Peredam Gempa Di Dasar Bangunan

8/15/2019 Peredam Gempa Di Dasar Bangunan

1/12

PEREDAM GEMPA DI DASAR BANGUNAN

Oleh : Achmad Basuki, ST. MT.

Dimuat di Haia! "OG#OSEMAR, Mi!$$u %& A'il ()%*

Indonesia merupakan negara yang rawan akan bencana gempa bumi. Peyebabnya adalah adanya

pertemuan sejumlah lempeng tektonik dunia yang membujur hampir di seluruh wilayah Indonesia,seperti pertemuan antara lempeng Australia dengan Asia, yang membentang dari sebelah barat pulau

Sumatera, selatan Pulau Jawa, Bali, Nusa enggara hingga pulau imor dan laut Banda, serta lempeng

Asia dengan Pasi!ik, yang membentang dari utara pulau Sulawesi, kepulauan "aluku, dan utara

Papua.

Beberapa bencana gempa yang pernah terjadi di Indonesia, seperti di Lampung, Padang, Yogyakarta

dan tempat lainnya, mengakibatkan korban nyawa yang tidak sedikit dan banyaknya kerusakan dan

runtuhnya bangunan. Rusak dan runtuhnya bangunan tersebut akibat ketidakmampuan konstruksi

bangunan dalam menahan gaya gempa yang menimpanya.

Oleh karena itu, perencanaan konstruksi bangunan yang tahan dalam menerima beban gempa

merupakan suatu kebutuhan yang sangat penting guna mengurangi terjadinya korban manusia dan

rusak serta runtuhnya bangunan yang terjadi akibat goncangan gempa bumi.

Pada dasarnya, terjadinya gempa bumi akan mengakibatkan goncangan pada bangunan yang

besarnya bergantung pada tingkat kekuatan gempa, jarak dari bangunan sampai ke pusat gempa,

dan kondisjenis tanah yang dilewati getaran gempa tersebut.

!aat ini, telah ada beberapa metode untuk menganalisis dan menentukan beban gempa yang

menimpa dan distribusinya pada bangunan. "enurut salah satu analisis pembebanan gempa pada

bangunan yakni pembebanan gempa statik ekui#alen, apabila dikaitkan dengan kondisi dan berat

bangunan, getaran gempa tersebut akan menjadi gaya geser atau gaya horisontal dasar pada bawah

bangunan. !elanjutnya, gaya geser dasar tersebut didistribusikan sebagai beban lateralhorisontal ke

tiap tiap lantai sesuai dengan ketinggian dan berat lantainya. !emakin tinggi lantai, maka akan

mendapatkan distribusi beban gempa lateralhorisontal yang semakin besar pula.

!ehingga kekakuan, kekuatan, daktilitas dan kemampuan bagian konstruksi untuk meredam atau

mendisipasikan gaya gempa merupakan hal utama yang harus diperhatikan dalam perencanan

konstruksi bangunan. $onsep balok lemah kolom kuat merupakan salah satu upaya untuk

meningkatkan kemampuan konstruksi dalam menahan beban gempa. %alam perencanaan biasanya

sudah ditentukan terlebih dahulu tingkat beban gempa yang direncanakan. Beban gempa ini

diperoleh dari pengalaman empirik dan catatan data gempa yang pernah terjadi dalam siklus tertentu.

&tau berdasarkan data gempa besar yang pernah terjadi seperti gempa 'l (entro, )orthridge, $obe

dan sebagainya. *alaupun gempa yang terjadi lebih besar tingkatannya dibandingkan gempa

rencana, tapi dengan konsep balok lemah kolom kuat, masih memungkinkan penghuninya untuk

menyelamatkan diri terlebih dahulu sebelum bangunan rusak atau runtuh.

%isamping itu, dapat pula dilakukan upaya untuk meredam gaya gempa yang akan merambat dan

terdistribusi pada bangunan, yakni dengan cara memberikan material peredam pada bagian bawah

bangunan dan biasanya ditempatkan pada bagian atas pondasi atau bagian bawah kolom yang

terhubung ke pondasi.

Pada dasarnya, perlindungan bangunan oleh suatu peredam tahan gempa dicapai melalui

penyerapan gaya getaran gempa oleh peredam, meningkatkan +leksibilitas bangunan dan

memperkecil amplitudo getaran yang diterima oleh struktur. Peredam ini merupakan isolasi dasar,

yaitu suatu peredam getaran yang dipasang pada sambungan antara pondasi dengan kolom bagian

bawah.

