Makalah Gempa Jepang

MAKALAH

GEMPA DAN TSUNAMI JEPANG

Dikerjakan Oleh : KHAIRUL PUADI

: 1122201000014

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DARWAN ALI KABUPATEN SERUYAN 2015

BAB I PENDAHULUAN

1.1 1.1 LATAR LATAR BELAK BELAKANG ANG

Jepang merupakan salah satu negara di dunia yang paling rawan gempa, karena terletak di jalan persimpangan jalur tektonik atau daerah patahan lempeng bumi yang dijuluki “Cincin Api Pasifik”. Tidak heran bila Jepang kerap dilanda gempa besar, bahkan disertai dengan gelombang tsunami. Beberapa gempa besar pernah terjadi di Jepang, diantaranya tahun 1923 di Tokyo dengan kekuatan 7,9 SR yang menelan korban jiwa lebih dari 100.000 orang, tahun 1995 di Kobe dengan kekuatan 7,2 SR yang menelan korban jiwa sebanyak 6.000 orang, dan terakhir gempa besar yang baru saja terjadi pada 11 Maret 2011 lalu dengan kekuatan 9,0 SR yang disertai tsunami berpusat di Pulau Honshu, 373 Km dari Tokyo. Tokyo. Pada musibah musibah 11 Maret Maret 2011 2011 tersebut tersebut telah memakan memakan korban korban jiwa jiwa sebanyak 1.312 orang dengan rincian 612 orang meninggal dan 700 orang hilang. Kondisi Kondisi geogra geografis fis dan dan pengalama pengalaman n gempa gempa yang dimili dimiliki ki selama selama ini menjadikan

Bangsa

Jepang

sangat

concern

dan

aktif

mengembangkan

pengetahuannya pengetahuannya mengenai mengenai gempa dan tsunami. tsunami. Karena, selain selain memakan memakan korban jiwa, dampak gempa selalu membawa dampak kerusakan pada bangunan dan lingkungan. Sehingga Bangsa Jepang selalu melakukan inovasi terhadap teknologi yang yang mamp mampu u memi meminim nimali alisir sir terjad terjadiny inyaa kerusa kerusakan kan dan jatuhny jatuhnyaa korba korban n akibat akibat gempa,baik gempa,baik itu itu dari dari bentuk bentuk peringatan peringatan sebelum terjadinya terjadinya gempa hingga hingga pembuatan pembuatan konstruks konstruksii yang mampu menahan menahan gempa. gempa. Hal ini lah yang membuat negara Jepang dikenal dengan kehebatan teknologi bangunan anti gempa, dan juga para peneliti-peneliti yang ahli dalam ilmu mengenai gempa bumi dan tsunami.

Mekanika Vibrasi dan Gempa

1

1.2 1.2 RUMUSA RUMUSAN N MASAL MASALAH AH

Adap Adapun un masa masala lah h yang dibah dibahas as pada pada maka makala lah h ini ini adala adalah: h: 1. Apa penyebab terjadinya terjadinya gempa dan tsunami tsunami di Jepang? Jepang? 2. Apa Apa saj sajaa jeni jeniss pendet pendeteks eksii gem gempa pa di Jepan Jepang? g? 3. Apa saja saja teknolog teknologii yang diguna digunakan kan untuk untuk kontruks kontruksii tahan tahan gempa di di Jepang? Jepang?

1.3 1.3 BATA BATASA SAN N MASA MASALAH LAH

Agar Agar tidak idak ter terlalu lalu luas luas dal dalam pemb pembah ahas asan an maka makallah kami kami,, hal hal yang ang akan akan kami kami baha bahass hany hanya meng mengena enaii gempa gempa yang yang terj terjad adii di di neg negar araa Jep Jepang ang sert sertaa kons konstr truk uksi si penunjang untuk meminimalisir kerusakan akibat gempa.

1.4 1.4 TUJUAN TUJUAN

Tujuan Tujuan yang ingin ingin dipe diperol roleh eh dari dari makal makalah ah ini ini adala adalah h untuk untuk menge mengeta tahui hui:: 1. Apa penyebab terjadinya terjadinya gempa dan tsunami tsunami di Jepang? Jepang? 2. Bagai Bagaiman manaa sist sistem em pendet pendetek eksi si gempa gempa di Jepan Jepang? g? 3. Apa saja saja teknolog teknologii yang diguna digunakan kan untuk untuk kontruks kontruksii tahan tahan gempa di di Jepang? Jepang?

