkan disini, hasil kajian ini dapat menampung segala kekurangan yang ada pada kajian lepas dan dapat menambahkan pengetahuan yang sedia ada.

2.3Teori Struktur Konkrit Bertetulang dan Keluli

Sebelum sesuatu bangunan di bina terlebih dahulu kajian ke atas bangunan di lakukan bagi mengenal pasti keupayaan menanggung beban bagi menentukan bangunan itu selamat, mampu memberikan perkhidmatan sepanjang tempoh rekabentuknya dan ekonomi dari segi bahan, pembinaan dan kos keseluruhannya.

Setelah mengambil kira segala maklumat yang diperolehi serta pengiraan dan analisis reka bentuk dibuat maka proses pemilihan saiz struktur yang bersesuaian dapat dilakukan.

2.3.1 Kod Amalan Struktur Konkrit Bertetulang

Berpandukan kod amalan praktik atau piawaian reka bentuk BS 8110:1985 : Structural Use of Concrete. Kod yang digunakan adalah:-

(a) BS 8110 : 1985 : Structural Use of Concrete.

Part 1 : Code of Practice for Design and Construction.

Part 2 : Code for Practice Special Circumstances

Part 3 : Design Charts for singly reinforced

Beam, doubly reinforced beams and rectangular column

(b) BS 6399 : 1984 : Design Loading for Building

Part 1 : Code of Practice for Dead and Imposed Loads

(c) CP 3 : 1972 : Chapter V : Loading

Part 2 : Wind Loads

2.3.2 Kod Amalan Struktur Keluli

Berpandukan kod amalan praktik atau piawaian reka bentuk BS 5950:2000 : The Structural Use of Steelwork in Building sebagai rujukan utama. Kod yang digunakan adalah:-

(d) BS 5950 : 2000 : The Structural Use of Steelwork

Part 1 : Code of practice for Rolled and Welded Sections.

(e) BS 6399 : 1984 : Design Loading for Building

Part 1 : Code of Practice for Dead and Imposed Loads

(f) CP 3 : 1972 : Chapter V : Loading

Part 2 : Wind Loads

2.3.3 Pembebanan

Faktor beban reka bentuk yang dikenakan pada struktur keluli adalah sama dengan beban yang dikenakan pada struktur konkrit tetulang.

Faktor beban yang disarankan adalah seperti berikut:-

(i) Beban Mati dan Beban Kenaan:

1.4 gk + 1.6 qk(ii) Beban Mati dan Beban Angin:

1.0 gk + 1.4 wk(iii) Beban Mati, Beban Kenaan dan Beban Angin

1.2 gk + 1.2 qk + 1.2 wkdengan gk:Beban tetap. Boleh didapati dalam BS 6399 : Part 1qk :Beban Hidup atau beban yang tidak tetap dan sentiasa

berubah-rubah.

wk :Beban yang dikenakan pada sisi bangunan yang. Boleh

dipengaruhi oleh bentuk,ukuran, ketinggian serta

kedudukan bangunan.

Ini boleh dirujuk dalam CP 3 Chapter 5 Part 2.

2.3.4 Pertimbangan Reka Bentuk

Proses reka bentuk sama ada secara insani mahupun pengunaan perisian komputer mestilah melibatkan perkara-perkara berikut:-

(a) Pemilihan bentuk dan bahan struktur

(b) Penentuan beban-beban luar dan beban sendiri yang bertindak ke atas struktur.

(c) Pengiraan daya paksi (tegangan dan mampatan), daya riceh, momen lentur, tegasan dan ubah bentuk yang terhasil daripada setiap anggota struktur akibat dari beban luar. Semakan keretakan.

(d) Penentuan saiz anggota supaya tegasan dan ubahbentuk yang dialami oleh anngota bagi bahan yang dipilih tidak melebiha had yang dibenarkan.

(e) Penyediaan lukisan pandangan dan lukisan perincian dengan menunjukkan butiran saiz, jenis dan dimensi struktur.

