Rekabentuk

1) Apakah yang dimaksudkan dengan istilah-istilah berikut :

a. Rekabentuk Struktur Rekabentuk struktur ialah proses kedua setelah daya-daya diperolehi dari analisis struktur. Peringkat ini melibatkan pemilihan saiz-saiz elemen struktur serta pengiraan tetulang yang diperlukan (bagi kes struktur konkrit tetulang). Rekabentuk dilakukan berpandukan kod (kanun) amalan yang diperakukan. Di negara ini kita masih menggunakan secara meluas kod-kod US, Jepun, German & Australia juga dikenakan oelh mereka yang lebih mahir dengan kod-kod tersebut. Perkembangan kejuruteraan dari masa ke semasa menyebabkan piawaian yang dipakai dikemaskini oleh pihak yang mengeluarkan dan ni mengakibatkan perubahan kepada kaedah dan tuntutan rekabentuk kini tidak dapat dielakkan. Khidmat jurutera yang mahir serta penggunaan komputer adalah keperluan asas dalam membuat rekabentuk struktur dekad ini. Analisa, rekabentuk dan lukisan-lukisan pembinaan ringkas seperti sebuah rumah banglo atau dewan boleh dihasilkan dalam masa hanya sehari pada waktu ini dibandingkan sekitar seminggu sebelum wujudnya komputer.

b. Keadaan had muktamad Keadaan had muktamad keadaan dimana apabila berlaku menyebabkan seluruh struktur atau sebahagian elemen mengalami kegagalan seperti runtuh atau tumbang. Oleh itu struktur perlu direkabentuk supaya cukup kuat, stabil dan tegap.

c. Faktor keselamatan separa Faktor ini diperkenalkan bagi mengambilkira perubahan-perubahan yang mungkin berlaku kepada pembebanan dan kekuatan semasa rekabentuk dan pembinaan yang biasanya wujud apabila perekabentuk dan jurubina menggunakan kemahiran dan pengetahuan mereka. Kod amalan telah menentukan kegunaannya dan nilai-nilai ini bergantung kepada beberapa faktor, umpamanya, i.

Oleh kerana keadaan had muktamad lebih teruk maka faktor keselamatannya lebih besar dibandingkan dengan had kebolehkhidmatan.

ii. Keluli diperbuat dengan cara yang lebih sistematik dan kawalan mutu yang baik, maka faktor keselamatan untuk keluli lebih kecil jika dibandingkan dengan faktor keselamatan untuk konkrit. iii. Ketepatan kiraan atau taksiran kesan beban. Faktor keselamatan untuk beban kenaan lebih besar dari faktor keselamatan bagi beban mati.

2) Nyatakan enam (6) elemen utama struktur bangunan. a) b) c) d) e) f)

Rasuk. Tiang. Asas. Dinding. Tangga. Papak.

3) Nyatakan nilai faktor keselamatan separa untuk bahan ( ) bagi, keluli dan konkrit. Mengapakah faktor keselamatan separa untuk konkrit lebih besar berbanding faktor keselamatan separa untuk keluli. Nilai faktor keselamatan separa untuk konkrit dan tetulang keluli adalah seperti berikut, Faktor keselamatan separa untuk bahan Bahan Tetulang Keluli Konkrit dalam lenturan atau beban paksi Konkrit dalam riceh Kekuatan lekatan konkrit

Faktor Keselamatan Separa 1.15 1.50 1.25 1.40

Keluli diperbuat dengan cara yang lebih sistematik dan kawalan mutu yang baik, maka faktor keselamatan untuk keluli lebih kecil jika dibandingkan dengan faktor keselamatan untuk konkrit. 4) Berikan dua contoh keadaan had muktamad dan dua contoh keadaan had kebolehkidmatan. i. Runtuh. ii. Tumbang.

5) Berat satu rasuk konkrit tetulang bersaiz 200mm x 400mm sepanjang 4m adalah ______kN.

6) Lukis lengkung tegasan-terikan rekabentuk bagi konkrit dengan menunjukkan nilai-nilai penting. Lengkung sebenar

A 0.0035 B C 0.02Lengkung tegasan – terikan konkrit

Lengkung tegasan – terikan konkrit 0.67f 0.0035 cu

γm

7) Lukis lengkung tegasan-terikan untuk keluli dengan menunjukkan nilai-nilai penting.