Mekanika Vibrasi dan Gempa

2

BAB BAB II TINJAUAN TINJAUAN PUSTAKA PUSTAKA

2.1 PENGERTIA PENGERTIAN N GEMPA BUMI

Gempa bumi atau seisme banyak diartikan sebagai getaran atau guncangan yang timbul di permukaan bumi yang terjadi karena adanya pergerakan lempeng bumi. Gempa bumi juga diartikan sebagai suatu pergeseran lapisan secara tiba-tiba yang berasa dalam bumi. Karena gempa bumi dikatakan bersumber dari dalam bumi atau lapisan bawah bumi berarti gempa bumi adalah getaran pada kulit bumi yang disebabkan oleh kekuatan dari dalam bumi. Getaran gempa biasa dinyatakan dalam skala skala richter. richter. Ilmuwan Ilmuwan yang mempelajari mempelajari tentang tentang gempa bumi disebut disebut seismologist dan alat yang digunakan sisemologist untuk mengukur setiap getaran yang terjadi disebut siesmograf. Gempa bumi juga didefinisikan sebagai getaran yang bersifat alamiah, yang terjadi pada lokasi tertentu, dan sifatnya tidak berkelanjutan. Getaran pada bumi terjadi akibat dari adanya proses pergeseran secara tiba-tiba (sudden slip) pada kerak 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 bumi juga bisa disebabkan oleh gejala lain yang sifatnya lebih halus atau berupa getaran kecil-kecil yang sulit dirasakan manusia. Getaran tersebut misalnya yang disebabkan oleh lalu-lintas, mobil, kereta api, tiupan angin pada pohon dan lainlain. Getaran seperti ini dikelompokan sebagai mikroseismisitas (getaran sangat kecil). Dimana tempat biasa terjadinya gempa bumi alamiah yang cukup besar, berdasarkan hasil penelitian, para peneliti kebumian menyimpulkan bahwa hampir 95 persen lebih gempa bumi terjadi di daerah batas pertemuan antar lempeng yang menyusun kerak bumi dan di daerah sesar atau fault.

Mekanika Vibrasi Vibrasi dan Gempa Gempa by Khairul Fuadi Fuadi

3

2.2 PR P ROSES TERJAD INYA GEMPA BUMI

Dalam proses gempa bumi ada yang dikenal dengan hiposentrum dan episentrum. Hipos ntr ntrum adal adalah ah titi titik k pus pusat at gemp gempaa yan yang g be berada dibawah permukaan bumi se angkan episentrum adalah titik pusat gempa ang berada di atas permukaan bu bu i. Pus Pusat at gem gempa pa ata atau u hipo hipose sent ntru rum m bera berada da p da pertamuan lempen lempeng g benua benua dan lempeng lempeng samudra samudra yang yang saling saling bertum bertumbukan bukan da menimbulkan gelombang getaran. Lemp Lempen eng g samu samudr draa Gelo Gelomb mban ang g geta getara ran n ters ters but merambat sampai pada episen rum dan terus merambat ke segala arah di permukaan bumi dengan cepat.

2.3 PENYEBAB TERJADINYA ADINYA GEMPA GEMPA BUMI BUMI

Gempa bumi banyak disebabkan disebabkan oleh gerakan-gerak gerakan-gerakan an lempeng bumi. Bumi kita ini memiliki le peng-lempeng yang suatu saat akan bergerak karena adanya tekanan atau energi dari dalam bumi. Lempeng-lempeng tersebut bisa bergerak menjauh (divergen), mend mendek ekat at (konv konver erge gen) n) atau tau mel melew ewat atii (tr (traansf nsform). Gerakan lempeng-lempeng t rsebut bisa dalam dalam waktu waktu yang yang lambat lambat maupu maupu dalam waktu yang cepat. Energi ang tersimpan dan sulit keluar menyebabkan nergi tersebut tersimpan sampai a hirnya hirnya ener energi gi itu itu tida tidak k dapat dapat tertah tertahan an lagi lagi da da terlepas yang menyebabkan pergerakan lempeng secara cepat dalam dalam waktu yan yan singkat yang menyebabkan terjadinya getaran pada kulit bumi. Mekanika Vibrasi dan Gempa by Khairul Khairul Fuadi Fuadi

