Kerusakan Bangunan Akibat Gempa dan Prinsip Menanggulanginya

Gempa merupakan bencana alam yang dapat merusak bangunan. Tidak hanya membuat isi bangunan berantakan, namun juga merusak struktur bangunan dan membahayakan penghuninya. Kerusakan struktural pada bangunan akibat gempa biasanya tidak terjadi hingga gempa yang besarnya 5,0 Mw.

Runtuhnya bangunan akibat gempa bumi umumnya disebabkan oleh ketidakmampuan bagian-bagian bangunan untuk bekerja sebagai sebuah sistem dalam menahan gaya lateral. Desain rangka, Sistem struktur dan Pemilihan bahan juga memiliki peran penting untuk mengamankan bangunan dari gempa bumi.

Rusaknya bangunan akibat gempa berkaitan dengan kesalahan desain yang mempengaruhi kinerja sistem struktural seperti kekuatan, kekakuan dan fleksibilitas. Kerusakan bangunan juga diakibatkan koneksi elemen bangunan yang tidak benar. Selain itu kualitas pengerjaan dan bahan bangunan juga menjadi kuci kekuatan bangunan tahan gempa.

Saat terjadi gempa, podasi juga menjadi pokok persoalan. Jika tanah yang menyangga pondasi ikut tergerus gempa, maka bangunan di atasnya juga akan hancur. Oleh karena itu perlu mempertimbangkan jenis pondasi yang akan digunakan, kedalaman dan lokasi pondasi yang tepat.

Berikut ini beberapa prinsip desain yang bisa diterapkan jika ingin membuat bangunan tahan gempa berdasarkan hasil penelitian beberapa ahli bangunan :

Struktur yang kuat dan ringan

Bangunan besar dengan dinding batu bata dan rumah beton bertulang akan memicu gaya inersia yang lebih besar selama gempa bumi karena amplitudo inersia berbanding lurus dengan massa struktur. Dinding dengan batu bata juga mudah retak saat gempa terjadi. Bangunan yang kuat dan ringan bisa dibuat dengan struktur seperti konstruksi kayu atau logam.

Joglo tahan gempa

Struktur kayu seperti Joglo lebih baik dalam menghadapi gempa daripada struktur yang lebih berat. Rumah tembok bata dan konstruksi RC, yang masif, kurang disarankan untuk struktur bangunan yang aman dari gempa bumi. Bangunan dengan bahan batu dicatat sebagian besar mengalami kemungkinan kerusakan bangunan hingga 70% akibat gempa.

Struktur Terpadu

Kerusakan bangunan dapat dihindari dengan menggunakan elemen bangunan yang mendukung sistem beban vertikal tanpa bahan yang rapuh. Jika tidak, maka tulangan besar harus diberikan dan massa konstruksi harus dikurangi. Kemampuan deformasi yang tinggi dapat dicapai melalui penggunaan elemen struktural yang fleksibel untuk menunda keruntuhan.

Penguatan baik untuk rangka yang kaku atau fleksibel dibutuhkan lebih banyak. Bracing umumnya digunakan untuk bangunan baja sedangkan tulangan tambahan pada sambungan RC diperlukan untuk menahan gempa.

Bangunan dengan ruang di antaranya

Kegagalan karena bahan rapuh akan mempengaruhi elemen struktural lainnya dengan mode serupa. Bangunan akan runtuh dari lantai di mana elemen rapuh telah gagal dan akan menyebabkan lebih banyak kegagalan berturut-turut, meskipun elemen lain relatif lebih baik, yang disebut sebagai kegagalan getas yang progresif karena elemen vertikal. Homogeni lingkungan diperlukan untuk mempersiapkan bangunan akan bereaksi sama.

Ruang antara bangunan yang berdekatan juga diperlukan untuk menjaga bangunan memiliki ruang dengan sifatnya tanpa mempengaruhi orang lain. Kegagalan dari satu bangunan tidak akan menyebabkan yang lain, dan keruntuhan yang progresif dapat diminimalkan.

Struktur Homogeni

Diperlukan koneksi berkekuatan tinggi antara elemen vertikal untuk mengatasi kerusakan elemen vertikal dan memindahkannya ke elemen horizontal. Prinsip ini dikenal sebagai hubungan balok yang lemah ke kolom yang kuat yang dimaksudkan untuk melindungi elemen utama bangunan sebagai penyangga struktural untuk menunda keruntuhan lebih lanjut.

Koneksi adalah bagian penting dari sistem untuk menahan seluruh bangunan saat gempa. Struktur harus dirancang lebih kuat daripada elemen dalam bangunan. Juga sangat mendesak untuk mengatur ruang bangunan sebagai modul utama yang berlipat ganda, sehingga dimensi elemen-elemen struktural seperti kolom atau balok adalah homogen. Kerusakan pada ukuran yang berbeda yang disebut efek kolom pendek dapat diminimalkan dengan konsistensi dalam dimensi elemen struktural.

Perencanaan Bangunan Simetris

Penyimpangan horisontal dapat ditemukan dalam rencana bangunan asimetris karena beban ketidaksetaraan antara pusat massa dan bagian luarnya yang menyebabkan gaya puntir selama gempa bumi. Kerusakan yang lebih parah diperkirakan terjadi pada elemen-elemen bangunan pada denah lantai asimetris dan bagian-bagian bangunan yang memiliki jarak jauh dari pusat massa. Diperlukan perencanaan dan massa yang padat untuk menghindari bagian-bagian bangunan rusak akibat gempa bumi.

Bangunan simetris lebih tahan gempa

Keimpulannya Arsitek memainkan peran yang lebih penting dalam keamanan sebuah bangunan daripada disiplin ilmu lain karena mereka mendefinisikan konsep dasar perencanaan dan desain bangunan. Konsep arsitektur dibuat dengan mempertimbangkan semua aspek termasuk bentuk dan fungsi serta sistem yang digunakan dalam bangunan yang akan mempengaruhi tingkat keamanan dari gempa bumi.

Referensi :

Noor Cholis Idham. 2018. Earthquake Failures on Buildings and The Role of Architect on Building Safety. Architecture Department, Universitas Islam Indonesia.
Yashinsky, M. (2006). Earthquake damage to structures. In W. Chen & E. Lui (Eds.), Earthquake engineering for structural design (p. 1–58.). Boca Raton: Talyor & Francis.