MENGHINDAR GEMPA

Untuk melindungi struktur bangunan dari gempa, dapat menggunakan alat-alat peredam gempa (damper), mulai dari bantalan karet (base isolation seismic bearing) hingga alat-alat berteknologi tinggi. Gempa yang terjadi di Indonesia saat ini sangat memprihatinkan, banyak korban jiwa akibat tertimbun runtuhan gedung-gedungnya. Salah satu pilihan yang kini banyak digunakan untuk melindungi struktur bangunan dari gempa, adalah dengan alat-alat peredam gempa (damper). Adapun alat peredam gempa tersebut, cukup banyak jenisnya,

1. Bantalan karet tahan gempa (seismic bearing)
2. Lock Up Device (LUD)
3. Fluid Viscous Damper (FVD)
4. High Damping Device (HIDAM)
5. dan lainnya

Penggunaan peralatan tahan gempa tersebut, pada prinsipnya berfungsi untuk menyerap energi gempa yang dipikul oleh elemen-elemen struktur. Sehingga, struktur bangunan menjadi lebih elastis dan terhindar dari kerusakan gempa yang parah.

Gambar 1 Respon antara struktur dengan damper dan tanpa damper ketika diguncang gempa

( sumber : www2.bridgestone-dp.jp )

Bantalan Karet

Bantalan karet sering dikenal sebagai base isolation, tampaknya penggunaannya akan semakin berkembang luas di masa datang. Berbagai daerah di Indonesia yang dikategorikan rawan gempa, menjadikan bantalan karet peredam gempa ini sangat diperlukan untuk melindungi struktur bangunan. Bantalan karet ini tergolong murah, dan bukan merupakan alat berteknlogi tinggi.

Gambar 3 Bantalan karet

( sumber : wbdg.org )

Aplikasi bantalan karet
Dalam aplikasinya, bantalan karet tersebut dipasang pada setiap kolom, yaitu diantara pondasi dan bangunan. Bantalan karet alam ini, berfungsi untuk mengurangi getaran akibat gempa. Sedangkan lempengan baja, digunakan untuk menambah kekakuan bantalan karet, sehingga penurunan bangunan saat bertumpu di atas bantalan karet tidak terlalu besar.
Adapun prinsip kerja dari bantalan karet (base isolation seismic bearing) ini adalah pengaruh gempa bumi yang sangat merusak struktur bangunan, merupakan komponen getaran karet horizontal. Getaran tersebut, dapat menimbulkan gaya reaksi yang besar. Bahkan, pada puncak bangunan, dapat terlihat hingga mendekati dua kalinya. Oleh karena itu, apabila gaya yang sampai pada bangunan itu lebih besar dari kekuatan struktur maka bangunan itu akan rusak.

Gambar 2 Perletakan bantalan karet pada tiap kolom

( sumber : ndsse.com )

Gaya reaksi yang sampai pada bangunan tersebut, dapat dikurangi melalui penggunaan bantalan karet tahan gempa ini. Pada dasarnya, cara perlindungan bangunan oleh bantalan karet tahan gempa ini, dicapai melalui penggunaan getaran gempa bumi ke arah horizontal. Dengan bantalan tersebut, juga memungkinkan bangunan untuk bergerak bebas, pada saat berlangsung gempa bumi, tanpa tertahan oleh pondasi. Bantalan karet tersebut, dapat mengurangi daya reaksi hingga 70%. Karena, secara alami karet alam memiliki fleksibilitas yang tinggi dan dapat menyerap energi.

Gambar 4 Uji geser

( sumber : http: www.ipard.com)

Gambar 5 Uji tekan vertikal

( sumber : http: www.ipard.com )

Peredam gempa berupa bantalan karet alam ini, kini mulai banyak diaplikasikan pada bangunan-bangunan hunian maupun gedung-gedung bertingkat. Dan berdasarkan pengalaman di lapangan., bangunan yang menggunakan bantalan karet peredam gempa ini, tidak mengalami kerusakan yang signifikan, ketika terjadi gempa.