4

Gempa bumi bukan hanya disebabkan oleh pergerakan lempeng tetapi juga disebabkan oleh cairan magma yang ada pada lapisan bawah kulit bumi. Magma dalam bumi juga melakukan pergerakan. Pergerakan tersebut yang menimbulkan penumpukan massa cairan. Cairan tersebut akan terus bergerak hingga akhirnya menimbulkan energi yang kuat yang memaksa cairan tersebut untuk keluar dari dalam kulit bumi. Energi tersebut menimbulkan kulit bumi mengalami pergerakan divergen sebagai saluran untuk cairan tersebut keluar. Pergerakan tersebut yang mengakibatkan terjadinya gempa bumi. Gempa bumi bumi juga dapat dapat disebabka disebabkan n oleh manusia manusia sendiri. sendiri. Seperti Seperti yang yang disebabkan oleh peledakan bahan peledak yang dibuat oleh manusia. Selain itu juga pembangkit listrik tenaga nuklir atau senjata nuklir yang dibuat oleh manusia juga dapat menimbulkan guncangan pada permukaan bumi sehingga terjadi gempa. 2.4 2.4 JENI JENIS S GEMP GEMPA A BUMI BUMI

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

Gempa Bumi ini disebabkan oleh adanya aktivitas tektonik, yaitu pergeseran lempenglempeng tektonik secara mendadak yang mempunyai kekuatan dari yang sangat kecil hingga yang sangat besar. Gempa bumi ini banyak menimbulkan kerusakan atau bencana alam di bumi, getaran gempa bumi yang kuat mampu menjalar keseluruh bagian bumi. Gempa bumi tektonik tektonik disebabka disebabkan n oleh pelepasan pelepasan tenaga tenaga yang terjad terjadii karena pergese pergeseran ran lempengan lempengan plat tektonik seperti layaknya layaknya gelang karet ditarik dan dilepaskan dengan tiba-tiba. tiba-tiba.


5

Gempa tektonik

b) Gempa bumi tumbukan

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

Kawah akibat tumbukan benda asing


6

c) Gempa bumi runtuhan

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

Lon Longs gso or akibat gempa empa run runtuhan

d) Gempa bumi buatan

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

Led Ledakan yan yang mengak gakiba ibatkan kan gempa empa

e) Gempa bumi vulkanik(gunung vulkanik (gunung api) api)

Gempa Bumi ini terjadi akibat adanya aktivitas magma, yang biasa terjadi sebelum gunung api meletus. Apabila keaktifannya semakin tinggi maka akan menyebabkan timbulnya Mekanika Vibrasi Vibrasi dan Gempa Gempa by Khairul Fuadi Fuadi

7

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

Gempa Vulkanik

2.4 PROSES PROSES TERJADI TERJADINYA NYA GEMPA GEMPA DAN TSUNAMI TSUNAMI

Pengertian tsunami sering disebut sebagai gelombang pasang laut yang mencapai

daratan,

namun

kenyataannya

tidak

demikian.

Meskipun

gelombang ini memang mirip seperti ombak biasa yang mencapai pantai namun sebenarnya penyebab terjadinya tsunami ini tidak berkaitan dengan pasang surut air laut. Tsunami merupakan gelombang air yang sangat besar yang terjadi karena aktivitas aktivitas bum yaitu pergeseran pergeseran lempeng lempeng bumi, gempa bumi, gunung meletus meletus atau metor metor yang yang jatuh ke laut pada sistem sistem tata surya. Sehingga Sehingga untuk menghindari menghindari pemahaman pemahaman yang yang salah, salah, para ahli cabang ilmu biologi tentang kelautan yaitu oseanografi, digunakan istilah gelombang laut seismik (seismic sea wave). Proses Proses Terjadiny Terjadinyaa Tsunami Tsunami : 1. Terjadinya Terjadinya gempa pada perut perut bumi akan mempengaruh mempengaruhii tekanan tekanan ka arah arah vertikal 2. Kemudian dasar lautan mengalami mengalami keadaan keadaan yang naik naik dan turun dalam dalam rentang waktu yang singkat. Mekanika Vibrasi Vibrasi dan Gempa Gempa by Khairul Fuadi Fuadi

8

3. Keadaan Keadaan ini ini membuat membuat air lauta lautan n tidak tidak stabi stabill yang yang kemudian kemudian cende cenderun rung g mendorongnya menjadi gelombang besar yang bergerak hingga mencapai wilayah daratan.

