Disertasi ini membentangkan kajian berangka ke atas kelakuan ricih keratan keluli
purlin Z dengan bukaan. Objektif kajian ini yang pertama adalah untuk menentukan
keupayaan ricih keratan keluli purlin Z dengan bukaan web di bawah pembebanan
ricih, kedua untuk mengkaji kesan pembolehubah bukaan web terhadap kapasiti ricih
dan pengurangan isipadu keratan keluli purlin Z dan ketiga untuk mencadangkan satu
keratan keluli purlin Z optimum dengan pembukaan web berdasarkan keputusan yang
diperolehi daripada perisian LUSAS. Enam (6) pembolehubah seperti saiz bukaan,
bentuk bukaan, jenis keratan, jarak antara bukaan, kedudukan dan susunan bukaan
telah dikenal pasti dan diuji untuk mengkaji kesannya terhadap kapasiti ricih keratan
keluli purlin Z. Keputusan menunjukkan bahawa kehadiran bukaan web tidak
memperbaiki kelakuan kejuruteraan dan prestasi keratan keluli purlin Z dari segi
tingkah laku ricih. Walau bagaimanapun, peningkatan dari segi pengurangan isipadu
diperhatikan. Setiap pembesaran 0.1D (dimana D merujuk kepada ketinggian keratan)
saiz bukaan menyebabkan penurunan anggaran 10% dalam kapasiti lengkokan ricih
manakala pengurangan isipadu meningkat secara eksponen. Bentuk berlian 55% lebih
baik dalam kapasiti lengkokan ricih berbanding dengan bukaan berbentuk bulatan
tetapi bukaan bentuk bulatan 24% lebih baik dalam pengurangan isipadu. Keratan
dengan ketinggian yang lebih kecil akan mencapai kapasiti lengkokan ricih yang lebih
tinggi berbanding dengan keratan yang lebih besar ketinggian. Tetapi keratan yang
lebih besar ketinggian mempunyai pengurangan isipadu lebih tinggi. Tiada perbezaan
yang ketara dari segi kapasiti lengkokan ricih diperhatikan apabila jarak bukaan
dimanipulasi. Posisi bukaan tidak mempunyai kesan ke atas kapasiti lengkokan ricih
dan pengurangan isipadu. Manakala tidak ada kesan yang ketara ke atas kapasiti
lengkokan ricih dan pengurangan isipadu diperhatikan apabila susunan bukaan
dimanipulasi. Keratan optimum Z100-19 dengan ketinggian 0.3D-0.5D bukaan
berbentuk berlian dan jarak bukaan 100mm pusat ke pusat bergantung kepada
spesifikasi jurutera adalah dicadangkan.
_______________________________________________________________________________________________________
This dissertation presents a numerical study on the shear behaviour of Z-section steel
purlin with opening. The objective of this study is to firstly determine the shear
capacity of Z-section steel purlin with web opening under shear loading, secondly to
investigate the effect of web opening variables on the shear capacity and volume
reduction of Z-section steel purlin and lastly to propose an optimal section of Zsection
steel purlin with web opening based on results obtained from LUSAS finite
element analysis software. Six (6) variables such as opening size, opening shape,
section type, opening distance, opening position and opening arrangement were
identified and tested to investigate their effect on shear capacity of Z-section steel
purlin. Results indicated that the presence of web opening did not improve the
engineering behaviour and performance of Z-section steel purlin in terms of shear
behaviour. However, improvement in terms of volume reduction was observed. Each
0.1D (where D is the section height) enlargement of opening size caused an
approximate 10% drop in shear buckling capacity (SBC) while volume reduction (VR)
increased exponentially. Diamond shape performed up to 55% better in SBC
compared to circular shape opening but circular shape opening performed up to 24%
better in VR. Sections with smaller section height had higher SBC compared to
sections with bigger section height. Nevertheless, sections with bigger section height
had higher VR. No significant difference in terms of shear buckling capacity was
observed when opening distance was varied. Opening position had no effect on SBC
and VR. Opening arrangement had no significant effect on SBC and VR. An optimal
section of Z100-19 with 0.3D to 0.5D diamond shaped opening and an opening
distance of 100mm centre to centre depending on engineer’s specification is proposed.
A numerical study on z-section steel purlin with opening under shear loading / Ng Yuting