LUD  (Lock Up Devices)

Selain bantalan karet, kini beberapa bangunan publik yang berlokasi di daerah rawan gempa, juga sudah mulai mengaplikasikan teknologi peredam gempa berteknologi tinggi dari mancanegara. Salah satunya adalah jalan layang (flyover) Pasupati, Bandung. Konon, bangunan publik ini, merupakan jalan layang pertama di indonesia, yang mengaplikasikan perangkat teknologi peredam gempa shock transmission unit, dipilih jenis Lock Up Devices (LUD) yang didatangkan dari Prancis. Teknik yang umumnya dipakai di Tank atau pesawat angkasa, sekarang ada di jalan Pasupati ini.

Gambar 6 LUD pada jembatan Rigid

( sumber : http://rebar.ecn.purdue.edu)

Salah satu alasan pemasangan LUD pada jalan layang Pasupati ini, karena Bandung termasuk kota rawan gempa. Kekuatan gempa di Indonesia, terutama Jawa, tercatat masuk region 3 – 4 atau sekitar 8 Ritcher. Karenanya, di sepanjang jalan laying Pasupati, setidaknya dipasang sekitar 76 unit LUD. Seluruh unit tersebut, dipasang pada tiang-tiang (pier) jalan layang. Pada setiap tiang yang ditentukan, dipasang dua unit LUD yang akan bekerja meredam guncangan pada konstruksi jalan layang ketika terjadi gempa.
Seperti pada produk peredam gempa LUD yang konon harga per-unitnya lebih dari 100 juta tersebut, jika dilihat dari dekat pada konstruksi jembatan layang Pasupati ini ada semacam dongkrak atau shockbreaker pada pertemuan antara tiang dan segmen jalan layang. Benda itulah yang dinamakan LUD, sebagai alat untuk meredam guncangan jika terjadi gempa.

Gambar 7 LUD

( sumber : http://rebar.ecn.purdue.edu)

Gambar 8 LUD

( sumber : http://rebar.ecn.purdue.edu)

Prinsip kerja LUD

Prinsip kerja LUD sangat sangat sederhana, jika diibaratkan tiang dan badan jalan layang sebagai huruf  T. Dimana garis melintang sebagai badan jalan. Gerak redam LUD pada saat terjadi gempa, akan berlangsung dari arah kiri ke kanan atau sebaliknya. Dengan penggunaan cairan khusus (gel silikon) yang menjadi bantalan pada LUD, guncangan ekstrem akibat gempa, pada saat tertentu mengakibatkan LUD terkunci, dan mengakibatkan seluruh badan jalan dan tiang akan bergerak serentak ke arah yang sama seperti huruf T, ke kanan dan ke kiri. Sistem ini, juga bisa meredam gerakan liar, akibat guncangan yang disebabkan oleh getaran lainnya. Kekuatan LUD dengan gaya horizontal, adalah 3.400 kN/unit.

Gambar 9 Perlatakan LUD pada jembatan tampak atas

( sumber : http://rebar.ecn.purdue.edu)

Gambar 10 Perletakan LUD tampak samping

( sumber : http://rebar.ecn.purdue.edu)

Supaya awet LUD harus dirawat dengan mengganti cairan LUD (gel silikon) setiap 25 tahun, dan mengganti cincin karena 10 tahun. Umur struktur jembatan itu sendiri, diperkirakan bisa mencapai lebih dari 100 tahun.

FVD (Fluid Viscous Damper)

Peralatan peredam gempa lain yang cukup terkenal dan banyak diaplikasikan pada struktur bangunan, adalah fluid viscous damper (FVD). Fungsi utama dari peralatan ini, adalah menyerap energi gempa dan mengurangi gaya gempa rencana yang dipikul elemen-elemen struktur. Sehingga, struktur bangunan menjadi lebih elastis dan mampu meredam guncangan gempa. Dengan mengaplikasikan peralatan FVD, gempa rencana yang dipikul elemen struktur menjadi lebih kecil. Sehingga, dengan kondisi tersebut diharapkan tidak terjadi kerusakan struktur bangunan ketika gempa terjadi.

Gambar 11 Pemasangan FVD pada struktur gedung

( sumber : istgeography.wikispaces.com)

Gambar 12 Cara kerja FVD

( sumber : istgeography.wikispaces.com )

FVD merupakan alat peredam gempa yang berfungsi sebagai disipator energi, dengan cara memberikan perlawanan gaya melalui pergerakan yang dibatasi. Gaya yang diberikan oleh FVD timbul, akibat adanya gaya luar yang berlawanan arah, bekerja pada alat tersebut. Peralatan ini bekerja, dengan menggunakan konsep mekanika fluida dalam mendispasikan energi.