Proses Terjadinya Tsunami

2.5 EFEK GEMPA GEMPA TERHADAP KONSTRUKSI KONSTRUKSI

Gempa akan menyebabkan terjadinya getaran pada tanah, dan selanjutnya akan menggerakk menggerakkan an struktur struktur bagian bagian bawah bangunan yang berdiri di atasny atasnya. a. Sebagaimana dijelaskan dengan Hukum Newton I, ketika terjadi gempa bumi, maka tanah bergetar dan menggerakkan lantai dan pondasi. Dalam keadaan demikian, sebenarnya struktur bagian atas bangunan seperti atap punya kecenderungan untuk tetap bertahan pada kondisi semula, tetapi karena terikat dengan dinding dan kolom, maka atap tertarik oleh gerakan dinding dan kolom.


9

Ko nd isi ini seperti perti situa situasi si ketika ketika kita kita berdir berdirii di atas atas kendar kendar an kemudian tiba tiba--tiba kend kendaaran itu berjalan, berjalan, maka kaki kaki kita kita akan ikut bergerak bersama k e nd a raan , tetap i b gian atas atas tubuh kita akan cenderung bertaha pada kondisi semula, sehingga

enyebabkan enyebabkan kita terlempar terlempar jatuh jatuh ke belakang. Gaya yang

m en ye b ab k an kit a jatuh atuh terle terlempar mpar ke belakan belakang g itulah itulah yang yang diseb disebut dengan Inert In ertia ia For ce.

Figure 1

Ap a bil a dit er pk an p ada b an gu n an d en ga n din di n g d a n kolom fleksibel, m ak a ge rak at ap ti ak a k an sam a de n gan geraka n ta n ah di b a ahnya. (Figure In ertia ia 1 ). Hal itu di k arenakan pada bagian atap dikenai gaya yang bernama Inert Force.

Apabila atap mempu n yai m assa M d an m en gal am i p erc patan a, maka besar Inert In ertia ia For ce ada la h seb esa r M x a, de n ga n arah b erl wanan dengan per percepa cepata tan. n. (Hu (Huku ku

Ne wto n II). Seh in gga se ma kin b esar m ssa-nya, maka

Inert In ertia ia For ce -nya uga akan semakin besar. Oleh karena itu,

angunan yang

l ebih ri ngan ak an l bih baik dalam menghadapi getaran gempa.

Mekanika Vibrasi dan Gempa by Khairul Khairul Fuadi Fuadi

10

a ) E f ek D ef ormasi Struktur

Figure 2

Ine rt a Force yang dialami oleh atap kemudian disalurkan ke

fond a si m elal elalui ui kolom kolom,, sehin sehingg ggaa menga mengakib kibat atkan kan kol kol m mengalami perubahan Seba gaim na

bentuk

sepanjang

dije dijela lask skan an

denga dengan n

kolom Figu Figure re

hingga 2,

jung

kol kolo om

bawah.

mengalami

deformasi relat relatif if sebes sebesar ar u, yang yang merupa merupakan kan seli selisi sih h ant antara bagian atas (atap) dan bagian bawah (tanah). Bisa saja kolom akan kembali tegak sebagaimana semula, karena ad a ga ya internal kolom yang disebut stiffness forces. Besar stiffness for ces = kekakuan kolom x deformasi relatif (u). Sem Semak akin in besa besarr

u k ura n kolom, maka semakin besar kekakuannya, dan semakin besar pula s t if f ness forces -nya. Demi emikian juga uga semaki akin b sar deformasi relatif, a k n semakin besar pula stiffness forces-nya.


11

b) Getar etara an

orisontal dan Vertikal

Figure 3

Ge m a bumi bumi akan akan mengakibatkan mengakibatkan getaran getaran pada tiga arah yaitu ara h X, a ah Y dan arah arah Z. Z. (Fig (Figure ure 3). Sela Selama ma gem gem a bumi, tanah b erget ar d ngan acak, ke depan (+) (+) dan ke belakang (- pada tiap arah (X, Y, Z). Ban gunan unan bia biasa sany nyaa dir diranc ancang ang untuk untuk menan menangg ggun un gaya grafitasi (gravity load ) saja, yang besarnya sama dengan massa kali percepatan

(g), (g), deng dengaan arah arah ver verti tikal kal ke baw bawah ah (-Z) (-Z).. Oleh Oleh kar karee a itu biasanya bangunan memp mempun uny yai kema emampua puan yang ang memad emadaai dalam melawan getaran vertikal. Te ta i karena getaran gempa meliputi semua ar h (X,Y (X,Y,Z ,Z,+ ,+,,-), ), sehingga t er erk ada n g

ba n guna n

ti ti dak

ma ma mp u

m elawan

horisontal. Perlu dipikirkan dalam perancangan

getaran

gar bangunan

mem pu n y i kemam kemampua puan n yang yang memada memadaii dala dalam m mela melaw wan efek gempa bumi.