$onstruksi bangunan boleh bergoyang sampai suatu batas tertentu, karena energi sudah diredam

oleh alat peredam isolasi dasar. ipe isolasi dasar yang paling popular dan sangat mudah diproduksi

adalah peredam karet -rubber bearing . Peredam karet dapat dibuat sangat kaku pada arah #ertikal

untuk menahan gaya #ertikal dan sangat +leksibel pada arah hori/ontal untuk mengurangi getaran

arah hori/ontal. 0enis isolasi dasar ini sangat bagus untuk mereduksi percepatan yang tinggi atau


2/12

gerak dengan +rekuensi yang tinggi, serta merupakan suatu sistem sehingga memungkinkan struktur

untuk bergerak bebas saat berlangsungnya gempa bumi tanpa tertahan oleh pondasi.

!aat ini, perkembangan konsep teknologi peredaman gempa atau isolasi dasar di beberapa negara

maju dan rawan gempa, telah memunculkan beberapa tipe isolasi dasar seperti Lead Rubber

Bearings, Lead Extrussion Device, Torsional Steel Beam, Bent Round Bar , Tapered Cantilever Plate dan TPFE Sliding Layers. 11

“Damper” Isolator Gempa padaStruktur Bangunan

Untuk melindungi struktur bangunan dari gempa, dapat menggunakan alat-alat peredamgempa (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).

dapun alat peredam gempa tersebut, cukup banyak jenisnya,

!. "antalan karet tahan gempa (seismic bearing)

#. Lock Up Device ($U%)

&. Fluid Viscous Damper ('%)

. High Damping Device (*I%+). dan lainnya

enggunaan peralatan tahan gempa tersebut, pada prinsipnya berungsi untuk menyerap energi

gempa yang dipikul oleh elemen-elemen struktur. Sehingga, struktur bangunan menjadi lebih

elastis dan terhindar dari kerusakan gempa yang parah.


3/12

Gambar

1 /espon antara struktur dengan damper dan tanpa damper ketika diguncang gempa

( sumber 0 www#.bridgestone-dp.jp )

Bantalan Karet"antalan karet sering dikenal sebagai base isolation, tampaknya penggunaannya akan semakin

berkembang luas di masa datang. "erbagai daerah di Indonesia yang dikategorikan rawan

gempa, menjadikan bantalan karet peredam gempa ini sangat diperlukan untuk melindungi

struktur bangunan. "antalan karet ini tergolong murah, dan bukan merupakan alat berteknlogi

tinggi.

Gambar 3 "antalan karet

( sumber 0 wbdg.org )

Aplikasi bantalan karet

%alam aplikasinya, bantalan karet tersebut dipasang pada setiap kolom, yaitu diantara pondasi

dan bangunan. "antalan karet alam ini, berungsi 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.


4/12

dapun prinsip kerja dari bantalan karet (base isolation seismic bearing) ini adalah pengaruh

gempa bumi yang sangat merusak struktur bangunan, merupakan komponen getaran karet

hori1ontal. Getaran tersebut, dapat menimbulkan gaya reaksi yang besar. "ahkan, pada puncak

bangunan, dapat terlihat hingga mendekati dua kalinya. 2leh karena itu, apabila gaya yang

sampai pada bangunan itu lebih besar dari kekuatan struktur maka bangunan itu akan rusak.

Gambar 2 erletakan bantalan karet pada tiap kolom

( sumber 0 ndsse.com )

Gaya reaksi yang sampai pada bangunan tersebut, dapat dikurangi melalui penggunaan

bantalan karet tahan gempa ini. ada dasarnya, cara perlindungan bangunan oleh bantalan

karet tahan gempa ini, dicapai melalui penggunaan getaran gempa bumi ke arah hori1ontal.

%engan bantalan tersebut, juga memungkinkan bangunan untuk bergerak bebas, pada saat

berlangsung gempa bumi, tanpa tertahan oleh pondasi. "antalan karet tersebut, dapat

mengurangi daya reaksi hingga 345. 6arena, secara alami karet alam memiliki leksibilitas yang

tinggi dan dapat menyerap energi.