2.3.5 Analisis Struktur

Bagi mengetahui sesuatu beban yang dikenakan bagi setiap struktur adalah selamat dan bersesuai dengan struktur tersebut, analisis dilakukan bagi memastikan keselamatan struktur tersebut.

Analisis digunakan untuk mendapatkan mendapatkan tindak balas struktur seperti daya momen dan daya ricih bagi setiap sambungan. Proses ini melibatkan formula-formula yang rumit dan memerlukan tenaga jurutera kejuruteraan awam yang berpengalaman serta menggunakan peralatan komputer bagi menjimatkan masa analisis. Formula-formula di dalam komputer adalah seperti yang terkandung di dalam buku piawaian British seperti BS 8110:1985 bagi reka bentuk struktur konkrit dan BS 5950:2000 bagi reka bentuk struktur keluli.

Penggunaan analisis reka bentuk berdasarkan komputer memerlukan kemahiran dengan memahami konsep asas dan teori analisis struktur bagi mengelakkan berlaku kesilapan dalam memasukkan data.

2.3.6 Pemilihan Reka bentuk

Pemilihan struktur yang berbeza dalam pembinaan akan menghasilkan kos yang berbeza. Oleh itu struktur direka bentuk dan dianalisis dari bumbung hingga ke cerucuk dengan menggunakan dua perisian yang berbeza bagi mendapatkan perincian.Hasil daripada perincian, kedua-dua struktur ini akan ditaksirkan bagi mendapatkan jumlah kos pembinaan secara keseluruhan.

Pemilihan kos sebenar bahan hanya melibatkan tiang dan rasuk. Manakala reka bentuk dan analisis bagi papak, tetopi cerucuk dan cerucuk di anggap sama bagi mendapatkan jumlah keseluruhan kos pembinaan menggunakan struktur konkrit bertetulang dan struktur keluli. Beban maksima di ambil bagi menyamakan saiz papak, tetopi cerucuk dan cerucuk.

2.3.7 Rasuk

Rasuk merupakan komponen yang melintang dan dapat menanggung beban bumbung, dinding dan papak. Mengalami lenturan, riceh serta pesongan.

Rasuk adalah elemen struktur yang menanggung beban sisi seperti papak. Kebiasaannya mengalami lenturan ricih dalaman serta pesongan apabila beban dikenakan. Antara kegunaan rasuk yang utama adalah:-

i) Mengambil beban dari papak-papak lantai

ii) Mengambil beban dari tiang

iii) Mengambil beban dari bumbung.

Agihan beban kepada rasuk bergantung kepada jenis papak:-

i) Papak sehala ialah papak dengan nisbah panjang / lebar, Ly/Lx > 2.0

ii) Papak dua hala ialan papak dengan panjang / lebar, Ly/Lx < 2.0

Beban yang dipindahkan kepada rasuk sebagai beban teragih seragam, teragih trapezium, teragih segi tiga atau beban tumpu. Lihat Rajah 2.1 dibawah:-

Rajah 2.1 Beban-beban papak di atas rasuk.

2.3.8 Tiang

Tiang merupakan komponen menegak yang dapat menampung beban paksi dalam mampatan yang dikenakan oleh rasuk.

2.4 Kelebihan dan Kelemahan Struktur Konkrit Bertetulang

2.4.1 Ketahan Lasakan Struktur

Mempunyai kekuatan yang tinggi dalam mampatan tetapi lemah dalam tegangan. Kegunaan konkrit tanpa tetulang adalah terhad pada struktur yang mengalami mampatan tinggi dan tiada tegangan.

Ciri-ciri menghalang api yang baik, rintangan terhadap lelasan (abration) dan lain-lain. Ianya juga lemah terhadap lenturan, ricihan, pesongan dan kilasan. Kegagalan juga mungkin terjadi akibat pengembangan dan pengecutan.

2.4.2 Masa

Proses penyiapan sesebuah bangunan mengambil masa yang lama. Ini disebabkan penyediaan struktur di tapak bina. Penyediaan acuan, pemotongan besi, pemasangan perangkai, dibuat mengikut ukuran yang berbeza. Masa pengerasan untuk rasuk, tiang dan papak mengambil masa 7 hari hingga 21 hari. Masa penyambungan diantara rasuk dan tiang tidak dapat dijalankan serentak. Tempoh penyambungan di antara ke duanya di antara 14 hari hingga 28 hari.