Mekanika Vibrasi dan Gempa by Khairul Khairul Fuadi

12

c ) Aliran In rtia rt ia For ce ke Fondasi

Figure 4

Ine rt a f or ce akan ditransfer melalui plat lantai

e dinding dan

k olom hi gga gga fon fonda dasi si dan dan akh akhir irny nyaa sam sampa paii ke tanah. Sehingga el em en -e l men terseb tersebut ut (pla (platt lant lantai, ai, dinding, dinding, kolom, kolom, d n fondasi) dan pertemuan antara elemen tersebut harus dirancang

ehingga aman

Ine rtia ia for ce yang melaluinya. (Figure 4 untuk tran sfer Inert

Dinding dan kolom kolom adala adalah h eleme elemen n yang yang sang t kritis dalam me ntransf r Iner Inertia tia forc forcee ini. ini. Teta Tetapi pi dal dalam am bang bangun unan tradisional, terkadang justru jus tru plat pla t lantai lan tai dan balok bal ok yang menda men dap p tkan perhatian k h usus. Bahka ahkan n terk terkad adan ang g dind dindin ing g yan yang g dib dibua uatt sangat tipis dan d en gan mater ateria iall yan yang g rapu rapuh h sepe sepert rtii batu batu bat bata, a, seh sehin in ga tidak akan mam pu m law lawan gay gaya gem gempa pa hor horison isonta tall yan yang g me mempu mpu yai arah tegak lu ru s den gan dinding tersebut.


13

BAB III PEMBAHASAN

3.1 PENYEBAB PENYEBAB TERJA TERJADINYA DINYA GEMPA GEMPA DI JEPANG JEPANG

Tokyo Tokyo terlet terletak ak di pulau pulau utama utama Honshu Honshu

Jepang, Jepang, yang yang bera berada da pada pada tiga tiga

lempeng lempeng benua yaitu yaitu Eurasia, Eurasia, Pasifik Pasifik dan Laut Laut Filipina. Filipina. Lempeng-l Lempeng-lempeng empeng yang perlahan bergerak dan saling bergesekan antara satu dengan yang lainnya, menyebabkan tekanan gempa di Jepang menjadi besar sehingga menimbulkan kekuatan kekuatan gempa yang yang sangat sangat dahsyat. dahsyat. Gunung berapi berapi dan dan parit parit samudra samudra sekitar sekitar Cekungan Pasifik yang melingkari Jepang yang dijuluki dengan The Ring of Fire, memiliki memiliki andil andil sebagai sebagai penyeba penyebab b tingginya tingginya frekuensi frekuensi gempa gempa di di Jepang. Jepang. Jepang menyumbang sekitar 20 persen dari gempa bumi di dunia yang kekuatannya ratarata lebih dari 6 Skala Richter, dan hampir setiap lima menit sekali terjadi. Ketika gempa bumi terjadi di dasar laut, getarannya berubah menjadi tsunami dan acapkali lebih menghancurkan dibandingkan dengan gempa itu sendiri. Tsunami, berasal dari bahasa Jepang yang berarti pelabuhan dan gelombang. Ini bisa diartikan sebagai perpindahan jumlah air laut yang sangat besar akibat adanya gerakan hebat dari dari lapisan kulit kulit bumi. Air laut laut bergerak seperti gelombang dan mampu menempuh jarak yang sangat jauh dalam kecepatan tinggi, sehingga dapat menyapu daratan dan menghancurkan semua yang dilaluinya.


