makalah gempa jepang

MAKALAH

GEMPA DAN TSUNAMI JEPANG

Dikerjakan Oleh :KHAIRUL PUADI : 1122201000014

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DARWAN ALI

KABUPATEN SERUYAN

2015

Mekanika Vibrasi dan Gempa 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Jepang merupakan salah satu negara di dunia yang paling rawan gempa,karena terletak di jalan persimpangan jalur tektonik atau daerah patahan lempengbumi yang dijuluki Cincin Api Pasifik. Tidak heran bila Jepang kerap dilandagempa besar, bahkan disertai dengan gelombang tsunami. Beberapa gempa besarpernah terjadi di Jepang, diantaranya tahun 1923 di Tokyo dengan kekuatan 7,9SR yang menelan korban jiwa lebih dari 100.000 orang, tahun 1995 di Kobedengan kekuatan 7,2 SR yang menelan korban jiwa sebanyak 6.000 orang, danterakhir gempa besar yang baru saja terjadi pada 11 Maret 2011 lalu dengankekuatan 9,0 SR yang disertai tsunami berpusat di Pulau Honshu, 373 Km dariTokyo. Pada musibah 11 Maret 2011 tersebut telah memakan korban jiwasebanyak 1.312 orang dengan rincian 612 orang meninggal dan 700 orang hilang.

Kondisi geografis dan pengalaman gempa yang dimiliki selama inimenjadikan Bangsa Jepang sangat concern dan aktif mengembangkanpengetahuannya mengenai gempa dan tsunami. Karena, selain memakan korbanjiwa, dampak gempa selalu membawa dampak kerusakan pada bangunan danlingkungan. Sehingga Bangsa Jepang selalu melakukan inovasi terhadap teknologiyang mampu meminimalisir terjadinya kerusakan dan jatuhnya korban akibatgempa,baik itu dari bentuk peringatan sebelum terjadinya gempa hinggapembuatan konstruksi yang mampu menahan gempa. Hal ini lah yang membuatnegara Jepang dikenal dengan kehebatan teknologi bangunan anti gempa, danjuga para peneliti-peneliti yang ahli dalam ilmu mengenai gempa bumi dantsunami.

Mekanika Vibrasi dan Gempa 2

1.2 RUMUSAN MASALAHAdapun masalah yang dibahas pada makalah ini adalah:

1. Apa penyebab terjadinya gempa dan tsunami di Jepang?2. Apa saja jenis pendeteksi gempa di Jepang?3. Apa saja teknologi yang digunakan untuk kontruksi tahan gempa di Jepang?

1.3 BATASAN MASALAH

Agar tidak terlalu luas dalam pembahasan makalah kami, hal yang akan kamibahas hanya mengenai gempa yang terjadi di negara Jepang serta konstruksipenunjang untuk meminimalisir kerusakan akibat gempa.

1.4 TUJUANTujuan yang ingin diperoleh dari makalah ini adalah untuk mengetahui:

1. Apa penyebab terjadinya gempa dan tsunami di Jepang?2. Bagaimana sistem pendeteksi gempa di Jepang?3. Apa saja teknologi yang digunakan untuk kontruksi tahan gempa di Jepang?

Mekanika Vibrasi dan Gempa by Khairul Fuadi 3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 PENGERTIAN GEMPA BUMI

Gempa bumi atau seisme banyak diartikan sebagai getaran atau guncanganyang timbul di permukaan bumi yang terjadi karena adanya pergerakan lempengbumi. Gempa bumi juga diartikan sebagai suatu pergeseran lapisan secara tiba-tibayang berasa dalam bumi. Karena gempa bumi dikatakan bersumber dari dalambumi atau lapisan bawah bumi berarti gempa bumi adalah getaran pada kulit bumiyang disebabkan oleh kekuatan dari dalam bumi. Getaran gempa biasa dinyatakandalam skala richter. Ilmuwan yang mempelajari tentang gempa bumi disebutseismologist dan alat yang digunakan sisemologist untuk mengukur setiap getaranyang terjadi disebut siesmograf.

