NOTA GANTUNGAN SELAPUT & 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

 Bila daya-daya di kenakan pada kaki itek dan sayap kelawar,ianya disebarkan dalam berbagai arah melalui selaput kepada elemen sangga.
 Selaput-selaput ini bersifat mudahlentur kecuali bila di tegaskan sepenuhnya




Rajah 6.1.1
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.

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 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 di titik sangga.
 Dalam hal ini masalah getaran susah di atasi.
 Jika sokongan berturutan di gunakan disekeliling sistem selaput,daya tegangan dalam selaput akan menjadi sekata di bawah tindakan .beban.
Rajah 6.2.1.1

Rajah 6.2.1.2

Rajah 6.2.1.3

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 dalaman,isipadu udara yang 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 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.
 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”




















Bentuk tiga perempat sfera




Rusuk Inflated

Selaput berganda 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
(SELAPUT) RAJAH

 Rajah 6.3.1.1 menunjukkan modul khemah di Jeddah, Arab Saudi.
 Khemah yang mengandungi 210 modul empat segi sama berdimensi 151 kaki tiap-tiap satu modul.
 Firma Jurutera Geiger-Berger bertanggungjawab terhadap penggunaan khemah yang menutupi kawasan seluas 23 ekar.

STRUKTUR GANTUNGAN
(SELAPUT)

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









Rajah 6.3.1.1













RAJAH



Rajah 6.3.1.2












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 mempunyai bumbung melengkung yang merentang 164 kaki.
 Ia menggunakan tiub lengkung dari 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.
 Struktur begini boleh dimasuki melalui pintu kerana kehilangan 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. Rajah 6.3.2.1
Bangunan Fuji Pavilion, Osaka World’s Fair Murata,1970.



Rajah 6.3.2.2
Bumbung Pneumatik kolam renang








TAHNIAH
ANDA TELAH BERJAYA MENAMATKAN UNIT INI