1

PENGARUH KEGAGALAN STRUKTUR TERHADAP KERUSAKAN BANGUNAN SIPIL DI JEPANG SETELAH

TERJADINYA GEMPA

Sigit Dwi Prasetyo

Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas Gunadarma

Abstrak

Jepang sering dilanda gempa dengan kekuatan yang cukup besar. Dua diantaranya

adalah gempa Niigata 1964 dan gempa Kobe 1995. Kedua gempa itu mengakibatkan

kerusakan yang cukup parah pada bangunan sipil di Jepang. Gempa Niigata menyebabkan

runtuhnya jembatan Showa, Gempa Kobe menyebabkan runtuhnya Hanshin Expressway dan

Subway Station. Runtuhnya bangunan-bangunan sipil ini disebabkan oleh likuifaksi yang

terjadi akibat guncangan gempa yang begitu besar. Runtuhnya bangunan-bangunan sipil

tersebut menarik perhatian para peneliti, khususnya para konstruktor Jepang. Setelah

dilakukan penelitian dan analisis, diketahui bahwa kerusakan yang terjadi pada bangunan-

bangunan sipil tersebut tidak disebabkan oleh gempa semata. Tapi ada faktor fisik yang

mempengaruhi runtuhnya bangunan sipil tersebut. Faktor fisik itu adalah dari segi struktur

bangunan. Diketahui bahwa ada kegagalan struktur yang menyebabkan kerusakan pada

bangunan sipil ini menjadi lebih parah daripada yang semestinya. Kegagalan struktur ini

seperti kurangnya luas penampang tiang penyangga jembatan Showa, serta kurangnya

sengkang pada kolom-kolom bangunan sipil, sehingga kolom tersebut tidak kuat menahan

guncangan gempa yang besar. Dengan adanya penelitian ini, diharapkan pembangunan-

pembangunan selanjutnya bisa lebih diperhatikan agar kegagalan struktur tidak kembali

terjadi dan akibat yang ditimbulkan oleh gempa pun menjadi lebih kecil.

Kata Kunci : Likuifaksi, Showa Bridge, Hanshin Expressway, Subway Station, Kegagalan

Struktur

2

Pendahuluan

Jepang adalah sebuah Negara yang rentan akan terjadinya gempa. Hal ini karena

Jepang dilalui oleh empat lempeng, yaitu lempeng Eurasia, Filipina, Pasifik, dan Amerika

Utara. Keempat lempeng itu masih aktif bergerak. Jadi wajar jika di Jepang cukup sering

terjadi gempa. Bahkan tak sedikit gempa yang terjadi memiliki magnitudo yang cukup besar,

dan menyebabkan kerusakan yang cukup parah.

Dua dari beberapa gempa besar yang pernah mengguncang Jepang adalah gempa

yang terjadi pada tanggal 16 Juni 1964 dengan kekuatan 7.5 SR yang mengguncang Niigata,

dan gempa yang terjadi pada 17 Januari 1995 dengan kekuatan 7.2 SR yang mengguncang

Kobe. Kedua gempa ini menyebabkan kerusakan yang cukup parah pada bangunan sipil.

Jembatan runtuh, jalan tol dan jalan layang juga runtuh, begitu pun dengan stasiun kereta

bawah tanah.

Beberapa kerusakan yang terjadi ini menimbulkan beberapa pertanyaan. Sebagai

contoh adalah jembatan Showa yang runtuh akibat gempa Niigata. Yang menjadi pertanyaan

adalah bagaimana jembatan itu bisa runtuh tepat pada sambungan bentang-bentang jembatan

atau tepat di atas tiang penyangga jembatan. Selain itu pertanyaan juga timbul dari Hanshin

Expressway dan stasiun kereta bawah tanah yang runtuh akibat gempa Kobe. Tiang

penyangga pada kedua bangunan sipil itu hancur pada ketinggian tertentu. Sedangkan tiang

penyangga bagian bawah masih tetap berdiri dengan kokoh.

Kerusakan yang terjadi ini menarik perhatian para peneliti Jepang, khususnya para

konstruktor. Seteleh diteliti, ternyata kerusakan pada bangunan sipil ini tidak sepenuhnya

disebabkan oleh gempa bumi semata, tetapi juga dipengaruhi oleh kegagalan struktur pada

bangunan sipil tersebut. Struktur pada bangunan tersebut tidak mampu menahan kekuatan

gempa yang begitu dahsyat, sehingga kerusakan yang terjadi pada bangunan sipil itu semakin

parah.