Gempa bumi juga didefinisikan sebagai getaran yang bersifat alamiah, yangterjadi pada lokasi tertentu, dan sifatnya tidak berkelanjutan. Getaran pada bumiterjadi akibat dari adanya proses pergeseran secara tiba-tiba (sudden slip) padakerak bumi. Pergeseran secara tiba-tiba terjadi karena adanya sumber gaya (force)sebagai penyebabnya, baik bersumber dari alam maupun dari bantuan manusia(artificial earthquakes). Selain disebabkan oleh sudden slip, getaran pada bumijuga bisa disebabkan oleh gejala lain yang sifatnya lebih halus atau berupa getarankecil-kecil yang sulit dirasakan manusia. Getaran tersebut misalnya yangdisebabkan oleh lalu-lintas, mobil, kereta api, tiupan angin pada pohon dan lain-lain. Getaran seperti ini dikelompokan sebagai mikroseismisitas (getaran sangatkecil). Dimana tempat biasa terjadinya gempa bumi alamiah yang cukup besar,berdasarkan hasil penelitian, para peneliti kebumian menyimpulkan bahwa hampir95 persen lebih gempa bumi terjadi di daerah batas pertemuan antar lempeng yangmenyusun kerak bumi dan di daerah sesar atau fault.


2.2 PROSES TERJADINYA GEMPA BUMI

Dalam proses gempa bumi ada yang dikenal dengan hiposentrum danepisentrum. Hiposentrum adalah titik pusat gempa yang berada dibawahpermukaan bumi sedangkan episentrum adalah titik pusat gempa yang berada diatas permukaan bumi. Pusat gempa atau hiposentrum berada pada pertamuanlempeng benua dan lempeng samudra yang saling bertumbukan dan menimbulkangelombang getaran. Lempeng samudra Gelombang getaran tersebut merambatsampai pada episentrum dan terus merambat ke segala arah di permukaan bumidengan cepat.

2.3 PENYEBAB TERJADINYA GEMPA BUMI

Gempa bumi banyak disebabkan oleh gerakan-gerakan lempeng bumi. Bumikita ini memiliki lempeng-lempeng yang suatu saat akan bergerak karena adanyatekanan atau energi dari dalam bumi. Lempeng-lempeng tersebut bisa bergerakmenjauh (divergen), mendekat (konvergen) atau melewati (transform). Gerakanlempeng-lempeng tersebut bisa dalam waktu yang lambat maupun dalam waktuyang cepat. Energi yang tersimpan dan sulit keluar menyebabkan energi tersebuttersimpan sampai akhirnya energi itu tidak dapat tertahan lagi dan terlepas yangmenyebabkan pergerakan lempeng secara cepat dalam waktu yang singkat yangmenyebabkan terjadinya getaran pada kulit bumi.












Gempa bumi bukan hanya disebabkan oleh pergerakan lempeng tetapi jugadisebabkan oleh cairan magma yang ada pada lapisan bawah kulit bumi. Magmadalam bumi juga melakukan pergerakan. Pergerakan tersebut yang menimbulkanpenumpukan massa cairan. Cairan tersebut akan terus bergerak hingga akhirnyamenimbulkan energi yang kuat yang memaksa cairan tersebut untuk keluar daridalam kulit bumi. Energi tersebut menimbulkan kulit bumi mengalami pergerakandivergen sebagai saluran untuk cairan tersebut keluar. Pergerakan tersebut yangmengakibatkan terjadinya gempa bumi.

Gempa bumi juga dapat disebabkan oleh manusia sendiri. Seperti yangdisebabkan oleh peledakan bahan peledak yang dibuat oleh manusia. Selain itujuga pembangkit listrik tenaga nuklir atau senjata nuklir yang dibuat oleh manusiajuga dapat menimbulkan guncangan pada permukaan bumi sehingga terjadigempa.

2.4 JENIS GEMPA BUMI

Berdasarkan penyebab terjadinya gempa terdiri dari :a) Gempa bumi tektonik

Gempa Bumi ini disebabkan oleh adanya aktivitas tektonik, yaitu pergeseran lempeng-lempeng tektonik secara mendadak yang mempunyai kekuatan dari yang sangat kecil hinggayang sangat besar. Gempa bumi ini banyak menimbulkan kerusakan atau bencana alam dibumi, getaran gempa bumi yang kuat mampu menjalar keseluruh bagian bumi. Gempa bumitektonik disebabkan oleh pelepasan tenaga yang terjadi karena pergeseran lempengan plattektonikseperti layaknya gelang karet ditarik dan dilepaskan dengan tiba-tiba.