Pada perkuatan FVD kolom berfungsi sebagai pegas. FVD mampu mereduksi tegangan dan defleksi yang terjadi secara simultan (bersamaan), karena gaya FVD yang bekerja sebanding dengan perubahan kecepatan stroke-nya (stroking velocity). Mekanisme kerja ini, dianalogikan seperti suspensi atau shock absorbser pada mobil, yang digunakan untuk mengatur pergerakan pegas di posisi tumpuan. Gaya redaman yang dibutuhkan relatif kecil, dibandingkan gaya yang dipikul pegas, akibat beban kendaraan dan beban guncangan.

Gambar 13 FVD pada perkuatan struktur gedung

( sumber : staaleng.com )

Jika pada struktur dipasang FVD, gaya redaman akan sama dengan nol pada saat defleksi maksimum, karena kecepatan stroke sama dengan nol dan kemudian berbalik arah. Saat kolom berbalik arah ke posisi semula, akan menyebabkan menjadikan kecepatan stroke menjadi maksimum atau gaya redamannya menjadi maksimum. Pada posisi kolom normal, tegangan kolom adalah minimum. Dengan, demikian penggunaan FVD sebagai alat peredam struktur, tidak akan meningkatkan beban pada kolom akibat gaya yang dikeluarkan FVD, karena saat terjadi gempa dan gaya damper maksimum, tegangan kolom justru minimum.

Gambar 14 FVD

( sumber : flickr.com )

Keuntungan FVD

Adapun kelebihan FVD, yaitu

1. Dapat mereduksi tegangan, gaya geser dan defleksi pada struktur, dapat bekerja secara pasif (tidak membutuhkan peralatan atau sumber daya dalam penggunaannya).
2. Dapat bekerja dengan tekanan fluida lebih tinggi, sehingga bentuknya semakin kecil dan praktis.

HiDAM   (High Damping Device)

Jepang adalah salah satu negara yang sering dilanda gempa, sehingga para engineer di jepang dituntut untuk dapat mengatasi kerusakan bangunan akibat guncangan gempa sehingga mengurangi korban jiwa dan materi. Alat peredam gempa ini adalah hasil penelitian dan pengembangan laboraturium Kobori, afiliasi perusahaan kontraktor Kajima. Di Jepang sendiri, alat ini berhasil diaplikasikan pada gedung-gedung tinggi dan struktur khusus lainnya.

Gambar 15 Detail HiDAM

( sumber : kirainet.com )

Untuk HiDAM pada bagian struktur atas sebagai respon pasif juga mulai banyak diaplikasikan. Hal ini penting, karena berdasarkan simulasi, jika gempa berkekuatan 7-8 magnitude mengguncang Tokyo, maka lebih dari sepertiga areanya akan luluh lantah, dengan banyak korban jiwa.

Gambar 16   HiDAM dan cewex ^^

( sumber : kajima.co.jp )

Sekilas mengenai prinsip kerja HiDAM, secara umum hampir sama dengan FVD taylor device . Yakni kedua alat ini sama-sama menggunakan prinsip viskositas dalam menciptakan gaya redaman. Berdasarkan hasil penelitian terhadap alat peredam gempa HiDAM ini, rasio redaman struktur, mampu ditingkatkan oleh HiDAM pada kisaran 10 – 20 %.  Angka ini, sangat signifikan dalam mengurangi respon struktur terhadap gempa dan kerusakan bangunan, serta telah memenuhi kriteria konvensional gempa di Jepang.