Di dalam paper ini akan dijelaskan kegagalan struktur apa yang menyebabkan

kerusakan pada bangunan sipil tersebut. Dimana bangunan sipil yang akan dibahas disini

adalah Jembatan Showa, Jalan Tol Hanshin, dan stasiun kereta bawah tanah.

3

Gempa Niigata 1964 dan gempa Kobe 1995 mengakibatkan kerusakan yang cukup

parah pada bangunan sipil di Jepang. Selain disebabkan oleh gempa yang cukup besar,

kerusakan itu juga dipengaruhi oleh adanya kegagalan struktur pada bangunan tersebut. Tiga

dari beberapa kerusakan yang dipengaruhi oleh kegagalan struktur adalah runtuhnya

jembatan Showa, runtuhnya jalan tol Hanshin, dan runtuhnya stasiun kereta bawah tanah.

Runtuhnya Jembatan Showa (Showa Bridge)

Jembatan Showa adalah jembatan yang membelah sungai Shinano di wilayah Niigata.

Pada 1964, terjadi gempa besar yang mengguncang daerah tersebut. Guncangan gempa yang

besar mengakibatkan jembatan tersebut runtuh.

Gambar diatas menunjukkan kerusakan yang terjadi pada jembatan Showa akibat

gempa tersebut. Kerusakan ini disebabkan karena terjadinya liquefaction/likuifaksi.

Likuifaksi adalah sebuah fenomena di mana kekuatan dan kekakuan tanah berkurang yang

dipengaruhi oleh guncangan gempa atau pergerakan cepat lainnya. Likuifaksi menyebabkan

gucangan gempa akan terasa semakin hebat dari yang semestinya, karena tanah mengalami

pergerakan yang lebih besar. Selain itu likuifaksi mengakibatkan kerusakan yang terjadi

menjadi lebih parah.

Pada kasus ini, likuifaksi terjadi pada tanah di dasar sungai shinano. Pergerakan tanah

pada sungai shinano ini cukup besar dan menghasilkan goncangan yang cukup besar pula.

Goncangan ini mengakibatkan tiang penyangga jembatan mengalami displacement atau

perpindahan. Sehingga tiang penyangga ini tidak mampu lagi menahan bentang jembatan dan

Gambar 1. Runtuhnya Jembatan Showa akibat gempa Niigata 1964Gambar 1. Runtuhnya Jembatan Showa akibat gempa Niigata 1964Gambar 1. Runtuhnya Jembatan Showa akibat gempa Niigata 1964Gambar 1. Runtuhnya Jembatan Showa akibat gempa Niigata 1964Gambar 1. Runtuhnya Jembatan Showa akibat gempa Niigata 1964Gambar 1. Runtuhnya Jembatan Showa akibat gempa Niigata 1964

4

pada akhirnya jembatan mengalami kerusakan seperti yang terlihat pada gambar 1.

Pergerakan ini ditunjukkan oleh gambar 2.

Namun ternyata setelah diteliti, kerusakan atau runtuhnya jembatan Showa ini tak

hanya dipengaruhi oleh likuifaksi semata. Tetapi ada faktor lain yang menyebabkan bentang

jembatan ini runtuh. Faktor tersebut adalah kegagalan struktur. Hal ini diketahui karena titik

runtuhnya jembatan tersebut tepat berada di atas tiang penyangga jembatan, sehingga para

peneliti mencoba manganalisis mengapa hal ini bisa terjadi.

Runtuhnya jembatan tepat diatas tiang penyangga atau tepat pada sambungan bentang

jembatan ini dikarenakan lebar tiang penyangga kurang besar untuk menahan bentang

jembatan. Jadi jika terjadi pergerakan pada bentang jembatan, penyangga tersebut tidak kuat

menahannya karena luas penampang tiang penyangga yang digunakan untuk menahan

bentang jembatan tidak cukup untuk menahan pergerakan tersebut. Sehingga saat gempa

besar Niigata terjadi, bentang jembatan itu runtuh tepat diatas penyangga jembatan tersebut.

