BANGUNAN TAHAN GEMPA

GEMPA TEKTONIK

Berdasarkan sejarah terjadinya gempa, 2/3 wilayah Indonesia adalah daerah rawan gempa hal ini karena Wilayah indonesia yang terletak pada perbatasan plat tektonik yang merupakan daerah aktif gempa diantaranya:

1.      Disebelah selatan Nusa tenggara hingga Sabang Aceh, terdapat perbatasan plat Australia dan eurasia.

2.      Di laut banda terdapat pertemuan plat australia, eurasia, dan pasifik.

3.      Di bagian utara irian dan maluku terdapat perbatasan plat australia dan pasifik.

4.      Di sebelah utara sulawesi terdapat perbatasan plat eurasia, pasifik, dan philipina.

kondisi ini memerlukan perhatian yang serius, karena banyak daerah tersebut merupakan daerah padat penduduk, terutama di pulau jawa dan sumatra. dan belum adanya teknologi yang dapat mendeteksi adanya gempa bumi.

Zimberge : berpendapat bahwa gempa tektonik terjadi akibat adanya slip/glinciran antara dua masa/ plat tektonik, yang kemudian mengakibatkan patah pada plat2 tsb.

Gilluy, Press & siever menambahkan bahwa rekahan/patahan tsb terjadi tidak secara perlahan (gradual), namun secara tiba2 (snap), hal tersebut dapat dijelaskan dengan teori pemulihan elastik (elastic rebound Theory).

Gambar b. Tampak atas

Konsep teori ini cukup sederhana, yaitu plat tektonik mengalami tegangan geser. Bila tegangan geser tsb melampaui kekuatan batas daripada pelat, maka rusak geser akan terjadi secara tiba2. energi akibat kerusakan mendadak tsb disebarkan ke segala arah dan menyebabkan getaran tanah. Getaran/gerakan tanah tersebut dinamakan gempa bumi tektonik.

ENERGI DAN KERUSAKAN AKIBAT GEMPA

Aktivitas tektonik pada sumber gempa menimbulkan energi mekanik yang merambat ke segala rah dalam bentuk gelombang gempa, semakin besar energi gempa, semakin besar getaran tanahnya, yang menyebabkan semakin besarnya daya rusaknya.

Dengan analogi pemukulan sebuah kaleng, sebuah sistem elastik dengan mengabaikan energi kinetik, (1/2 mv2 =0) diregangkan sebesar x menggunakan gaya sebesar P, maka energi regangan (mekanik) = ½ Px

Semakin besar P (dan x) maka energi mekanik E (terarsir) semakin besar dan bila P dilepas (dihilangkan secara tiba2), maka suara kaleng akan semakin keras.

Bila P2 > P1 (x2 > x1) maka E2 > E1 sehingga suara kaleng akibat E2 akan lebih keras dibanding E1, sehingga dapat ditunjukkan, bahwa kerusakan akibat gempa juga dipengaruhi oleh energi gempa..

DAMPAK GEMPA

a)      Akibat langsung :

1. Kerusakan bangunan, dari yang retak2 hingga yang roboh.     
2. Penurunan permukaan tanah.      
3. Tanah longsor.      
4. Tanah pecah atau rengkah.      
5. Likuifasi , sewaktu gempa, pasir bagaikan bubur dan daya dukungnya menjadi kecil, menjadikan bangunan ambles walau tidak rusak.

b.)    Akibat tidak langsung :

1. Tsunami, gelombang besar yang ditimbulkan akibat gerakan tanah dibawah laut.   
2. Kebakaran, disebabkan putusnya saluran gas atau hubungan pendek listrik.      
3. Wabah penyakit, disebabkan sarana dan prasarana yang tidak berfungsi.
4. Masalah keamanan, penjarahan.     
5. Politik, untuk menjatuhkan birokrat.
6. Ekonomi, hancurnya sarana dan prasarana ekonomi.   
7. Sosial, terjadinya pengungsian.

 

Gempa Jogja 27 mei 2006

STRUKTUR BANGUNAN
Pada dasarnya struktur sebuah bangunan dikategorikan menjadi 2:

1. Engineering
2. Non Enginering

Struktur engineering adalah bangunan yang dalam perencanaan, pembangunan dan pengawasanya dilakukan oleh tenaga ahli dibidangnya

Non Enginering struktur adalah bangunan yang dibangun tidak berdasarkan spesifikasi teknik dan masih menggunakan metode tradisional dalam pembangunannya

Diantara kedua kategori tersebut terdapat bangunan yang dikategorikan semi enginering, tapi biasanya struktur semi engineering digolomgkan kedalam kelas non engineering, oleh karena itu bangunan non teknis adalah perpaduan antara struktur semi enginering dan non enginering (Makalah Workshop Internasional, CEEDEDS,UII)
KERUSAKAN STRUKTUR BANGUNAN AKIBAT GEMPA
Goncangan gempa akan mampu merusakkan bangunan2 (elemen2, atau sistem) yang lemah. kerusakan itu dapat dikurangi dengan mendesain struktur sesuai dengan prinsip2 tahan gempa, pronsip2 desain tersebut meliputi: Formasi bangunan, material bangunan, prilaku goyangan, pelepasan energi dll
tipe2 kerusakan pada bangunan antara lain:

• Ketidakjelasan prinsip2 desain; misalnya dalam menentukan mekanisme goyangan dan pengoptimalan pelepasan energi. mekanisme goyangan yang menggunakan prinsip kolom lemah balok kuat, akan sangat membahayakan kestabilan struktur, karena dapat runtuh total

hal ini dapat dihindari dengan prinsip desain kolom kuat balok lemah (Strong kolom weak beam), Pembentukan sendi2 plastis yang tidak benar juga akan mengakibatkan kerusakan2 yang lebih parah, karena goyangan bangunan berjalan lebih lama karena energi tidak dilesapkan secara baik, misalnya pada elemen struktur/sambungan beton pracetak, hal ini dapat dihindari dengan penyambungan balok dan kolom yang monolit dengan pembentukan sendi2 plastis pada balok2.

