UNIVERSITI SAINS MALAYSIA KAMPUSCAWANGANPERAK
Peperiksaan Semester II Sidang Akademik 1997/98
FEBRUARI 1998
EAA465/4 - REKA BENTUK KONKRIT PRA-TEGASAN
Masa: [3 Jam]
Araban Kepada Calon:-
1.
Sila pastikan kertas peperiksaan ini mengandungi TUJUH (7) muka surat bercetak termasuk lampiran sebelum anda mernulakan peperiksaan ini.
2.
Kertas ini mengandungi LIMA (5) soalan. Jawab EMPAT (4) soalan sahaja. Markah hanya akan dikira bagi EMPAT (4) jawapan PERTAMA yang dimasukkan di dalam buku mengikut susunan dan bukannya EMPAT (4) jawapan terbaik.
3.
Semua soalan mempunyai markah yang sarna.
4.
Semua jawapan MESTILAH dimulakan pada muka surat yang baru.
5.
Semua soalan MESTILAH dijawab dalam Bahasa Malaysia.
6.
Tuliskan nombor soalan yang dijawab di luar kulit buku jawapan anda.
59
... 2/-
- 2-
lEAA465/4'
1. (a) Tentukan dengan jelas, apakah implikasi situasi di bawah apabila kiln mcrekabentuk tetulang ricih dalam reka bentuk struktur prategasan. (i) V lebih rendah dari 0.5 Vc (ii) V tidak melebihi Vc + 0.5 b.d (iii) V melebihi Vc + 0.4 b.d
di mana:
V
Vc bv
D
= Daya ricih reka bentuk. = Tegasan ricih reka bentuk muktamad. = Ukur lebar anggota. = Jarak antara lernbar mampatan ke pusat bentuk. ( 3 markah)
(b) Sebuah rasuk berkeratan rentas sekata ditunjukkan dalarn Gambar rajah I, panjang rasuk 3 m dengan tendon profit berbentuk parabolik dan kesipian adalah -300 mm di hujung rentang dan -750 mm di tengah-tengah rentang. Rasuk ini menanggung beban teragih muktamad 43 kN/m dengan konkrit grade 40. (i) kira tegasan ricih reka bentuk maksimum.
( 3 markah)
(ii) kira rintangan tanpa retak maksimum.
(10 markah)
=]
(iii) kira rintangan retak pada pertengahan rentang V = 0, d 400 j ika tendon ditegangkan hingga 70% kekuatan ciri semasa perpindahan dan kehiJangan 30% jika keluasan tendon As =: 3450 mrrr'.
., 150 1500
......
------.:...
- - - - - - - - - - Paksi sentro.id
850
Gambar rajah 1 (9 markah)
... 3/-
60
-3-
2.
[EAA465/41
Konkrit pra-tegangan untuk geladak jambatan pra-tegasan dalam bentuk papak pejal (Gambar Rajah 2) adalah disokong mudah 20 m. . Ia membawa beban khidmat 10.3 kN/ro2 • Tegasan dibenar untuk konkrit diberikan seperti di bawah. Jika kehilangan jangka pendek 10% dari jangka panjang 20%. fmk = 16.7 N/mm2
Fmp = 20.0 N/mm 2
ftp = 1.0 N/mm2
1_
I
[
I . _:.
\
I
• • •
~ r=
h
e
• • • • •
Gambar Rajah 2
(5 markah)
(a)
Tentukan ukur dalam minimum papak yang diperlukan.
(b)
Lukiskan gambar rajah magnet dan cari daya pra-tegasan minimum untuk tindih yang mempunyai kesipian e = 188 mm. (10 markah)
(c)
Apakah kesan terhadap daya pra-tegasan minimum jika: (i) Mengurangkan kesipian kepada 125 mm. (ii) Menambah kesipian kepada 250 mm.
Sl
( 5 markah) ( 5 markah)
... 4/-
-4-
3.
[EAA465/41
Geladak jambatan komposit sepanjang 15 m ditunjukkan dalam Gambar rajah 3. Ini merupakan keratan T terbalik pada keratan 500 rom dengan kedalaman 845 mm.
Jika jumlah daya prategasan pad a setiap rasuk adalah 1140 kN selepas semua kehilangan, tentukan taburan daya di bawah beban kenaan 12 kN/m. Butir keratan adalah seperti berikut: Yb = 7.78 X 109 mm" At = 1.47 x lOs mm2
. Zt =19.20 X 106 mrrr' Zt, =26.91 x 106 mnr'
Gambar Rajah 3
(25 markah) 4. (a)
Reka bentuksatu blok hujung zon tambahan untuk ahli dalam anggota tegangan. Dimensi ditunjukkan dalam Gambar Rajah 4(a) saiz plat glas ialah empat segi sarna 315 mm dengan garispusat salur 106 mm seperti ditunjukkan. Daya bicu
(jacking force) ialah P = 3000 kN dan kekuatan konkrit semasa perpindahan 35 N/mm 2• (13 rnarkah)
Gambar Rajah 4(a) ... 5/-
-5-
[EAA465/41
4. (b) Reka bentuk blok hujung untuk rasuk yang ditunjukkan dalam Gambar Rajah 4(b). Blok hujung ini ditegaskan dengan 4 tarnbatan (anchorage) serupa berbentuk kun berukuran 100 mm yang diletakkan seperti ditunjukkan dalam gambar rajah. Daya bicu yang dikenakan kepada tiap-tiap tambatan ialah 400 kN. Keluasan tambatan boleh dibahagikan kepada empat kawasan hujung yang sarna dengan sempadan 200 x 150 mm, iaitu:
2yo
=200 mm arah tegak =150 mm arah mengufuk
r-'--···~---' ..........