Kurangnya luas penampang tiang penyangga jembatan ini ditambah lagi dengan tidak

sempurnanya sambungan antara tiap bentang jembatan dan sambungan antara jembatan dan

tiang penyangga. Tidak sempurnanya sambungan ini sangat berpengaruh pada runtuhnya

jembatan Showa. Karena ketidaksempurnaan sambungan, akan semakin memperbesar

kemungkinan runtuhnya sebuah jembatan saat

terjadinya gempa. Begitu pula yang terjadi pada

jembatan Showa ini. Para peneliti menemukan bahwa

sambungan antar bentang pada jembatan ini memiliki

kekurangan atau tidak cukup kuat untuk menahan

guncangan yang terjadi. Sehingga saat gempa terjadi,

sambungan akan rusak dan runtuhnya jembatan takbisa

dihindari.

Gambar 2. Proses pergeseran tiang jembatan Showa yang menyebabkan runtuhnya jembatan Showa

Gambar 3. Rusaknya sambungan antar bentang jembatan

Gambar 2. Proses pergeseran tiang jembatan Showa yang menyebabkan runtuhnya jembatan Showa

Gambar 2. Proses pergeseran tiang jembatan Showa yang menyebabkan runtuhnya jembatan Showa

Gambar 2. Proses pergeseran tiang jembatan Showa yang menyebabkan runtuhnya jembatan Showa

Gambar 2. Proses pergeseran tiang jembatan Showa yang menyebabkan runtuhnya jembatan Showa

Gambar 2. Proses pergeseran tiang jembatan Showa yang menyebabkan runtuhnya jembatan Showa

Gambar 3. Rusaknya sambungan antar bentang jembatan

Gambar 3. Rusaknya sambungan antar bentang jembatan

Gambar 3. Rusaknya sambungan antar bentang jembatan

Gambar 3. Rusaknya sambungan antar bentang jembatan

Gambar 3. Rusaknya sambungan antar bentang jembatan

5

Runtuhnya Jalan Tol Hanshin (Hanshin Expressway)

Jalan tol Hanshin atau jalan raya Hanshin adalah jalan raya yang melintasi kota Kobe.

Jalan ini merupakan jalan arteri yang sangat penting bagi transportasi di dalam kota dan antar

kota, karena hampir 22% dari pengguna jalan di seluruh Jepang melaluinya. Pada 1995

gempa dengan kekuatan besar mengguncang wilayah ini. Gempa ini menyebabkan runtuhnya

jalan tol Hanshin. Sepanjang 1 km atau sepuluh spans dari jalan raya Hanshin Rute 43 di tiga

lokasi di Kobe dan Nishinomiya terguling. Runtuhnya jalan ini menyebabkan kerugian yang

cukup besar. Reruntuhan jalan ini memblokir empat puluh persen lalu lintas jalan Osaka-

Kobe. Renovasi jalan ini pun membutuhkan waktu yang cukup lama, yaitu lebih dari setahun.

Jalan tol Hanshin ini baru bisa dibuka dan kembali digunakan oleh umum pada tanggal 30

September 1996.

Runtuhnya jalan tol Hanshin ini juga dipengaruhi oleh likuifaksi (sama seperti

penyebab runtuhnya jembatan Showa). Likuifaksi tersebut menyebabkan pergerakan tanah

semakin terasa dan semakin besar sehingga tiang penyangga jalan tol Hanshin tidak mampu

menahan dan pada akhirnya tiang itu runtuh.

Ada sedikit keganjilan pada runtuhnya jalan tol Hanshin ini. Yaitu, tiang yang runtuh

adalah tiang dengan ketinggian tertentu, sedangkan tiang bagian bawah masih kokoh berdiri.

Ternyata ini disebabkan oleh penulangan tiang penyangga jalan tersebut atau disebabkan oleh

kegagalan kolom beton penyangga jalan tersebut. Penulangan pada kolom beton yang tidak

Gambar 4. Runtuhnya Jalan Tol Hanshin (Hanshin Expressway)

Gambar 4. Runtuhnya Jalan Tol Hanshin (Hanshin Expressway)

Gambar 4. Runtuhnya Jalan Tol Hanshin (Hanshin Expressway)

Gambar 4. Runtuhnya Jalan Tol Hanshin (Hanshin Expressway)

Gambar 4. Runtuhnya Jalan Tol Hanshin (Hanshin Expressway)

Gambar 4. Runtuhnya Jalan Tol Hanshin (Hanshin Expressway)

6

tepat tersebut menyebabkan tiang/kolom penyangga tak mampu menahan guncangan akibat

gempa, sehingga tiang tersebut runtuh.