14

Peta Gempa Jepang

3.2 SISTEM PENDETEKSI GEMPA GEMPA DI JEPANG

Pengamatan Pengamatan gempa bumi di Jepang merupakan merupakan yang terbaik terbaik di dunia saat saat ini. Jepang memiliki jaringan seismik di daratan dan lautan ( Ocean Bottom Seismometer ) paling rapat di dunia. Jaringan GPS yang memantau deformasi

hampir setiap 10 km serta sistem pendidikan, penelitian serta upaya penyadaran masyarakat yang sangat baik. Hal itu nampak pada sikap masyarakat ketika ditimpa bencana gempa bumi, mereka bisa menghadapinya dengan tenang, tidak panic, dan melaksanakan penyelamatan diri sesuai prosedur yang ditentukan pemerintah. Jepang juga telah mengembangkan EEW (earthquake early warning system) yang terbukti sangat bermanfaat dalam menyelamatkan nyawa dan fasilitas penting saat terjadi gempa Niigata 2007. Tetapi bencana gempa memang sulit untuk diprediksi dengan detail, upaya luar biasa yang telah dilakukan jepang terjadi masih tidak cukup untuk menghindari mereka dari bencana yang telah terjadi pada hari jumat 11 maret 2011 lalu. Mekanika Vibrasi Vibrasi dan Gempa Gempa by Khairul Fuadi Fuadi

15

3.2. 3.2.1 1

Ocean Ocean Botto Bottom m Seism Seismom omete eterr

Seismometer Seismometer yang juga dapat dapat disebut disebut sebagai seismometer seismometer laut bawah atau OBS ini memiliki sensitifitas tinggi saat mendeteksi gempa meskipun skalanya cukup kecil. Disamping gempa maupun getaran, alat ini dapat mengukur tekanan air di dalam laut. Hal ini dimungkinkan karena seismometer dapat bertahan di dalam tekanan air laut yang besar dan dinginnya suhu dalam waktu yang cukup lama. Alat yang berupa silinder logam kecil dan sisa timbunan footlocker yang berisi logger data dan baterai ini secara perlahan-lahan ditenggelamkan ke dasar laut. Pengendaliannnya dapat dilakukan dengan metode pengendalian jarak jauh rilis akustik, akustik , dan untu kemudian kemud ian dapat dapa t dibawa kembali kembal i ke permukaan dengan metode flutasi. Earth quake Early Earl y Warning War ning System Syst em 3.2.2 Earthquake

Ear Earthqu thquak akee gunc guncan anga gan n dan dan

Ea Early Wa Warrning ning Syst System em

mend mendet etek ekssi kap kapan an ter terjadi jadi

samp sampai ai kot kotaa ter terte tent ntu u alat alat ini ini juga juga memb member er tahu tahu info info

tentang epicenter gempa dan skala intesitasnya. Teknologi ini diciptakan pertama kali oleh Jepang dan setiap ada gempa. SMS, Radio, Internet, dan Televisi sudah memberitahu Epicenter dan daerah mana yang akan terkena guncangan guncangan meskipun meskipun guncangannya guncangannya belum belum terasa terasa oleh oleh orang . Cara kerja Earthquake Early Warning System adalah sebagai be rikut: 1. Bila 2 seismomete seismometerr atau lebih lebih mendetek mendeteksi si gelombang gelombang P pusat pusat Geologi Geologi setempat langsung membaca dan menganalisa. 2. Setelah Setelah di analisa analisa dengan dengan cepat cepat pusat pusat geologi geologi setempa setempatt langsung langsung mengirimkan info ke seluruh daerah yang akan terkena langsung melalui TV, RADIO, dan HP sebelum Gelombang S datan g. 3. Setelah Setelah sudah sudah disiarkan disiarkan tentang tentang peringatan peringatan gempa gempa warga warga diharapkan diharapkan langsung waspada dan sudah siap dengan datangnya getaran yang lebih besar. 4. Jangka waktu antara antara peringatan peringatan gempa gempa dan guncanga guncangan n hanya sedikit sedikit bagi warga yang di dekat epicenter.


16

3.2.3

Tsunami Early Warning System

Tsunami Tsunami Early Early Warning Warning System System adalah adalah Peringa Peringatan tan dini dini sebelum sebelum Tsunami datang. Biasanya Tsunami Early Warning System diaktifkan saat terjadi terjadi gempa besar bawah laut laut dengan kedalaman kedalaman dangkal, dan biasanya tsunami tsunami datang 30 30 menit - 1 jam setelah setelah gempa. Cara Cara kerjanya kerjanya berasal berasal dari kekuatan gempa,

