Bagaimana Desain Bangunan Tahan Gempa sebelum kita melihat ciri-ciri bangunan tahan gempa, penting untuk memahami bagaimana gempa berdampak pada bangunan buatan manusia. Ketika gempa bumi terjadi, ia mengirimkan gelombang kejut ke seluruh tanah dalam interval cepat yang meluas ke segala arah. Sementara bangunan pada umumnya melengkapi untuk menangani gaya vertikal dari berat dan gravitasinya, secara tradisional mereka tidak dapat menangani gaya dari sisi ke sisi yang terpancarkan oleh gempa.

Cek Harga Precast Terbaru 

Gerakan horizontal ini menggetarkan dinding, lantai, kolom, balok, dan penghubung yang menyatukannya. Perbedaan pergerakan antara bagian bawah dan atas bangunan memberikan tekanan yang ekstrim, menyebabkan rangka penyangga pecah dan seluruh struktur akhirnya runtuh. Sebagaimana dalam artikel ini Bagaimana Desain Bangunan Tahan Gempa yang akan terjabarkan berikut ini.

Cara Membuat Bangunan Tahan Gempa

Untuk merancang bangunan tahan gempa, para insinyur bekerja untuk memperkuat struktur dan menangkal kekuatan gempa yang potensial. Karena gempa bumi melepaskan energi yang mendorong bangunan dari satu arah, strateginya melibatkan mendorong bangunan ke arah yang berlawanan. Berikut adalah beberapa metode yang menggunakan untuk membantu bangunan tahan gempa.

1. Buat Fondasi yang Fleksibel

Salah satu cara untuk menahan gaya tanah adalah dengan “mengangkat” pondasi bangunan pada tanah melalui metode yang tersebut isolasi dasar. Isolasi dasar melibatkan pembangunan gedung atas bantalan fleksibel yang terbuat dari baja, karet, dan timah. Saat alas bergerak selama gempa bumi, isolator bergetar sementara strukturnya sendiri tetap stabil. Ini secara efektif membantu menyerap gelombang seismik dan mencegahnya merambat melalui gedung.

2. Counter Forces dengan Damping

Jika Anda terbiasa dengan peredam kejut yang menggunakan pada mobil, Anda mungkin terkejut mengetahui bahwa para insinyur juga menggunakan versi peredam kejut tersebut membangunan tahan gempa. Mirip dengan penggunaannya pada mobil, peredam kejut mengurangi besarnya gelombang kejut dan membantu mengurangi tekanan pada bangunan. Ini mencapai dengan dua cara: perangkat kontrol getaran dan daya pendulum.

Perangkat Kontrol Getaran

Metode ini melibatkan penempatan peredam pada setiap tingkat bangunan antara kolom dan balok. Setiap peredam terdiri dari kepala piston dalam silinder yang mengisi dengan oli silikon. Saat gempa terjadi, bangunan mentransfer energi getaran ke dalam piston, yang mendorong oli. Energi tersebut kemudian mengubah menjadi panas, menghilangkan kekuatan getaran.

Kekuatan Pendulum

Metode redaman umum lainnya adalah daya pendulum, yang menggunakan terutama pada gedung pencakar langit . Untuk menerapkannya, para insinyur menangguhkan bola besar dari kabel baja yang terhubung ke sistem hidrolik pada bagian atas gedung. Saat bangunan mulai bergoyang, bola bertindak sebagai pendulum dan bergerak berlawanan arah untuk menstabilkan bangunan. Seperti redaman, fitur ini menyetel untuk mencocokkan dan menangkal pergerakan bangunan saat terjadi gempa.

3. Melindungi Bangunan dari Getaran

Alih-alih hanya menangkal gaya, para peneliti sedang bereksperimen dengan cara bangunan dapat membelokkan dan mengalihkan energi dari gempa bumi sekaligus. Menjuluki “jubah tembus pandang seismik”, inovasi ini melibatkan pembuatan jubah dari 100 cincin plastik dan beton konsentris dan menguburnya setidaknya 3 kaki pada bawah fondasi bangunan.