Gambar 17 HiDAM

MENGENAL GEMPA & TSUNAM

Gempa bumi berkekuatan 7,9 skala richter yang melanda Sumatra pada 12 September 2007 lalu menambah panjang daftar catatan gempa besar di Indonesia. Tercatat dalam kurun waktu tiga tahun terakhir, Indonesia telah digoyang gempa besar sebanyak 7 kali. Satu yang paling hebat adalah gempa Aceh pada 26 Desember 2004. Sebenarnya apa sih penyebab gempa bumi itu?
Ada beberapa penyebab gempa bumi. Pertama karena pergerakan magma dalam gunung berapi biasa disebut gempa vulkanik. Kedua karena pergeseran lempeng-lempeng bumi, (gempa tektonik). Ketiga karena menumpuknya massa air yang sangat besar di balik dam. Contoh kasusnya adalah Dam Karibia di Zambia, Afrika. Keempat karena injeksi atau akstraksi cairan dari dan ke dalam bumi. Contoh kasusnya biasanya terjadi pada beberapa pembangkit tenaga listrik panas bumi. Kelima, disebabkan oleh bahan peledak atau disebabkan oleh manusia (seismitas terinduksi).
Umumnya di Indonesia gempa pada dua tipe pertamalah yang banyak terjadi.

Pelepasan Tenaga
Penyebab gempa bumi yang paling sering adalah karena pergeseran lempengan bumi (Tektonik). Gempa tektonik terjadi karena gerakan dari berbagai lempengan bumi baik besar maupun kecil yang membentuk kerak bumi. Lapisan kerak bumi yang keras menjadi genting (lunak) dan akhirnya bergerak. Teori dari “Tektonik Plate” menjelaskan, bumi terdiri atas beberapa lapisan batuan. Sebagian besar area dari lapisan kerak itu akan hanyut dan mengapung di lapisan seperti salju. Lapisan tersebut begerak perlahan sehingga berpecah-pecah dan bertabrakan satu sama lainnya. Hampir sebagian besar gempa tektonik terjadi di perbatasan antara lempengan-lempengan pembentuk kerak bumi tersebut, seperti di lingkaran Pasifik. Kegiatan zone subduksi atau area tumbukan lempeng memegang peranan hampir 50 persen dari peristiwa seismik yang terjadi. Kegiatan zone subduksi ini terkonsentrasi di daerah yang dinamakan lingkaran api (ring of fire), sebuah pita sempit yang panjangnya sekitar 38.600 km. Panjang pita ini membentang dari Selandia Baru-Indonesia-Jepang-hingga Amerika Selatan.

Tsunami
Gempa hebat yang melanda dunia pada 26 Desember 2004 lalu diikuti tsunami. Peristiwa besar yang menewaskan 220 ribu jiwa yang menghuni sepanjang pesisir Samudera Hindia ini menimbulkan trauma dunia yang sangat dalam. Mengapa gempa berkekuatan 9,3 skala richter ini diikuti tsunami sedangkan gempa 12 September 2007 di Bengkulu kemarin tidak? Padahal pusat gempa sama-sama di laut dan kedalamannya dangkal. Hal ini dikarenakan adanya perbedaan ketajaman tumbukan.
Pada gempa Bengkulu sudut penunjamannya landai. Jadi untuk menimbulkan tsunami butuh energi yang lebih besar. Titik pusatnya hanya 10 km di bawah permukaan laut,
sehingga belum mencapai lantai samudera.
Tsunami sendiri merupakan istilah dalam bahasa Jepang. Menyatakan suatu gelombang laut yang terjadi akibat gempa bumi tektonik di dasar laut. Magnitudo Tsunami yang terjadi di Indonesia berkisar antara 1,5-4,5 skala Imamura, dengan tinggi gelombang Tsunami maksimum yang mencapai pantai berkisar antara 4 – 24 meter dan jangkauan gelombang ke daratan berkisar antara 50 sampai 200 meter dari garis pantai.
Berdasarkan Katalog gempa (1629 – 2002) di Indonesia pernah terjadi Tsunami sebanyak 109 kali , yakni 1 kali akibat longsoran (landslide), 9 kali akibat gunung berapi dan 98 kali akibat gempa bumi tektonik.
Tsunami biasanya terjadi dalam rentang 3-60 menit setelah gempa. Ditandai dengan surutnya air laut dan terbangnya puluhan bahkan mungkin ratusan burung-burung laut ke arah daratan. Selain itu juga akan tercium bau garam.
Tak semua gempa tektonik di dasar laut menyebabkan tsunami. Banyak faktor yang jadi penyebab. Seperti kekuatan dan kedalaman pusat gempa. Karena itu bila dalam rentang waktu satu jam setelah gempa, kamu tak melihat tanda-tanda seperti di atas, yakinlah insya Allah tak ada tsunami.