Gempa tektonik

b) Gempa bumi tumbukan

Gempa Bumi ini diakibatkan oleh tumbukan meteor atau asteroid yang jatuh ke Bumi, jenisgempa Bumi ini jarang terjadi

Kawah akibat tumbukan benda asing


c) Gempa bumi runtuhanGempa Bumi ini biasanya terjadi pada daerah kapur ataupun pada daerah pertambangan,gempabumi ini jarang terjadi dan bersifat lokal.

Longsor akibat gempa runtuhan

d) Gempa bumi buatanGempa bumi buatan adalah gempa bumi yang disebabkan oleh aktivitas dari manusia,seperti peledakan dinamit, nuklir atau palu yang dipukulkan ke permukaan bumi.

Ledakan yang mengakibatkan gempa

e) Gempa bumi vulkanik(gunung api)Gempa Bumi ini terjadi akibat adanya aktivitas magma, yang biasa terjadi sebelum gunungapi meletus. Apabila keaktifannya semakin tinggi maka akan menyebabkan timbulnya


ledakan yang juga akan menimbulkan terjadinya gempa bumi. Gempa bumi tersebut hanyaterasa di sekitar gunung api tersebut.

Gempa Vulkanik

2.4 PROSES TERJADINYA GEMPA DAN TSUNAMIPengertian tsunami sering disebut sebagai gelombang pasang laut yang

mencapai daratan, namun kenyataannya tidak demikian. Meskipungelombang ini memang mirip seperti ombak biasa yang mencapai pantainamun sebenarnya penyebab terjadinya tsunami ini tidak berkaitan denganpasang surut air laut.

Tsunami merupakan gelombang air yang sangat besar yang terjadi karenaaktivitas bum yaitu pergeseran lempeng bumi, gempa bumi, gunung meletusatau metor yang jatuh ke laut pada sistem tata surya. Sehingga untukmenghindari pemahaman yang salah, para ahli cabang ilmu biologi tentangkelautan yaitu oseanografi, digunakan istilah gelombang laut seismik(seismic sea wave).

Proses Terjadinya Tsunami :1. Terjadinya gempa pada perut bumi akan mempengaruhi tekanan ka arah

vertikal

2. Kemudian dasar lautan mengalami keadaan yang naik dan turun dalamrentang waktu yang singkat.


3. Keadaan ini membuat air lautan tidak stabil yang kemudian cenderungmendorongnya menjadi gelombang besar yang bergerak hingga mencapaiwilayah daratan.

Proses Terjadinya Tsunami

2.5 EFEK GEMPA TERHADAP KONSTRUKSIGempa akan menyebabkan terjadinya getaran pada tanah, dan selanjutnya

akan menggerakkan struktur bagian bawah bangunan yang berdiri di atasnya.Sebagaimana dijelaskan dengan Hukum Newton I, ketika terjadi gempa bumi,maka tanah bergetar dan menggerakkan lantai dan pondasi. Dalam keadaandemikian, sebenarnya struktur bagian atas bangunan seperti atap punyakecenderungan untuk tetap bertahan pada kondisi semula, tetapi karena terikatdengan dinding dan kolom, maka atap tertarik oleh gerakan dinding dankolom.


Kondisi ini seperti situasi ketika kita berdiri di atas kendaraan kemudiantiba-tiba kendaran itu berjalan, maka kaki kita akan ikut bergerak bersamakendaraan, tetapi bagian atas tubuh kita akan cenderung bertahan pada kondisisemula, sehingga menyebabkan kita terlempar jatuh ke belakang. Gaya yangmenyebabkan kita jatuh terlempar ke belakang itulah yang disebut denganInertia Force.

Figure 1

Apabila diterapkan pada bangunan dengan dinding dan kolom fleksibel,maka gerak atap tidak akan sama dengan gerakan tanah di bawahnya. (Figure1). Hal itu dikarenakan pada bagian atap dikenai gaya yang bernama InertiaForce.