Cincin Luar

Saat gelombang seismik memasuki cincin, kemudahan perjalanan memaksa mereka untuk bergerak ke cincin luar. Akibatnya, mereka pada dasarnya menyalurkan menjauh dari bangunan dan menghilang ke dalam tanah.

4. Memperkuat Struktur Bangunan

Untuk menahan keruntuhan, bangunan harus mendistribusikan kembali gaya yang melewatinya selama peristiwa seismik. Dinding geser, bresing silang, diafragma, dan rangka pemikul momen merupakan pusat perkuatan bangunan.

Gaya Gempa

Dinding geser adalah teknologi bangunan yang berguna yang dapat membantu mentransfer gaya gempa. Terbuat dari beberapa panel, dinding ini membantu bangunan mempertahankan bentuknya selama pergerakan. Dinding geser sering mendukung oleh penyangga silang diagonal yang terbuat dari baja. Balok ini dapat mendukung kompresi dan ketegangan, membantu menangkal tekanan dan gaya dorong.

Diafragma juga merupakan bagian sentral dari struktur bangunan. Terdiri dari lantai bangunan, atap, dan geladak yang menempatkan atasnya, diafragma membantu menghilangkan ketegangan dari lantai dan mendorong gaya ke struktur vertikal bangunan.

Rangka penahan momen memberikan fleksibilitas tambahan dalam desain bangunan. Struktur ini menempatkan antara sambungan bangunan dan memungkinkan kolom dan balok membengkok sementara sambungan tetap kaku. Dengan demikian, bangunan tersebut mampu menahan gaya gempa yang lebih besar sambil tetap memberikan kebebasan kepada perancang untuk mengatur elemen bangunan.

Material Tahan Gempa

Sementara peredam kejut, pendulum dan “jubah tembus pandang” dapat membantu menghilangkan energi sampai batas tertentu, bahan yang terpilih untuk sebuah bangunan sama-sama bertanggung jawab atas stabilitasnya.

Baja dan Kayu

Agar suatu material dapat menahan tegangan dan getaran, material tersebut harus memiliki keuletan yang tinggi, yaitu kemampuan untuk mengalami deformasi dan tegangan yang besar. Bangunan modern sering kali membangun dengan baja struktural , komponen yang tersedia dalam berbagai bentuk dan memungkinkan bangunan membengkok tanpa patah. Kayu juga merupakan bahan ulet yang mengejutkan karena kekuatannya yang tinggi relatif terhadap strukturnya yang ringan.

Bahan Inovatif

Ilmuwan dan insinyur sedang mengembangkan bahan bangunan baru dengan retensi bentuk yang lebih besar. Inovasi seperti paduan memori bentuk memiliki kemampuan untuk menahan tekanan berat dan kembali ke bentuk aslinya. Selain itu, bungkus plastik yang memperkuat serat — membuat dari berbagai polimer — dapat melilit kolom dan memberikan kekuatan dan keuletan tambahan hingga 38%.

Insinyur juga beralih ke elemen alami untuk membantu memperkuat bangunan. Serat remis yang lengket namun kaku dan rasio kekuatan terhadap ukuran sutera laba-laba memiliki kemampuan yang menjanjikan dalam menciptakan struktur. Bahan cetak bambu dan 3D juga dapat berfungsi sebagai struktur yang ringan dan saling terkait dengan bentuk tak terbatas yang berpotensi memberikan ketahanan yang lebih besar untuk bangunan.

Selama bertahun-tahun, para insinyur dan ilmuwan telah merancang berbagai teknik untuk membuat bangunan tahan gempa yang efektif. Namun, secanggih apa pun teknologi dan material saat ini, bangunan tidak selalu dapat bertahan sepenuhnya dari gempa kuat tanpa cedera. Namun, jika sebuah bangunan mampu menghindari keruntuhan dan menyelamatkan nyawa dan komunitas, kita dapat menganggapnya sukses besar.