5/12

Gambar 4 Uji geser

( sumber 0 http0 http077www.ipard.com)

Gambar 5 Uji tekan 8ertikal

( sumber 0 http0 http077www.ipard.com )

eredam gempa berupa bantalan karet alam ini, kini mulai banyak diaplikasikan pada

bangunan-bangunan hunian maupun gedung-gedung bertingkat. %an berdasarkan pengalaman

di lapangan., bangunan yang menggunakan bantalan karet peredam gempa ini, tidak

mengalami kerusakan yang signiikan, ketika terjadi gempa.

!D "o#k !p De$i#es%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 (lyo8er) asupati, "andung. 6onon, bangunan

publik ini, merupakan jalan layang pertama di indonesia& yang mengaplikasikan perangkat

teknologi peredam gempa shock transmission unit, dipilih jenis Lock Up Devices ($U%) yang

http://www.ipard.com/http://www.ipard.com/http://www.ipard.com/http://www.ipard.com/


6/12

didatangkan dari rancis. 9eknik yang umumnya dipakai di 9ank atau pesawat angkasa,

sekarang ada di jalan asupati ini.

Gambar ' $U% pada jembatan /igid

( sumber 0 http077rebar.ecn.purdue.edu)

Salah satu alasan pemasangan $U% pada jalan layang asupati ini, karena "andung termasuk

kota rawan gempa. 6ekuatan gempa di Indonesia, terutama :awa, tercatat masuk region & ;

atau sekitar < /itcher. 6arenanya, di sepanjang jalan laying asupati, setidaknya dipasang

sekitar 3= unit $U%. Seluruh unit tersebut, dipasang pada tiang-tiang (pier) jalan layang. ada

setiap tiang yang ditentukan, dipasang dua unit $U% yang akan bekerja meredam guncangan

pada konstruksi jalan layang ketika terjadi gempa.

Seperti pada produk peredam gempa $U% yang konon harga per-unitnya lebih dari !44 juta

tersebut, jika dilihat dari dekat pada konstruksi jembatan layang asupati ini ada semacam

dongkrak atau shockbreaker pada pertemuan antara tiang dan segmen jalan layang. "enda

itulah yang dinamakan $U%, sebagai alat untuk meredam guncangan jika terjadi gempa.

Gambar ( $U%


Gambar ) $U%


rinsip kerja $U%rinsip kerja $U% sangat sangat sederhana, jika diibaratkan tiang dan badan jalan layang

sebagai huru 9. %imana garis melintang sebagai badan jalan. Gerak redam $U% pada saat

terjadi gempa, akan berlangsung dari arah kiri ke kanan atau sebaliknya. %engan penggunaan

cairan khusus (gel silikon) yang menjadi bantalan pada $U%, guncangan ekstrem akibat gempa,

pada saat tertentu mengakibatkan $U% terkunci, dan mengakibatkan seluruh badan jalan dan

tiang akan bergerak serentak ke arah yang sama seperti huru 9, ke kanan dan ke kiri. Sistem

ini, juga bisa meredam gerakan liar, akibat guncangan yang disebabkan oleh getaran lainnya.

6ekuatan $U% dengan gaya hori1ontal, adalah &.44 k>7unit.

http://rebar.ecn.purdue.edu/http://rebar.ecn.purdue.edu/http://rebar.ecn.purdue.edu/http://rebar.ecn.purdue.edu/http://rebar.ecn.purdue.edu/http://rebar.ecn.purdue.edu/


7/12

Gambar * erlatakan $U% pada

jembatan tampak atas


Gambar 1+ erletakan $U% tampak

samping


Supaya awet $U% harus dirawat dengan mengganti cairan $U% (gel silikon) setiap # tahun, dan

mengganti cincin karena !4 tahun. Umur struktur jembatan itu sendiri, diperkirakan bisa

mencapai lebih dari !44 tahun.

,-D ",luid -is#ous Damper%eralatan peredam gempa lain yang cukup terkenal dan banyak diaplikasikan pada struktur

bangunan, adalah fluid viscous damper ('%). 'ungsi 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. %engan mengaplikasikan peralatan '%, gempa rencana yang dipikul elemen struktur

http://rebar.ecn.purdue.edu/http://rebar.ecn.purdue.edu/http://rebar.ecn.purdue.edu/http://rebar.ecn.purdue.edu/


8/12

menjadi lebih kecil. Sehingga, dengan kondisi tersebut diharapkan tidak terjadi kerusakan

struktur bangunan ketika gempa terjadi.