Apabila atap mempunyai massa M dan mengalami percepatan a, makabesar Inertia Force adalah sebesar M x a, dengan arah berlawanan denganpercepatan. (Hukum Newton II). Sehingga semakin besar massa-nya, makaInertia Force-nya juga akan semakin besar. Oleh karena itu, bangunan yanglebih ringan akan lebih baik dalam menghadapi getaran gempa.



Figure 1





Figure 1




a) Efek Deformasi Struktur

Figure 2

Inertia Force yang dialami oleh atap kemudian disalurkan kefondasi melalui kolom, sehingga mengakibatkan kolom mengalamiperubahan bentuk sepanjang kolom hingga ujung bawah.Sebagaimana dijelaskan dengan Figure 2, kolom mengalamideformasi relatif sebesar u, yang merupakan selisih antara bagian atas(atap) dan bagian bawah (tanah).

Bisa saja kolom akan kembali tegak sebagaimana semula, karenaada gaya internal kolom yang disebut stiffness forces. Besar stiffnessforces = kekakuan kolom x deformasi relatif (u). Semakin besarukuran kolom, maka semakin besar kekakuannya, dan semakin besarpula stiffness forces-nya. Demikian juga semakin besar deformasirelatif, akan semakin besar pula stiffness forces-nya.



Figure 2





Figure 2




b) Getaran Horisontal dan Vertikal

Figure 3

Gempa bumi akan mengakibatkan getaran pada tiga arah yaituarah X, arah Y dan arah Z. (Figure 3). Selama gempa bumi, tanahbergetar dengan acak, ke depan (+) dan ke belakang (-) pada tiap arah(X, Y, Z).

Bangunan biasanya dirancang untuk menanggung gaya grafitasi(gravity load) saja, yang besarnya sama dengan massa kali percepatan(g), dengan arah vertikal ke bawah (-Z). Oleh karena itu biasanyabangunan mempunyai kemampuan yang memadai dalam melawangetaran vertikal.

Tetapi karena getaran gempa meliputi semua arah (X,Y,Z,+,-),sehingga terkadang bangunan tidak mampu melawan getaranhorisontal. Perlu dipikirkan dalam perancangan agar bangunanmempunyai kemampuan yang memadai dalam melawan efek gempabumi.



Figure 3






Figure 3





c) Aliran Inertia Force ke Fondasi

Figure 4

Inertia force akan ditransfer melalui plat lantai ke dinding dankolom hingga fondasi dan akhirnya sampai ke tanah. Sehinggaelemen-elemen tersebut (plat lantai, dinding, kolom, dan fondasi) danpertemuan antara elemen tersebut harus dirancang sehingga amanuntuk transfer Inertia force yang melaluinya. (Figure 4)

Dinding dan kolom adalah elemen yang sangat kritis dalammentransfer Inertia force ini. Tetapi dalam bangunan tradisional,terkadang justru plat lantai dan balok yang mendapatkan perhatiankhusus. Bahkan terkadang dinding yang dibuat sangat tipis dandengan material yang rapuh seperti batu bata, sehingga tidak akanmampu melawan gaya gempa horisontal yang mempunyai arah tegak

lurus dengan dinding tersebut.



Figure 4






Figure 4





BAB IIIPEMBAHASAN

3.1 PENYEBAB TERJADINYA GEMPA DI JEPANG

Tokyo terletak di pulau utama Honshu Jepang, yang berada pada tigalempeng benua yaitu Eurasia, Pasifik dan Laut Filipina. Lempeng-lempeng yangperlahan bergerak dan saling bergesekan antara satu dengan yang lainnya,menyebabkan tekanan gempa di Jepang menjadi besar sehingga menimbulkankekuatan gempa yang sangat dahsyat. Gunung berapi dan parit samudra sekitarCekungan Pasifik yang melingkari Jepang yang dijuluki dengan The Ring of Fire,memiliki andil sebagai penyebab tingginya frekuensi gempa di Jepang. Jepangmenyumbang sekitar 20 persen dari gempa bumi di dunia yang kekuatannya rata-rata lebih dari 6 Skala Richter, dan hampir setiap lima menit sekali terjadi.