Faktor cuaca juga diambil kira dalam pembinaan ini. Kerja-kerja terpaksa dihentikan seketika jika cuaca buruk berlaku. Ini bagi menjamin kekuatan struktur yang akan dibina.

2.4.3 Bahan Binaan

Memerlukan kawasan yang sesuai untuk penyimpanan bahan binaan seperti simen, kayu, batu baur, besi supaya tidak berlakunya kerosakan serta pengkaratan. Pemantauan sentiasa dilakukan bagi mengelakkan berlakunya kecurian bahan.

Kerja-kerja membancuh konkrit, pemotongan besi dan kayu akan menyebabkan pencemaran air dan kawasan binaan sekiranya tidak dikawal.

2.4.4 Buruh dan Jentera

Penglibatan buruh dalam pembinaan struktur konkrit bertetulang diperlukan bagi penyediaan acuan, pemotongan besi, menyusun dan mengikat struktur, membancuh simen dan sebagainya. Ini memberlukan tenaga kerja yang ramai. Pengunaan mesin pembancuh dapat menjimatkan masa tetapi amat terhad. Cara yang lebih mudah pada masa sekarang adalah memesannya dari pembekal berdekatan.

2.4.5 Kualiti Kerja Pembinaan

Bergantung kepada kemahiran buruh dalam satu-satu kerja yang dijalankan. Buruh yang mahir dapat melakukan kerja-kerja dengan baik berbanding menggunakan perkerja yang kurang mahir menyebabkan kerosakan struktur dan kualiti sesuatu binaan yang rendah.

2.5 Kelebihan dan Kelemahan Struktur Keluli

2.5.1 Ketahan lasakan Struktur

Mempunyai nisbah kekuatan atauberat yang tinggi. Beban sendiri yang rendah membolehkan keluli digunakan dalam pembinaan rentang yang panjang dan pembinaan penapak yang mudah.

Lengkukan merupakan ciri utama kegagalan keluli. Ini adalah kerana keratan rentas bagi keluli merupakan unsure tipis terutama apabila daya mampatan bertindak keatasnya.

Kekuatan keluli akan berkurangan apabila terdedah pada suhu yang tinggi dan perlu diberi perlindungan kebakaran seperti dengan memasukkan anggota keluli tersebut ke dalam bahan rintangan api umpamanya konkrit.

Bahagian anggota struktur keluli yang terdedah perlu di lindungi dengan cat atau salutan logam untuk mengelakan berlakunya karatan pada keluli.

2.5.2 Masa

Banyak masa dapat dijimatkan semasa pembinaan bangunan dijalankan. Penyediaan komponen keluli dan penapak boleh dilakukan serentak.

Acuan tidak diperlukan dan anggota tidak perlu ditunggu sehingga mencapai kekuatan tertentu untuk meneruskan kerja pembinaan. Dari segi ekonomi, masa pembinaan singkat dapat mengurangkan kos projek.

2.5.3 Bahan Binaan

Anggota keluli dibuat dan dipasang dikilang atau bengkel dan dalam keadaan terkawal sebelum di bawa ke tapak binaan. Ianya dapat menjamin mutu dan keseragaman yang tinggi. Selain daripada itu persekitaran tapak binaan akan menjadi kemas dan bersih serta penggunaan ruang tapak binaan yang maksimum.

Kerja-kerja mengubahsuai struktur keluli mudah dijalankan samada waktu pembinaan ataupun sesudah bangunan siap kerana kerja-kerja sambungan dan pengukuhan anggota mudah dibuat terhadap struktur.

2.5.4 Buruh dan Jentera

Penggunaan buruh adalah terhad. Lebih kepada keperluan jentera untuk mengangkat struktur keluli dan buruh hanya memasangkan bolt dan nat.