gempa bumi

Penyebab terjadinya gempa bumi  Kebanyakan gempa bumi disebabkan dari pelepasan energi yang dihasilkan oleh tekanan yang dilakukan oleh lempengan yang bergerak. Semakin lama tekanan itu kian membesar dan akhirnya mencapai pada keadaan dimana tekanan tersebut tidak dapat ditahan lagi oleh pinggiran lempengan. Pada saat itulah gempa bumi akǍan terjadi.  Gempa bumi biasanya terjadi di perbatasan lempengan lempengan tersebut. Gempa bumi yang paling parah biasanya terjadi di perbatasan lempengan kompresional dan translasional. Gempa bumi fokus dalam kemungkinan besar terjadi karena materi lapisan litosfer yang terjepit kedalam mengalami transisi fase pada kedalaman lebih dari 600 km.  Beberapa gempa bumi lain juga dapat terjadi karena pergerakan magma di dalam gunung berapi. Gempa bumi seperti itu dapat menjadi gejala akan terjadinya letusan gunung berapi. Beberapa gempa bumi (jarang namun) juga terjadi karena menumpuknya massa air yang sangat besar di balik dam, seperti Dam Karibia di Zambia, Afrika. Sebagian lagi (jarang juga) juga dapat terjadi karena injeksi atau akstraksi cairan dari/ke dalam bumi (contoh. pada beberapa pembangkit listrik tenaga panas bumi dan di Rocky Mountain Arsenal. Terakhir, gempa juga dapat terjadi dari peledakan bahan peledak. Hal ini dapat membuat para ilmuwan memonitor tes rahasia senjata nuklir yang dilakukan pemerintah. Gempa bumi yang disebabkan oleh manusia seperti ini dinamakan juga seismisitas terinduksi [sunting] Sejarah gempa bumi besar pada abad ke-20 dan 21      * gempa 7,1 guncang biak city di indonesia     * gempa 2,9 getarkan lembang* 7 April 2010, Gempa bumi dengan kekuatan 7.2 Skala Richter di Sumatera bagian Utara lainnya berpusat 60km dari Sinabang, Aceh. Tidak menimbulkan tsunami, menimbulkan kerusakan fisik di beberapa daerah, belum ada informasi korban jiwa.     * 26 Oktober 2010, Gempa bumi di Mentawai berskala 7.2 Skala Ritcher, korban tewas ditemukan hingga 9 November ini mencapai 156 orang. Gempa ini kemudian juga menimbulkan tsunami     * 27 Februari 2010, Gempa bumi di Chili dengan 8.8 Skala Richter, 432 orang tewas (data 30 Maret 2010). Mengakibatkan tsunami menyeberangi Samudera Pasifik yang menjangkau hingga Selandia Baru, Australia, kepulauan Hawaii, negara-negara kepulauan di Pasifik dan Jepang dengan dampak ringan dan menengah.     * 12 Januari 2010, Gempa bumi Haiti dengan episenter dekat kota Léogâne 7,0 Skala Richter berdampak pada 3 juta penduduk, perkiraan korban meninggal 230.000 orang, luka-luka 300.000 orang dan 1.000.000 kehilangan tempat tinggal.     * 30 September 2009, Gempa bumi Sumatera Barat merupakan gempa tektonik yang berasal dari pergeseran patahan Semangko, gempa ini berkekuatan 7,6 Skala Richter (BMG Indonesia) atau 7,9 Skala Richter (BMG Amerika) mengguncang Padang-Pariaman, Indonesia. Menyebabkan sedikitnya 1.100 orang tewas dan ribuan terperangkap dalam reruntuhan bangunan.     * 2 September 2009, Gempa Tektonik 7,3 Skala Richter mengguncang Tasikmalaya, Indonesia. Gempa ini terasa hingga Jakarta dan Bali, berpotensi tsunami. Korban jiwa masih belum diketahui jumlah pastinya karena terjadi Tanah longsor sehingga pengevakuasian warga terhambat.  