Ketika gempa bumi terjadi di dasar laut, getarannya berubah menjadi tsunamidan acapkali lebih menghancurkan dibandingkan dengan gempa itu sendiri.Tsunami, berasal dari bahasa Jepang yang berarti pelabuhan dan gelombang. Inibisa diartikan sebagai perpindahan jumlah air laut yang sangat besar akibat adanyagerakan hebat dari lapisan kulit bumi. Air laut bergerak seperti gelombang danmampu menempuh jarak yang sangat jauh dalam kecepatan tinggi, sehingga dapatmenyapu daratan dan menghancurkan semua yang dilaluinya.


Peta Gempa Jepang

3.2 SISTEM PENDETEKSI GEMPA DI JEPANGPengamatan gempa bumi di Jepang merupakan yang terbaik di dunia saat

ini. Jepang memiliki jaringan seismik di daratan dan lautan (Ocean BottomSeismometer) paling rapat di dunia. Jaringan GPS yang memantau deformasihampir setiap 10 km serta sistem pendidikan, penelitian serta upaya penyadaranmasyarakat yang sangat baik. Hal itu nampak pada sikap masyarakat ketikaditimpa bencana gempa bumi, mereka bisa menghadapinya dengan tenang,tidak panic, dan melaksanakan penyelamatan diri sesuai prosedur yangditentukan pemerintah.

Jepang juga telah mengembangkan EEW (earthquake early warning system)yang terbukti sangat bermanfaat dalam menyelamatkan nyawa dan fasilitaspenting saat terjadi gempa Niigata 2007. Tetapi bencana gempa memang sulituntuk diprediksi dengan detail, upaya luar biasa yang telah dilakukan jepangterjadi masih tidak cukup untuk menghindari mereka dari bencana yang telahterjadi pada hari jumat 11 maret 2011 lalu.


3.2.1 Ocean Bottom SeismometerSeismometer yang juga dapat disebut sebagai seismometer laut

bawah atau OBS ini memiliki sensitifitas tinggi saat mendeteksi gempameskipun skalanya cukup kecil. Disamping gempa maupun getaran, alat

ini dapat mengukur tekanan air di dalam laut. Hal ini dimungkinkankarena seismometer dapat bertahan di dalam tekanan air laut yang besardan dinginnya suhu dalam waktu yang cukup lama. Alat yang berupasilinder logam kecil dan sisa timbunan footlocker yang berisi logger datadan baterai ini secara perlahan-lahan ditenggelamkan ke dasar laut.Pengendaliannnya dapat dilakukan dengan metode pengendalian jarakjauh rilis akustik, dan untu kemudian dapat dibawa kembali kepermukaan dengan metode flutasi.

3.2.2 Earthquake Early Warning SystemEarthquake Early Warning System mendeteksi kapan terjadi

guncangan dan sampai kota tertentu alat ini juga member tahu infotentang epicenter gempa dan skala intesitasnya. Teknologi ini diciptakanpertama kali oleh Jepang dan setiap ada gempa. SMS, Radio, Internet, danTelevisi sudah memberitahu Epicenter dan daerah mana yang akan terkenaguncangan meskipun guncangannya belum terasa oleh orang .

Cara kerja Earthquake Early Warning System adalah sebagai berikut:1. Bila 2 seismometer atau lebih mendeteksi gelombang P pusat Geologi

setempat langsung membaca dan menganalisa.

2. Setelah di analisa dengan cepat pusat geologi setempat langsungmengirimkan info ke seluruh daerah yang akan terkena langsung melaluiTV, RADIO, dan HP sebelum Gelombang S datang.

3. Setelah sudah disiarkan tentang peringatan gempa warga diharapkanlangsung waspada dan sudah siap dengan datangnya getaran yang lebihbesar.

4. Jangka waktu antara peringatan gempa dan guncangan hanya sedikit bagiwarga yang di dekat epicenter.


3.2.3 Tsunami Early Warning SystemTsunami Early Warning System adalah Peringatan dini sebelum

Tsunami datang. Biasanya Tsunami Early Warning System diaktifkan saatterjadi gempa besar bawah laut dengan kedalaman dangkal, dan biasanyatsunami datang 30 menit - 1 jam setelah gempa. Cara kerjanya berasal darikekuatan gempa,