2.5.5 Kualiti Kerja Pembinaan

Kualiti pembinaan keluli adalah terkawal. Ini disebabkan segala proses reka bentuk disiapkan dikilang dan terlindung daripada dedahan cuaca. Ini dapat menjamin mutu dan keseragaman yang tinggi.

2.6 Rumusan Perbandingan

Secara ringkasnya perbandingan diantara struktur konkrit bertetulang dan struktur keluli adalah seperti di dalam Jadual 2.1 di bawah:-

Jadual 2.1Perbandingan Struktur

PerbandinganPenggunaan Struktur

Konkrit BertetulangPenggunaan

Struktur Keluli

Ketahan Lasakan Kekuatan tinggi dalam mampatan.

Penghalang rintangan api.

Rintangan terhadap lelasan.

Lemah dalam mampatan

Lemah kepada lenturan, ricih, pesongan dan kilasan. Nisbah kekuatan/berat yang tinggi.

Pembinaan rentang yang panjang

Pembinaan penapak yang mudah.

Lemah pada suhu yang tinggi.

Mudah berkarat.

Masa Mengambil masa yang lama.Masa yang singkat

Bahan Binaan.Di buat di tapak binaDisiapkan di kilang

Buruh dan Jentera Buruh yang ramaiBuruh kurang dan menggunakan Jentera

Kualiti PembinaanBergantung kepada kemahiranTetap. Ditentukan dalam pengilangan

Di antara kedua struktur yang terlibat, didapati penggunaan struktur keluli lebih sesuai dari segi ketahan lasakkan, masa, bahan binaan, penggunaan buruh yang kurang dan juga dari segi aspek kualiti. Kelemahan-kelemahan struktur keluli boleh diatasi dengan mengecat struktur bagi mengelakkan pengaratan serta mengadakan perlindungan rintangan api.

Bagi penggunaan struktur konkrit bertetulang, penggunaannya dalam pembinaan sudah tidak asing lagi, malahan terdapat ramai buruh mahir yang mampu memberikah hasil terbaik dalam sesebuah binaan. Setiap jangka masa sesuatu pembinaan sudah boleh di kenal pasti secara keseluruhan dengan membandingkan pengalaman pembinaan yang lepas. Ketentuan-ketentuan dalam kelemahan struktur sudah lama dikenal pasti dan diketahui cara-cara untuk diatasinya dengan bijak.

Pemilihan struktur yang sesuai berdasarkan keperluan penting bagi mengelakkan masalah dan kerugian yang akan ditanggung setelah selesainya pembinaan.

2.7 Penggunaan Perisian Dalam Reka Bentuk

Terdapat pelbagai jenis perisian di pasaran untuk mereka bentuk bangunan seperti Lusas, Orion, Fastrak, Esteem Integrated Solution Version 5.2, Esteem 3D, STAAD.Pro dan STAAD III. Pemilihan perisian di dalam kajian ini adalah Esteem Integrated Solution Version 5.2 dan STAAD.Pro.

Secara umumnya, Esteem Integrated Solution Version 5.2 merupakan perisian yang hanya boleh mengira struktur konkrit bertetulang mengikut pilihan standard piawai seperti BS 8110:1985 dan BS8110:1997. Mengunakan sistem grid yang mudah dan boleh difahami dengan cepat. Menggunakan pelan tatatur sebagai rujukan reka bentuk dan analisis. Hasil perincian Esteem boleh diubah ke perisian Autocad untuk di jadikan lukisan perincian.

STAAD.Pro merupakan perisian yang boleh mereka bentuk ketiga-tiga elemen iaitu konkrit bertetulang, keluli dan kayu. Terdapat beberapa sudut pandangan bagi melihat hasil reka bentuk (3 dimensi). Pemilihan perisian ini adalah bagi mereka bentuk struktur keluli.