Gambar 5a adalah gambar tipe penulangan kolom yang digunakan pada tiang

penyangga Jalan tol Hanshin pada saat terjadinya gempa. Dapat dilihat, penulangannya tidak

terlalu rapat. Selain itu penulangan tersebut terkesan tidak seimbang. Karena sengkang-

sengkang yang digunakan lebih banyak digunakan di bagian bawah kolom. Selain itu pada

bagian bawah kolom didukung dengan besi-besi vertikal dengan ketinggian tertentu.

Sedangkan bagian atas kolom, sengkang yang ada lebih sedikit dan jaraknya tidak terlalu

dekat, selain itu bagian atas kolom tidak didukung oleh besi-besi vertikal. Hal ini

mengisyaratkan bahwa kekuatan kolom tersebut tidak merata. Bagian bawah kolom

cenderung lebih kuat dibandingkan dengan bagian atas kolom.

Jadi pertanyaan yang muncul pada saat gempa Kobe terjadi, Mengapa kolom/tiang

penyangga jalan tol Hanshin runtuh pada ketinggian tertentu?, bisa dijawab. Ini karena bagian

atas kolom tidak kuat menahan guncangan gempa karena kurangnya penulangan. Sehingga

pada saat terjadi guncangan yang besar di luar batas kemampuan kolom bagian atas, maka

kolom bagian atas tersebut akan rubuh atau hancur. Sedangkan bagian bawah kolom masih

tetap kokoh berdiri karena penulangan pada bagian bawah kolom cukup kuat untuk menahan

guncangan gempa. Jadi bagian kolom atau tiang yang runtuh adalah bagian kolom yang

struktur penulangannya tidak sempurna.

Gambar 5. Tipe Penulangan Pada Kolom/ Tiang Penyangga Jalan TolGambar 5. Tipe Penulangan Pada Kolom/ Tiang Penyangga Jalan TolGambar 5. Tipe Penulangan Pada Kolom/ Tiang Penyangga Jalan TolGambar 5. Tipe Penulangan Pada Kolom/ Tiang Penyangga Jalan TolGambar 5. Tipe Penulangan Pada Kolom/ Tiang Penyangga Jalan TolGambar 5. Tipe Penulangan Pada Kolom/ Tiang Penyangga Jalan Tol

7

Runtuhnya jalan tol Hanshin memberikan pelajaran bagi para konstruktor untuk

membuat kolom/tiang yang lebih kuat. Jadi dibuatlah kolom dengan sistem penulangan yang

lebih rapat seperti yang terlihat pada gambar 5b. Dari gambar tersebut terlihat bahwa jarak

dari setiap besi dan setiap sengkang yang digunakan pada penulangan lebih dekat. Dengan

sistem penulangan seperti ini, kolom / tiang tersebut akan menjadi lebih kuat dan menjadi

lebih tahan akan guncangan/gempa yang terjadi. Tipe penulangan inilah yang kemudian

digunakan pada jalan laying-jalan laying yang dibangun setelah terjadinya gempa Kobe,

termasuk juga digunakan dalam renovasi jalan tol Hanshin.

Runtuhnya Stasiun Kereta Bawah Tanah (Subway Station)

Bagi rakyat Jepang, kereta adalah salah satu transportasi utama yang biasa digunakan.

Lebih dari 10 juta orang diangkut setiap harinya. Dan yang paling banyak adalah yang

menggunakan kereta bawah tanah atau subway. Jalur kereta ini melalui beberapa kota besar

di Jepang, salah satunya adalah Kobe. Pada saat terjadinya gempa Kobe, Stasiun kereta

bawah tanah ini runtuh.

Seperti yang terlihat pada gambar 6, kerusakan yang terjadi pada subway station

adalah pada kolom/tiang pengangga nya. Tiang penyangga tersebut tidak kuat menahan

guncangan gempa yang besar, sehingga tiang ini runtuh. Ketidakmampuan kolom/tiang ini

untuk menahan guncangan gempa ternyata dipengaruhi oleh penulangan pada kolom tersebut.