• Kurang kuatnya bangunan/elemennya; Kemampuan struktur yang rendah merupakan target kerusakan yang sangat potensial, kemampuan (ability) struktur dipengaruhi oleh: kekakuan (stiffnes), kekuatan (strength), kestabilan (stability), daktilitas (ductility), dan penyerapan energi (energy dissipation). Untuk menghindari kerusakan akibat kemampuan struktur, maka perlu ditingkatkan faktor2 yang mempengaruhi diatas.
• Mutu bahan dan pelaksanaan yang rendah; juga dapat memperparah kerusakan bangunan, contohnya gempa Jogja 2006 banyak bangunan dengan mutu bahan rendah roboh rata dengan tanah, untuk itu perlu adanya pengawasan terhadap mutu bahan maupun pelaksanaanya agar kerusakan2 parah dapat dihindari.
  
• Efek tingkat lunak; dapat terjadi bila distribusi kekakuan antar timgkat tidak proporsional. Akibat dari hal ini adalah meningkatnya efek P-delta. kombinasi meningkatnya P-delta dan momen guling dapat meruntuhkan bangunan, hal ini dapat disebabkan oleh kelangsingan tingkat atau pembuatan dinding2 yang tidak menerus sepanjang/setinggi bangunan. untuk menghindari hal ini, perkuatan dengan dinding2 atau penyokong perlu dibuat secara menerus agar tak terjadi perubahan kekakuan tingkat yang menyolok.

• Efek tingkat lemah; diakibatkan oleh rendahnya kekuatan pada tingkat2 tertentu, efek ini mengakibatkan kebutuhan daktilitas pada tingkat yang bersangkutan menjadi tinggi, bila tek terpenuhi maka akibatnya sama dengan efek tingkat lunak, untuk menghindarinya, maka dinding2 geser perlu ditambah tualangan untuk mengurangi getas

• Kerusakan geser pada kolom dan balok pendek; hal ini dapat terjadi secara tidak sengaja, misalnya oleh balok ring atau tembok yang tidak penuh, akibatnya akan mengurangi panjang elemen struktur, sehingga dapat terjadi rusak geser, cara menghindarinya dengan memasang tulangan geser yang cukup atau mempertinggi mutu bahan agar elemen lebih langsing.

• Kerusakan pada sambungan balok dan kolom (beam - column joint); merupakan sistem yang rawan terhadap kerusakan beban yang berkali-kali (siklis). Hal ini dapt berakibat pada ketidakstabilan struktur dan dapat menyebabkan keruntuhan, keruntuhan semacam ini dapat dihindari dengan membuat sambungan semonolit mungkin dan dengan penambahan tulangan geser pada joint yang cukup pada struktur beton

• Benturan antar struktur; dapat terjadi karena jarak antara sturktur tidak cukup untuk memberi ruang gerak antar bangunan pada saat saling bergoyang mendekat. hal ini dapat dihindari dengan memberi jarak yang cukup ( Dilatasi) antar bangunan.

• Puntiran gedung menyebabkan gaya yang membesar dan berkonsentrasi pada bagian2 tertentu yaitu pada bagian terjauh dari pusat berat/kekakuan. Untuk menghindarinya struktur dibuat simetri selain itu diusahakan pembebanan yang mendekati simetri.

• Kerusakan pondasi; dapat terjadi terutama pada pondasi dalam, pada bagian sambungan antara pile cup dan pondasi dalam, kerusakannya dapat tersembunyi dan biasanya rusak geser. Hal ini harus dihindari karena dapat membahayakan kstabilan struktur, caranya dengan mendesain secara seksama pada elemen tersebut

• Daya dukung tanah berkurang; terutama pada tanah jenuh berpasir pada saat terjadinya gempa, peristiwa menurunya daya dukung tanah akibat tingginya tekanan pori ini disebut "liquifaction", pada kondisi tersebut bangunan dapat terguling secara total. Banyak cara untuk menghindarinya misalnya dengan pembuatan drainasi, pemadatan, pembuatan sumur2 krikil dsb.

• Kerusakan non struktur; misalnya genting, eternit, tembok, dll. dapat terjadi pada saat gempa. hal ini tidak dapat dianggap remeh, karena banyak korban yang diakibatkan hal2 diatas, cara menghindarinya elemen non struktur tersebut dipasang se-setabil mungkin.

• Kerusakan bangunan non teknis; bangunan tersebut dapat menjadi target empuk terjadinya kerusakan yang diakibatka goyangan gempa. bagian yang sering mengalami kerusakan adalah tembok. cara menghindarinya adalah dengan mengikat tembok2 dengan angkur2 ke kolom, karena tembok bersifat getas, maka tembok perlu diperkuat dengan beton bertulang praktis, seperti; kolom praktis, balok sloof, balok tarik, dan ring balk (balok cincin atas)

STRUKTUR RUMAH TAHAN GEMPA