Tsunami Early Warning System

3.3 TEKNOLOGI TEKNOLOGI ONTRUKSI TAHAN GEMPA GEMPA DI JEPANG

Banyak cara yang telah telah diterapkan diterapkan untuk meminimal meminimalisir isir kerusaka kerusakan n akibat gempa bumi. Jepang sebagai salah satu negara terdepan dalam teknologi, telah mengaplikasikan salah satu teknologi tahan gempa yakni penggunaan kontrol pada struktur bangunan untuk mereduksi respon dinamik yang diakibatkan oleh beban seismik (gempa bumi).Kontrol pada struktur dibagi menjadi dua jenis berdasarkan perlu tidaknya energi untuk menghasilkan gaya ga ya kontrol, yaitu : •

Kontrol aktif memerlukan arus listrik untuk operasi alat dan menghasilkan gaya kontrol. Kelebihan kontrol aktif adalah karakteristik dinamik struktur dapat beradaptasi dengan beban dinamis yang timbul

•

kontrol pasif menggunakan energi potensial yang dibangkit kan oleh respons struktur untuk menghasilkan gaya kontrol. Kelebihan kontrol pasif adalah karena

kesederhanaan

dalam

desain,

pemasangan,

dan

terutama

pemeliharaannya. Salah satu alat kontrol pasif (isolasi seismik) pada struktur yang berdasarkan Mekanika Vibrasi Vibrasi dan Gempa Gempa by Khairul Fuadi Fuadi

17

penggunaan massa tambahan sebagai sistem penyerap energi adalah penggunaan damper. Alat ini dapat dipasang pada bermacam-macam struktur seperti : gedung bertingkat tinggi, menara, bentangan yang panjang, dan jembatan. Tujuan utama pemasangan damper pada gedung tinggi dan menara untuk mengurangi goyangan gedung akibat gempa bumi dan angin, pada struktur berbentang panjang untuk mengurangi getaran akibat lalu lintas, dan pada jembatan untuk mengurangi goyangan akibat angin atau getaran akibat lalu lintas. Pada tulisan ini akan disajikan mengenai perkembangan dan penggunaan teknologi damper pada struktur bangunan. Struktur bangunan yang ditinjau adalah rumah tinggal dan gedung tinggi dengan penggunaan bantalan karet (seismic bearing).

Analisis

kelebihan

dan

kekurangan

penggunaan

damper

akan

menunjukkan 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 bagi penghuninya. Beberapa tahun terakhir, perancangan isolasi dasar (base isolation) yang digunakan untuk perlindungan gedung dari bahaya dan kerusakan yang disebabkan oleh gempa bumi telah digunakan sebagai teknologi dalam perancangan struktur gedung di wilayah gempa tinggi. Beberapa tipe struktur struktur telah didesain menggunakan teknologi ini, baik gedung yang telah dibangun maupun yang masih dalam tahap konstruksi. Dalam pemodelan struktur gedung dengan base isolator diperlukan pemodelan base isolation yang optimum sehingga akan diperoleh lateral dan vertikal displacement yang akurat. Adapun alat peredam gempa tersebut, cukup banyak jenisnya seperti : 1. Bant Bantal alan an kar karet et tah tahan an gem gempa pa (seismic bearing) 2. Lock Up Device (LUD) 3. Fluid Viscous Damper (FVD) 4. High Damping Device (HIDAM)


18

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.

Respon antara struktur dengan dengan damper dan tanpa damper ketika diguncang 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 Berbagai daerah daerah di Indonesia Indonesia yang yang dikategor dikategorikan ikan 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.


19

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.


20

Perletakan bantalan karet pada tiap kolom

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 Bantalan karet tersebut, tersebut, dapat dapat mengurangi mengurangi daya reaksi reaksi hingga hingga 70%. Karena, secara alami karet alam memiliki fleksibilitas yang tinggi dan dapat menyerap energi.


21

Uji geser

Uji tekan

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


22

3.3.2. Lock Up Device (LUD)

Selain bantalan karet, kini beberapa bangunan publik yang berlokasi di daerah rawan gempa, juga sudah mulai mengaplikasikan teknologi peredam peredam gempa berteknolo berteknologi gi tinggi tinggi dari mancanegar mancanegara. a. Seperti Seperti pada produk peredam gempa LUD yang konon harga per-unitnya lebih dari 100 juta tersebut, jika dilihat dari dekat pada konstruksi jembatan layang 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.