Struktur kolom tersebut hanya sebuah pondasi dan beton serta besi yang dipasang secara

vertikal tanpa adanya sengkang-sengkang yang membantu menahan kekuatan kolom(lihat

gambar 7).

8

Tentu penulangan seperti ini tidak cukup kuat untuk menahan guncangan. Karena jika

sebuah kolom hanya terdiri dari besi-besi vertikal tanpa didukung oleh sengkang-sengkang,

kekuatan kolom itu tidak akan sekuat kolom yang menggunakan sengkang-sengkang dalam

strukturnya. Apalagi kolom pada subway station ini digunakan untuk menahan beban yang

cukup besar. Seharusnya penulangannya ditambah dengan sengkang-sengkang yang dipasang

dengan jarak yang dekat agar kekuatan kolom semakin bertambah. Dengan adanya sengkang-

sengkang itu, akan menambah kekakuan pada kolom tersebut. Dengan bertambahnya

kekakuan kolom, tentu kekuatan kolom untuk menahan guncangan dan menahan beban

diatasnya akan semakin bertambah.

Gambar 7. Kerusakan kolom/tiang penyangga subway stationGambar 7. Kerusakan kolom/tiang penyangga subway stationGambar 7. Kerusakan kolom/tiang penyangga subway stationGambar 7. Kerusakan kolom/tiang penyangga subway stationGambar 7. Kerusakan kolom/tiang penyangga subway stationGambar 7. Kerusakan kolom/tiang penyangga subway stationGambar 7. Kerusakan kolom/tiang penyangga subway stationGambar 7. Kerusakan kolom/tiang penyangga subway station

9

Kesimpulan

Jepang adalah Negara yang sering dilanda gempa. Gempa-gempa besar yang melanda

Jepang mengakibatkan kerusakan-kerusakan pada bangunan sipil di Jepang. Gempa ini

menyebabkan timbulnya likuifaksi, sehingga akibat atau kerusakan-kerusakan yang dialami

oleh bangunan sipil menjadi lebih parah daripada yang semestinya. Kerusakan-kerusakan

yang dialami oleh bangunan sipil ini juga dipengaruhi oleh kegagalan struktur pada bangunan

sipil tersebut. Hal ini diketahui setelah dilakukan penelitian oleh para peneliti. Kegagalan

struktur yang terjadi adalah kurangnya luas penampang pada tiang penampang jembatan

Showa, serta kurangnya sengkang di dalam kolom tiang penyangga pada Hanshin

Expressway dan Subway Station. Kegagalan struktur ini menyebabkan kerusakan yang

terjadi pada bangunan sipil menjadi semakin parah.

Jadi kerusakan yang terjadi pada bangunan sipil setelah gempa tidak selalu

disebabkan oleh guncangan gempa, tapi bisa juga dipengaruhi oleh kegagalan struktur.

Kegagalan struktur ini bisa dijadikan pelajaran kedepannya bagi para konstruktor agar

membangun bangunan sipil dengan struktur yang lebih kuat untuk menahan guncangan

gempa.

10

Referensi

1. 1964 Niigata earthquake, Japan. http://www.ce.washington.edu/~liquefaction/html/

quakes/niigata/niigata.html, 28 Maret 2011.

2. 1995 Kobe earthquake, Japan. http://www.ce.washington.edu/~liquefaction/html/quakes/

kobe/kobe.html, 29 Maret 2011.

3. A. A. Kerciku, 2008. Failure of Showa Bridge during the 1964 Niigata Earthquake:

Lateral Spreading or Buckling Instability?. The 14th World Conference on Earthquake

Engineering October 12-17, 2008, Beijing, China.

4. Kazuhiko Kawashima. Seismic Damage of Urban Infrastructures in Past Earthquakes.

Department of Civil Engineering Tokyo Institute of Technology.

5. Wikipedia. 2011. 1964 Niigata earthquake. http://en.wikipedia.org/wiki/1964_Niigata_

earthquake, 28 Maret 2011.

6. Wikipedia. 2011. Great Hanshin earthquake. http://en.wikipedia.org/wiki/Great_Hanshin_

earthquake, 28 Maret 2011.