Tsunami Early Warning System

3.3 TEKNOLOGI ONTRUKSI TAHAN GEMPA DI JEPANG

Banyak cara yang telah diterapkan untuk meminimalisir kerusakan akibatgempa bumi. Jepang sebagai salah satu negara terdepan dalam teknologi, telahmengaplikasikan salah satu teknologi tahan gempa yakni penggunaan kontrol padastruktur bangunan untuk mereduksi respon dinamik yang diakibatkan oleh bebanseismik (gempa bumi).Kontrol pada struktur dibagi menjadi dua jenis berdasarkanperlu tidaknya energi untuk menghasilkan gaya kontrol, yaitu : Kontrol aktif memerlukan arus listrik untuk operasi alat dan menghasilkan

gaya kontrol. Kelebihan kontrol aktif adalah karakteristik dinamik strukturdapat beradaptasi dengan beban dinamis yang timbul

kontrol pasif menggunakan energi potensial yang dibangkit kan oleh responsstruktur untuk menghasilkan gaya kontrol. Kelebihan kontrol pasif adalahkarena kesederhanaan dalam desain, pemasangan, dan terutamapemeliharaannya.

Salah satu alat kontrol pasif (isolasi seismik) pada struktur yang berdasarkan


penggunaan massa tambahan sebagai sistem penyerap energi adalah penggunaandamper. Alat ini dapat dipasang pada bermacam-macam struktur seperti : gedungbertingkat tinggi, menara, bentangan yang panjang, dan jembatan. Tujuan utamapemasangan damper pada gedung tinggi dan menara untuk mengurangi goyangangedung akibat gempa bumi dan angin, pada struktur berbentang panjang untukmengurangi getaran akibat lalu lintas, dan pada jembatan untuk mengurangigoyangan akibat angin atau getaran akibat lalu lintas.

Pada tulisan ini akan disajikan mengenai perkembangan dan penggunaanteknologi damper pada struktur bangunan. Struktur bangunan yang ditinjau adalahrumah tinggal dan gedung tinggi dengan penggunaan bantalan karet (seismicbearing). Analisis kelebihan dan kekurangan penggunaan damper akanmenunjukkan efektivitas dalam meminimalisir kerusakan akibat gempa bumi.

Azas utama penyediaan bangunan sipil adalah untuk tujuan kemanusiaan.Oleh karena itu perlu diperhatikan faktor keamanan dan kenyamanan bagipenghuninya. Beberapa tahun terakhir, perancangan isolasi dasar (base isolation)yang digunakan untuk perlindungan gedung dari bahaya dan kerusakan yangdisebabkan oleh gempa bumi telah digunakan sebagai teknologi dalamperancangan struktur gedung di wilayah gempa tinggi. Beberapa tipe struktur telahdidesain menggunakan teknologi ini, baik gedung yang telah dibangun maupunyang masih dalam tahap konstruksi.

Dalam pemodelan struktur gedung dengan base isolator diperlukan pemodelanbase isolation yang optimum sehingga akan diperoleh lateral dan vertikaldisplacement yang akurat. Adapun alat peredam gempa tersebut, cukup banyakjenisnya seperti :1. Bantalan karet tahan gempa (seismic bearing)2. Lock Up Device (LUD)3. Fluid Viscous Damper (FVD)4. High Damping Device (HIDAM)


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

Respon antara struktur dengan damper dan tanpa damper ketika diguncang gempa

3.3.1. Bantalan karet tahan gempa (seismic bearing)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 untukmelindungi struktur bangunan. Bantalan karet ini tergolong murah, danbukan merupakan alat berteknlogi tinggi.


Bantalan karet

Dalam aplikasinya, bantalan karet tersebut dipasang pada setiapkolom, yaitu diantara pondasi dan bangunan. Bantalan karet alam ini,berfungsi untuk mengurangi getaran akibat gempa. Sedangkanlempengan baja, digunakan untuk menambah kekakuan bantalan karet,sehingga penurunan bangunan saat bertumpu di atas bantalan karet tidakterlalu besar.

Adapun prinsip kerja dari bantalan karet (base isolation seismicbearing) ini adalah pengaruh gempa bumi yang sangat merusak strukturbangunan, merupakan komponen getaran karet horizontal. Getarantersebut, dapat menimbulkan gaya reaksi yang besar. Bahkan, padapuncak bangunan, dapat terlihat hingga mendekati dua kalinya. Olehkarena itu, apabila gaya yang sampai pada bangunan itu lebih besar darikekuatan struktur maka bangunan itu akan rusak.