Gambar 11 emasangan '% pada struktur gedung

( sumber 0 istgeography.wikispaces.com)

Gambar 12 ?ara kerja '%

( sumber 0 istgeography.wikispaces.com )

'% merupakan alat peredam gempa yang berungsi sebagai disipator energi, dengan cara

memberikan perlawanan gaya melalui pergerakan yang dibatasi. Gaya yang diberikan oleh '%

timbul, akibat adanya gaya luar yang berlawanan arah, bekerja pada alat tersebut. eralatan

ini bekerja, dengan menggunakan konsep mekanika luida dalam mendispasikan energi.

ada perkuatan '% kolom berungsi sebagai pegas. '% mampu mereduksi tegangan dan

deleksi yang terjadi secara simultan (bersamaan), karena gaya '% yang bekerja sebanding

dengan perubahan kecepatan stroke-nya (stroking 8elocity). +ekanisme kerja ini, dianalogikan

seperti suspensi atau shock absorbser pada mobil, yang digunakan untuk mengatur pergerakan

pegas di posisi tumpuan. Gaya redaman yang dibutuhkan relati kecil, dibandingkan gaya yang

dipikul pegas, akibat beban kendaraan dan beban guncangan.


9/12

Gambar 13 '% pada perkuatan struktur gedung

( sumber 0 staaleng.com )

:ika pada struktur dipasang '%, gaya redaman akan sama dengan nol pada saat deleksi

maksimum, karena kecepatan stroke sama dengan nol dan kemudian berbalik arah. Saat kolom

berbalik arah ke posisi semula, akan menyebabkan menjadikan kecepatan stroke menjadimaksimum atau gaya redamannya menjadi maksimum. ada posisi kolom normal, tegangan

kolom adalah minimum. %engan, demikian penggunaan '% sebagai alat peredam struktur,

tidak akan meningkatkan beban pada kolom akibat gaya yang dikeluarkan '%, karena saat

terjadi gempa dan gaya damper maksimum, tegangan kolom justru minimum.


10/12

Gambar 14 '%

( sumber 0 lickr.com )

6euntungan '%

dapun kelebihan '%, yaitu

!. %apat mereduksi tegangan, gaya geser dan deleksi pada struktur, dapat bekerja secara

pasi (tidak membutuhkan peralatan atau sumber daya dalam penggunaannya).

#. %apat bekerja dengan tekanan luida lebih tinggi, sehingga bentuknya semakin kecil dan

praktis.

.iDA/ (High Damping Device):epang 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. lat peredam gempa ini adalah hasil penelitian dan

pengembangan laboraturium 6obori, ailiasi perusahaan kontraktor 6ajima. %i :epang sendiri,

alat ini berhasil diaplikasikan pada gedung-gedung tinggi dan struktur khusus lainnya.


11/12

Gambar 15 %etail *i%+

( sumber 0 kirainet.com )

Untuk *i%+ pada bagian struktur atas sebagai respon pasi juga mulai banyak diaplikasikan.

*al ini penting, karena berdasarkan simulasi, jika gempa berkekuatan 3-< magnitude

mengguncang 9okyo, maka lebih dari sepertiga areanya akan luluh lantah, dengan banyak

korban jiwa.

Gambar != *i%+ dan cewe@ AA

( sumber 0 kajima.co.jp )

Sekilas mengenai prinsip kerja *i%+, secara umum hampir sama dengan '% taylor device .

Bakni kedua alat ini sama-sama menggunakan prinsip 8iskositas dalam menciptakan gaya

redaman. "erdasarkan hasil penelitian terhadap alat peredam gempa *i%+ ini, rasio redaman

struktur, mampu ditingkatkan oleh *i%+ pada kisaran !4 ; #4 5. ngka ini, sangat signiikan

dalam mengurangi respon struktur terhadap gempa dan kerusakan bangunan, serta telah

memenuhi kriteria kon8ensional gempa di :epang.


12/12

Gambar 1( *i%+

( sumber 0 kajima.co.jp )

ustaka ! "a#alah $echno %onstruksi, &disi ' (**+)

Peredam Gempa Di Dasar Bangunan

Documents

Transcript of Peredam Gempa Di Dasar Bangunan