~
,._-_ .. -
....
o o ....
176
..
..
~._ ~_ ~~~
1. (a)
400---i Cb)
Gambar Rajah 4(b) (12 markah)
... 6/-
I
fEAA465/41
- 6-
5.
Keratan piawai keratan T-berkernbar Dr 3 adalah direka bentuk untuk panjang 9.5 m. Butir keratan ini ditunjukkan di dalam Jadual I.
rna
=35.6 kN/m
11
= 0.75 = 16.5 N/mm2
fck
2
f lp = 2.7 N/mm mk = 60.2 kN/m
f mp f tk
= 17.5 N/mm2 2 =3.2 N/mm
Menggunakan kaedah ubahsuai gambar rajah Krishnamurthy's dalam Jadual 2, kira: . (i) kesipian maksimum (e) (ii) nilai daya prategasan selamat (P)
l~bar
123
an99aran
lOG
·~I·~.·I.
j _.~
- - ijiO - _._.•.
Keratan '1' pi.c:awai berXernbar
Rajah 5 : Keratan T piawai berkembar
No. Keratan
Ukur dalam h/mm
Keluasan A/mm
2
Ketinggian ke pusat bentuk Ylnrlmm
Momen kedua keJuasan I1mm4xlO6
Berat
Moduli keratan
kN/m
ZsuJrnm 3 x l 06 DTt
108000
135
DT2
305
134000
200
364 1115
DT3
406 508
157000 177000
264
2365
332
4120
DT4
203
sendiri
5.34 10.66 16.75 23.40
Zlnf/mm]x 106 2.70
5.57 3.95 12.42
Jadual I; Ditnensi Keratan-T Piawai Berkembar (2~,t1,narkah ) 000000000
2.1
2.6 3.0 3.4
2
REKA BENTVlC. lC.ONKRrr ;RATECiASAN
ANALlS1S DAN REKA BENTUK MOMEN RASUk DlSOKONG NUDAH
Persam..n uacuk koordinal penjuru zon _JamaL
I
,,(Z.
+
A(Mk
L
+
Z~
PH
II
atau;
"f., z,
If) M. -
(I -
_Zt.
CI... z, + M.)(~)
tH -
U"tuJc~L
-. P
, Sambungan
-: I ...
(1) +-Z.
ZJl
( t) +7Z,
'H-(M,,+M.-!mk Z.)
PH
'l. - (/.,ZI + M ,) -
'L
atau;
f''I.ZJ) (- I) - ZJ -
+ W, -
Mt
"
PL
•
A
It
'I -.I (ftpZl + (1) + AZ. A (/fflp
f~l
rp 1,)
'F=
(
MI ,
f mtZ
t) (-
1) PF
"
P.
PF
Mit
+
--
"U'1 -
tM "'"
(fmpZl
~ i'\
J6
A
., "'"
-
+ Mil
M,
eF
_
:=
A[(M"
+ Mal (I
= (Ml; + M
I
-
-
If)
• -.J
(M + M; k
tF =
+ ,,/mk Z ,
I)
- frk Z2]
z,
f flIk Z . ) ( P + A F
atau:
Zt)
+ ,,1m,Zz + f mkZ .]
Mk
(~) PH
PF
+ Z.
rz, +
,
A
M
,,(Z. + ZJ)
Zz
Untuk pmjuru H.jikaf rnk < M t
cer.:
Z1
+A
1."Zz) (-I ) - ZJ-
Untllk ptnjuru F. jika I";,, > --,-
t!. ... (f..z z + M,) (~) _
flk
Z
J)
(;J _~1
Zl
A
Y,
If?
atau; ~=
-
Mk + M. -
Mil 1'.
I
1 PH
+
atau;
atau;
ie:
"It A (/mt.Yz - f'k f.)
PF
'F-. (Mil
U"tuk pcnjurv I
~I =
k
Unt"" pmjuru ',jllta mil <
I
tt.- (
P.
M + M, --7-
.. f
A
(Mil+ M,
-
f mitZI) ( -
"
I) +-ZI
PH
M." + M. Zl
Untuk ptnjuJ'U H. jib f m\ > --';;:"'----'" I
PH ... A
Z. + ZJ (/mk Z •
+ f mp Z 2
-
Mt )
H h
It
e
.r-~--
12
L-----d1-~
-"'I
I~
.~~
~;
> >
.t--.
.O"'t'"" OWl
<, .t'-oo