Perletakan bantalan karet pada tiap kolom

Gaya reaksi yang sampai pada bangunan tersebut, dapat dikurangimelalui penggunaan bantalan karet tahan gempa ini. Pada dasarnya, caraperlindungan bangunan oleh bantalan karet tahan gempa ini, dicapaimelalui penggunaan getaran gempa bumi ke arah horizontal. Denganbantalan 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 dandapat menyerap energi.


Uji geser

Uji tekanPeredam gempa berupa bantalan karet alam ini, kini mulai banyak

diaplikasikan pada bangunan-bangunan hunian maupun gedung-gedungbertingkat. Dan berdasarkan pengalaman di lapangan., bangunan yangmenggunakan bantalan karet peredam gempa ini, tidak mengalamikerusakan yang signifikan ketika terjadi gempa.


3.3.2. Lock Up Device (LUD)Selain bantalan karet, kini beberapa bangunan publik yang berlokasi

di daerah rawan gempa, juga sudah mulai mengaplikasikan teknologiperedam gempa berteknologi tinggi dari mancanegara. Seperti padaproduk peredam gempa LUD yang konon harga per-unitnya lebih dari100 juta tersebut, jika dilihat dari dekat pada konstruksi jembatanlayang ini ada semacam dongkrak atau shockbreaker pada pertemuanantara tiang dan segmen jalan layang. Benda itulah yang dinamakanLUD, sebagai alat untuk meredam guncangan jika terjadi gempa.

LUD pada jembatan Rigid


LUD

Prinsip kerja LUD sangat sangat sederhana, jika diibaratkan tiangdan badan jalan layang sebagai huruf T. Dimana garis melintang


sebagai badan jalan. Gerak redam LUD pada saat terjadi gempa, akanberlangsung dari arah kiri ke kanan atau sebaliknya. Denganpenggunaan cairan khusus (gel silikon) yang menjadi bantalan padaLUD, guncangan ekstrem akibat gempa, pada saat tertentumengakibatkan LUD terkunci, dan mengakibatkan seluruh badan jalandan tiang akan bergerak serentak ke arah yang sama seperti huruf T, kekanan dan ke kiri. Sistem ini, juga bisa meredam gerakan liar, akibatguncangan yang disebabkan oleh getaran lainnya. Kekuatan LUDdengan gaya horizontal, adalah 3.400 kN/unit.

Peletakan LUD pada jembatan (tampak atas)


Peletakan LUD pada jembatan (tampak samping)

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

3.3.3. Fluid Viscous Damper (FVD)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 gempadan mengurangi gaya gempa rencana yang dipikul elemen-elemenstruktur. Sehingga, struktur bangunan menjadi lebih elastis dan mampumeredam guncangan gempa. Dengan mengaplikasikan peralatan FVD,gempa rencana yang dipikul elemen struktur menjadi lebih kecil.Sehingga, dengan kondisi tersebut diharapkan tidak terjadi kerusakanstruktur bangunan ketika gempa terjadi.


Pemasangan FVD pada struktur gedung

FVD merupakan alat peredam gempa yang berfungsi sebagaidisipator energi, dengan cara memberikan perlawanan gaya melaluipergerakan yang dibatasi. Gaya yang diberikan oleh FVD timbul, akibatadanya gaya luar yang berlawanan arah, bekerja pada alat tersebut.Peralatan ini bekerja, dengan menggunakan konsep mekanika fluidadalam mendispasikan energi.

Skema Kerja FVD


Pada perkuatan FVD kolom berfungsi sebagai pegas. FVD mampumereduksi tegangan dan defleksi yang terjadi secara simultan(bersamaan), karena gaya FVD yang bekerja sebanding denganperubahan kecepatan stroke-nya (stroking velocity). Mekanisme kerjaini, dianalogikan seperti suspensi atau shock absorbser pada mobil, yangdigunakan untuk mengatur pergerakan pegas di posisi tumpuan. Gayaredaman yang dibutuhkan relatif kecil, dibandingkan gaya yang dipikulpegas, akibat beban kendaraan dan beban guncangan.