Kerusakan akibat gempa bumi di San Francisco pada tahun 1906 Sebagian jalan layang yang runtuh akibat gempa bumi Loma Prieta pada tahun 1989      * 3 Januari 2009 - Gempa bumi berkekuatan 7,6 Skala Richter di Papua.     * 12 Mei 2008 - Gempa bumi berkekuatan 7,8 Skala Richter di Provinsi Sichuan, China. Menyebabkan sedikitnya 80.000 orang tewas dan jutaan warga kehilangan tempat tinggal.     * 12 September 2007 - Gempa Bengkulu dengan kekuatan gempa 7,9 Skala Richter     * 9 Agustus 2007 - Gempa bumi 7,5 Skala Richter     * 6 Maret 2007 - Gempa bumi tektonik mengguncang provinsi Sumatera Barat, Indonesia. Laporan terakhir menyatakan 79 orang tewas [1].     * 27 Mei 2006 - Gempa bumi tektonik kuat yang mengguncang Daerah Istimewa Yogyakarta dan Jawa Tengah pada 27 Mei 2006 kurang lebih pukul 05.55 WIB selama 57 detik. Gempa bumi tersebut berkekuatan 5,9 pada skala Richter. United States Geological Survey melaporkan 6,2 pada skala Richter; lebih dari 6.000 orang tewas, dan lebih dari 300.000 keluarga kehilangan tempat tinggal.     * 8 Oktober 2005 - Gempa bumi besar berkekuatan 7,6 skala Richter di Asia Selatan, berpusat di Kashmir, Pakistan; lebih dari 1.500 orang tewas.     * 26 Desember 2004 - Gempa bumi dahsyat berkekuatan 9,0 skala Richter mengguncang Aceh dan Sumatera Utara sekaligus menimbulkan gelombang tsunami di samudera Hindia. Bencana alam ini telah merenggut lebih dari 220.000 jiwa.     * 26 Desember 2003 - Gempa bumi kuat di Bam, barat daya Iran berukuran 6.5 pada skala Richter dan menyebabkan lebih dari 41.000 orang tewas.     * 21 Mei 2002 - Di utara Afganistan, berukuran 5,8 pada skala Richter dan menyebabkan lebih dari 1.000 orang tewas.     * 26 Januari 2001 - India, berukuran 7,9 pada skala Richter dan menewaskan 2.500 ada juga yang mengatakan jumlah korban mencapai 13.000 orang.     * 21 September 1999 - Taiwan, berukuran 7,6 pada skala Richter, menyebabkan 2.400 korban tewas.     * 17 Agustus 1999 - barat Turki, berukuran 7,4 pada skala Richter dan merenggut 17.000 nyawa.     * 25 Januari 1999 - Barat Colombia, pada magnitudo 6 dan merenggut 1.171 nyawa.     * 30 Mei 1998 - Di utara Afganistan dan Tajikistan dengan ukuran 6,9 pada skala Richter menyebabkan sekitar 5.000 orang tewas.     * 17 Januari 1995 - Di Kobe, Jepang dengan ukuran 7,2 skala Richter dan merenggut 6.000 nyawa.     * 30 September 1993 - Di Latur, India dengan ukuran 6,0 pada skala Richter dan menewaskan 1.000 orang.     * 12 Desember 1992 - Di Flores, Indonesia berukuran 7,9 pada skala richter dan menewaskan 2.500 orang.     * 21 Juni 1990 - Di barat laut Iran, berukuran 7,3 pada skala Richter, merengut 50.000 nyawa.     * 7 Desember 1988 - Barat laut Armenia, berukuran 6,9 pada skala Richter dan menyebabkan 25.000 kematian.     * 19 September 1985 - Di Mexico Tengah dan berukuran 8,1 pada Skala Richter, meragut lebih dari 9.500 nyawa.     * 16 September 1978 - Di timur laut Iran, berukuran 7,7 pada skala Richter dan menyebabkan 25.000 kematian.     * 4 Maret 1977 - Vrancea, timur Rumania, dengan besar 7,4 SR, menelan sekitar 1.570 korban jiwa, diantaranya seorang aktor Rumania Toma Caragiu, juga menghancurkan sebagian besar dari ibu kota Rumania, Bukares (Bucureşti).     * 28 Juli 1976 - Tangshan, Cina, berukuran 7,8 pada skala Richter dan menyebabkan 240.000 orang terbunuh.     * 4 Februari 1976 - Di Gu