22 ((f =250N/mm =4602N/mm )) (N/mm ) fyy

200Garislengkung tegasan – terikan tetulang keluli fy kN/mm 2

γm

8) Jelaskan istilah-istilah berikut.

a. Kekuatan ciri. Kekuatan ciri = Kekuatan Purata – 1.64 x Sisihan Piawai

b. Beban ciri. Beban ciri iaitu beban yang mempunyai kebarangkalian yang rendah yang ianya akan dilebihi sepanjang hayat struktur.

c. Kekuatan rekabentuk. Kekuatan rekabentuk

=

=

Kekuatan ciri Faktor keselamatan sementara

d. Beban rekabentuk Beban rekabentuk =

beban ciri x faktor keselamatan separa =

9) Dengan bantuan lakaran terangkan apa yang berlaku kepada satu rasuk konkrit tetulang apabila dikenakan beban. (*beban bertambah dari sifar hingga rasuk gagal) Apabila satu rasuk konkrit dikenakan beban ia akan melentur sebagaimana ditunjukkan di bawah. Keamatan lenturan yang berlaku digambarkan oleh gambarajah dan nilai momen lentur sebagaimana yang telah dipelajari dalam matapelajaran analisis struktur. Lenturan yang berlaku menyebabkan sebelah muka rasuk memendek akibat daya mampatan dan sebelah lagi memanjang akibat daya tegangan. Bahagian tegangan akan mengalami retak kerana konkrit seperti yang diketahui lemah dalam tegangan. Bahagian tegangan akan mengalami retak kerana konkrit seperti yang diketahui lemah dalam tegangan. Oleh itu tetulang keluli disediakan pada bahagian tegangan bagi mengatasi masalah ini.

10)Terangkan dengan bantuan lakaran bentuk-bentuk kegagalan yang boleh berlaku ke atas keratan satu rasu konkrit tetulang jika keluli yang disediakan berbezabeza.

Terdapat tiga bentuk kegagalan yang boleh berlaku kepada suatu keratan rasuk akibat lenturan, iaitu i.

Tetulang Kurangan (Under Reinforced) Berlaku apabila luas tetulang keluli yang disediakan agak kecil berbanding luas keratan konkrit. Pada keadaan ini keluli akan mencapai takat alah terlebih dahulu sebelum konkrit mencapai kekuatan atau terikan maksimum. Kegagalan berlaku disebabkan gagalnya keluli dalam tegangan. Pada keadaan ini ukurdalam ke paksi neutral x < 0.64d.

ii. Keratan Imbang (Balance Section) Berlaku apabila luas tetulang keluli yang disediakan agak seimbang berbanding luas keratan konkrit. Pada keadaan ini keluli akan mencapai takat alahnya serentak dengan masa konkrit mencapai kekuatan atau terikan muktamad.Keluli dan konkrit akan gagal serentak. Ukurdalam ke paksi neutral, x = 0.64d.

iii. Tetulang Lebihan (Over Reinforced) Berlaku apabila luas tetulang keluli yang disediakan agak besar berbanding luas konkrit. Pada keadaan ini konkrit akan mencapai kekuatan atau terikan maksimumnya terlebih dahulu sebelum keluli mencapai takat alah. Kegagalan berlaku disebabkan gagalnya konkrit dalam mampatan. Kegagalan ini tidak boleh dibenarkan berlaku kerana ia akan terjadi tanpa sebarang petanda atau amaran. Ukurdalam ke paksi neutral, x > 0.64d.

11) Terangkan apakah konkrit tetulang dan nyatakan kelebihannya berbanding bahan binaan struktur yang lain. Konkrit tetulang merupakan konkrit yang diperkuat dengan tetulang atau bar-bar keluli. Konkrit ialah bahan rencam yang terdiri dari adunan simen, batubaur, pasir dan air. Konkrit mempunyai sifat kekuatan mampatan yang tinggi tetapi lemah dalam tegangan. Keluli pula mempunyai kekuatan tegangan yang tinggi tetapi mempunyai kestabilan sisi yang rendah dalam mampatan. Dengan itu, gabungan keduanya menghasilkan suatu bahan struktur yang cukup kuat dari pelbagai segi.

12)Nyatakan apa itu “Kod Amalan” dan mengapa ia penting dalam kerja-kerja rekabentuk. Semasa rekabentuk, jurutera sentiasa berpandukan kepada kod amalan praktik atau piawaian rekabentuk iaitu satu dokumen mengenai amalan-amalan terbaik yang pernah dialami oleh jurutera dan penyelidik berpengalaman. Di Malaysia umumnya amalan rekabentuk dibuat berpandukan Piawaian British. Bagi rekabentuk struktur konkrit tetulang kod amalan berikut digunakan, i.

BS 8110: 1985: Structural Use of Concrete Part 1 : Code of Practice for Design and Construction Part 2 : Code of Practice for Special Circumstances Part 3 : Design Charts for singly reinforced beams, doubly reinforced beams and rectangular column

ii. BS 6399: 1984: Design Loading for Building

Part 1 : Code of Practice for Dead and Imposed Loads iii. CP 3 : 1972: Chapter V: Loading Part 2 : Wind Loads