FVD pada perkuatan struktur gedung

Jika pada struktur dipasang FVD, gaya redaman akan sama dengannol pada saat defleksi maksimum, karena kecepatan stroke sama dengannol dan kemudian berbalik arah. Saat kolom berbalik arah ke posisisemula, akan menyebabkan menjadikan kecepatan stroke menjadimaksimum atau gaya redamannya menjadi maksimum. Pada posisikolom normal, tegangan kolom adalah minimum. Dengan, demikianpenggunaan FVD sebagai alat peredam struktur, tidak akanmeningkatkan beban pada kolom akibat gaya yang dikeluarkan FVD,karena saat terjadi gempa dan gaya damper maksimum, tegangan kolomjustru minimum.


FVD pada jembatan

Adapun kelebihan FVD, yaitu :1. Dapat mereduksi tegangan, gaya geser dan defleksi pada struktur, dapat

bekerja secara pasif (tidak membutuhkan peralatan atau sumber dayadalam penggunaannya).

2. Dapat bekerja dengan tekanan fluida lebih tinggi, sehingga bentuknyasemakin kecil dan praktis.

3.3.4. High Damping Device (HIDAM)Alat peredam gempa ini adalah hasil penelitian dan pengembangan

laboraturium Kobori, afiliasi perusahaan kontraktor Kajima. Di Jepangsendiri, alat ini berhasil diaplikasikan pada gedung-gedung tinggi danstruktur khusus lainnya.


Prinsip kerja HiDAM

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

Sekilas mengenai prinsip kerja HiDAM, secara umum hampir samadengan FVD taylor device . Yakni kedua alat ini sama-samamenggunakan prinsip viskositas dalam menciptakan gaya redaman.Berdasarkan hasil penelitian terhadap alat peredam gempa HiDAM ini,rasio redaman struktur, mampu ditingkatkan oleh HiDAM pada kisaran10 20 %. Angka ini, sangat signifikan dalam mengurangi responstruktur terhadap gempa dan kerusakan bangunan, serta telah memenuhikriteria konvensional gempa di Jepang.


Aplikasi HiDAM dalam Bangunan


BAB IV

PENUTUP

4.1 KESIMPULAN

Berdasarkan hasil pembahasan, dapat ditarik kesimpulan :

1. Bahwa gempa di jepang diakibatkan karena Tokyo terletak di pulau utamaHonshu Jepang, yang berada pada tiga lempeng benua yaitu Eurasia, Pasifikdan Laut Filipina. Lempeng-lempeng yang perlahan bergerak dan salingbergesekan antara satu dengan yang lainnya, menyebabkan tekanan gempa diJepang menjadi besar sehingga menimbulkan kekuatan gempa yang sangatdahsyat.

2. Jepang memiliki alat pendeteksi gempa yaitu :a) Ocean Bottom Seismometerb) Tsunami Early Warning Systemc) Earthquake Early Warning System

3. Dalam pemodelan struktur gedung dengan base isolator diperlukan pemodelanbase isolation yang optimum sehingga akan diperoleh lateral dan vertikaldisplacement yang akurat. Adapun alat peredam gempa tersebut, cukup banyakjenisnya seperti :a) Bantalan karet tahan gempa (seismic bearing)b) Lock Up Device (LUD)c) Fluid Viscous Damper (FVD)d) High Damping Device (HIDAM)

4.2 SARANSemoga Makalah ini Dapat bermanfaat bagi pembaca maupun penulis sendiri.

Kritik dan saran diperlukan guna mendapatkan hasil yang lebih kedepannya,khususnya dalam pembuatan makalah dengan tema yang sama kedepannya.


DAFTAR PUSTAKA

http://agnesvivi09.blogspot.com/2011/04/gempa-jepang-menyebabkan-tsunami-dasyat.html

http://blog.umy.ac.id/restufaizah/efek-gempa-bumi-terhadap-struktur/

http://blog.umy.ac.id/restufaizah/seismic-dampers-shock-absorbers-untuk-struktur/

http://blog.umy.ac.id/restufaizah/tahukah-anda-gempa-bumi-sendai-adalah-gempa-bumi-terdahsyat-dalam-sejarah/http://www.niri-rubber.com/id/mooring-buoy-fungsional-dan-aman/

sampul.pdf (p.1)Makalah Gempa.pdf (p.2-34)

makalah gempa jepang

Documents