Secara keseluruhannya penggunaan perisian Esteem Integrated Solution Version 5.2 dan STAAD.Pro dipilih kerana ianya mudah dan cepat dan boleh mendapat maklumat analisis, perincian dah kos bahan secara serentak.2.8 Kos Pembinaan

Kadar harga yang diambil adalah berdasarkan kepada purata harga pasaran semasa yang diambil cecara on-line di dalam Lembaga Pembangunan Industri Pembinaan Malaysia (CIDB), Kementerian Perdagangan Dalam Negeri dan Hal Ehwal Pengguuna dan sebut harga kontraktor. Purata harga ini melibatkan semua jenis pembinaan bangunan.

Jadual 2.2 menunjukkan kos bahan bagi setiap unit, Jadual 2.3 menunjukkan kos tenaga buruh dan Jadual 2.4 menunjukkan kos penggunaan jentera.

Jadual 2.2 Kos bahan binaan

Bil.AktivitiKadar (RM)/Unit

1.Konkrit Gred 15112.83/m3

2.Konkrit Gred 25124.70/m3

3.Acuan Papan16.30/m2

4.Acuan Besi55.00/m2

5.Besi T101,758.00/tan

6.Besi T121,716.00/tan

7.Besi T161,716.00/tan

8.Besi T201,648.00/tan

9.Besi T251,648.00/tan

10.Besi BRC A88.42.00/m2

11.Besi R61,716.00/tan

12.Besi R101,716.00/tan

13.Rasuk semesta (Universal Beam)3,100.00/tan

14.Tiang semesta (Universal Column)3,100.00/tan

15.Tetupai sesiku (Angle Cleat)2,800.00/tan

16.Bolt & Nat1.40/nos

17.Cerucuk Konkrit 150 x 150 @ 6m20.00/m

Unit dan kos buruh untuk kerja cerucuk, tetopi, rasuk, papak, dan tiang secara puratanya ditunjukkan seperti Jadual dibawah:-

Jadual 2.3 Kos Tenaga Buruh

Bil.AktivitiKadar (RM)/Unit

1.Cerucuk4.0/m

2.Potong cerucuk15.00/nos

3.Tetopi cerucuk konkrit alas dan konkrit16.00/m3

4.Tetopi cerucuk kerja acuan10.76/m2

5.Tetopi cerucuk kerja besi400.00/tan

6.Tiang stump kerja keluli600.00/tan

7.Rasuk bumi kerja keluli600.00/tan

8.Papak bawah kerja konkrit16.00/ m3

9.Papak bawah kerja besi400.00/tan

10.Tiang kerja keluli600.00/tan

11.Rasuk kerja keluli600.00/tan

12.Papak kerja konkrit16.00/m3

13.Papak kerja BRC A81.10/m2

14.Papak Kerja Acuan Papan10.76/m2

15.Papak Kerja Acuan Besi12.90/m2

.

Jadual 2.4 Pengunaan jentera

Bil.AktivitiKadar (RM)/hari

1.Pengorekan dan Penambakan250/hari

2.Penggunaan Kren (kerja- keluli)540/hari

2.9 Masa Pembinaan.

Masa pembinaan merupakan suatu faktor yang penting dalam menentukan kecepatan pembinaan sama ada menggunakan struktur konkrit bertetulang mahupun struktur keluli.

Penggunaan perisian seperti Microsoft Project dapat mengenal pasti masa pembinaan bagi satu-satu elemen seperti masa pembinaan penapak, tiang dan rasuk. Seperti contoh Jadual 2.5 di bawah:-

Jadual 2.5Contoh Masa Pembinaan Konkrit Bertetulang

IDTAJUKJANGKAANMULATAMATJAN

1Tiang kerja besi8 hari1 Jan9 Jan

2Tiang Konkrit1 hari9 Jan9 Jan

3Tiang Curing3 hari10 Jan12 Jan

2.10 Rumusan

Daripada teori struktur konkrit bertetulang dan struktur keluli, maklumat kos bahan binaan, buruh dan jentera serta penggunaan masa perisian yang telah dibincangkan maka analisis dan reka bentuk struktur akan dilakukan di dalam Bab 3. pengiraan kuantiti, kos dan masa pembinaan bagi kedua-dua struktur turut di sertakan di dalam bab 3 sebagai tujuan perbandingan.

6