LUD pada jembatan Rigid Rigid


23

LUD

Prinsip kerja LUD sangat sangat sederhana, jika diibaratkan tiang dan badan badan jalan layang sebagai sebagai huruf huruf T. Dimana Dimana garis garis melinta melintang ng Mekanika Vibrasi Vibrasi dan Gempa Gempa by Khairul Fuadi Fuadi

24

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.

Peletakan LUD pada jembatan jembatan (tampak atas)


25

Peletakan LUD pada jembatan (tampak samping)

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.

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). (FVD). Fungsi utama dari peralatan peralatan ini, adalah menyerap energi 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.


26

Pemasangan FVD pada struktur gedung

FVD merupakan alat peredam gempa yang berfungsi sebagai disipator disipator energi, energi, dengan dengan cara memberikan memberikan perlawanan perlawanan gaya 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.

Skema Kerja FVD


27

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.

FVD pada perkuatan struktur gedung

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.


28

FVD pada jembatan

Adapun kelebih kelebihan an FVD, yaitu yaitu : 1. Dapat mereduks mereduksii tegangan, tegangan, gaya geser geser dan defleksi defleksi pada strukt struktur, ur, dapat dapat bekerja bekerja secara pasif pasif (tidak (tidak membutuhkan membutuhkan peralatan peralatan atau sumber sumber daya dalam penggunaannya). 2. Dapat bekerja bekerja dengan dengan tekanan tekanan fluida fluida lebih lebih tinggi, tinggi, sehingg sehinggaa bentuknya bentuknya semakin kecil dan praktis.

3.3.4. High Damping Device (HIDAM)

Alat peredam peredam gempa ini adalah hasil penelitian penelitian dan pengembangan pengembangan laboraturium Kobori, afiliasi perusahaan kontraktor Kajima. Di Jepang sendiri, alat ini berhasil diaplikasikan pada gedung-gedung tinggi dan struktur khusus lainnya.


29

Prinsip kerja HiDAM

Untuk HiDAM HiDAM pada bagian struktur struktur atas sebagai 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. 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 sangat signifikan signifikan dalam mengurangi mengurangi respon respon struktur terhadap gempa dan kerusakan bangunan, serta telah memenuhi kriteria konvensional gempa di Jepang.


30

Aplikasi HiDAM dalam dalam Bangunan


31

BAB IV PENUTUP

4.1 KESIMPULA KESIMPULAN N

Berdas Berdasarka arkan n hasil hasil pembaha pembahasan san,, dapat dapat ditari ditarik k kesimp kesimpula ulan n: 1. Bahwa Bahwa gempa gempa di jepang jepang diakib diakibatk atkan an karena karena Tokyo Tokyo terle terletak tak di pula pulau u utama utama Honshu Honshu Jepang Jepang,, yang berad beradaa pada tiga tiga lempe lempeng ng benua benua yaitu yaitu Eurasi Eurasia, a, Pasif Pasifik ik dan Laut Filipina. Lempeng-lempeng yang perlahan bergerak dan saling bergesekan antara satu dengan yang lainnya, menyebabkan tekanan gempa di Jepang menjadi besar sehingga menimbulkan kekuatan gempa yang sangat dahsyat. 2. Jepang Jepang memili memiliki ki alat alat pendet pendeteks eksii gempa gempa yait yaitu u: a) Ocean Bottom Seismometer b) Tsunami Early Warning System

c) Earthqu Earthquake ake Early Early Warn Warning ing System System

3. Dalam pemodelan pemodelan struktur gedung dengan dengan base isolator diperlukan diperlukan pemodelan pemodelan base isolatio isolation n yang optimum optimum sehingga sehingga akan diperoleh diperoleh lateral lateral dan vertikal vertikal displacement yang akurat. Adapun alat peredam gempa tersebut, cukup banyak jenisnya seperti : a)

Bant Bantal alan an kar karet et tah tahan an gem gempa pa (seismic bearing)

b) Lock Up Device (LUD) c)

Fluid Viscous Damper (FVD)

d) High Damping Device (HIDAM)

4.2 4.2 SARA SARAN N

Semoga 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.


32

DAFTAR PUSTAKA

http://agnesvivi09.blogspot.com/2011/04/gempa-jepang-menyebabkan-tsunamidasyat.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-gempabumi-terdahsyat-dalam-sejarah/ http://www.niri-rubber.com/id/mooring-buoy-fungsional-dan-aman/


33

Makalah Gempa Jepang

Recommend Documents