SEJUK.ID – Gempa bumi adalah salah satu kekuatan paling merusak di Bumi. Gempa dapat menghancurkan rumah, merenggut nyawa, dan menghabiskan banyak uang untuk kerugian dan perbaikan. Indonesia adalah salah satu negara dengan sesar gempa yang sangat besar. Hampir setiap hari terjadi gempa di Indonesia baik yang terasa maupun tidak terasa. Salah satu solusi guna meminimalisir kerugian materiil akibat gempa bumi adalah membangun rumah tahan gempa.

Menurut Pusat Informasi Gempa Dunia, rata-rata ada 20.000 gempa bumi setiap tahun —16 di antaranya merupakan bencana besar. Pada 14 Agustus 2021, gempa berkekuatan 7,2 melanda wilayah barat daya Haiti dan menewaskan lebih dari 2.000 orang. Seperti halnya gempa bumi lainnya, sebagian besar kerusakan disebabkan oleh rumah yang runtuh dengan orang-orang di dalamnya, sehingga rumah tahan gempa menjadi suatu keharusan. Selama beberapa dekade terakhir, para insinyur telah memperkenalkan desain dan bahan rumah baru untuk melengkapi rumah agar tahan gempa.

Sebelum kita melihat fitur rumah tahan gempa, penting untuk memahami bagaimana gempa bumi berdampak pada struktur buatan manusia. Ketika gempa bumi terjadi, ia mengirimkan gelombang kejut ke seluruh tanah dalam interval cepat pendek yang meluas ke segala arah. Sementara rumah umumnya dilengkapi untuk menangani gaya vertikal dari berat dan gravitasinya, mereka tidak dapat secara tradisional menangani gaya sisi-ke-sisi yang dipancarkan oleh gempa.

Gerakan horizontal ini menggetarkan dinding, lantai, kolom, balok, dan konektor yang menyatukannya. Perbedaan gerakan antara bagian bawah dan atas rumah menimbulkan tegangan yang luar biasa, menyebabkan rangka penyangga pecah dan seluruh struktur akhirnya runtuh.

Cara Membuat Rumah Tahan Gempa

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

1. Buat Fondasi yang Fleksibel

Salah satu cara untuk menahan gaya darat adalah dengan “mengangkat” fondasi rumah di atas bumi melalui metode yang disebut isolasi dasar. Isolasi dasar melibatkan pembangunan gedung di atas bantalan fleksibel yang terbuat dari baja, karet, dan timah. Ketika dasar bergerak selama gempa, isolator bergetar sementara struktur itu sendiri tetap stabil. Ini secara efektif membantu menyerap gelombang seismik dan mencegahnya merambat melalui gedung.

2. Lawan Getaran Dengan Peredam

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

Perangkat Kontrol Getaran

Metode ini melibatkan penempatan peredam pada setiap tingkat rumah antara kolom dan balok. Setiap peredam terdiri dari kepala piston di dalam silinder yang diisi dengan minyak silikon. Ketika gempa bumi terjadi, rumah mentransfer energi getaran ke piston, yang mendorong minyak. Energi kemudian diubah menjadi panas, menghilangkan kekuatan getaran.

Kekuatan bandul

Metode redaman umum lainnya adalah daya pendulum, yang digunakan terutama di gedung pencakar langit. Untuk menerapkan ini, para insinyur menangguhkan bola besar dari kabel baja yang terhubung ke sistem hidrolik di bagian atas gedung. Ketika rumah mulai bergoyang, bola bertindak sebagai pendulum dan bergerak ke arah yang berlawanan untuk menstabilkan rumah. Seperti redaman, fitur-fitur ini disetel untuk menyesuaikan dan melawan gerakan rumah jika terjadi gempa bumi.

3. Melindungi Rumah dari Getaran

Alih-alih hanya menangkal kekuatan, para peneliti bereksperimen dengan cara-cara rumah dapat membelokkan dan mengalihkan energi dari gempa bumi secara bersamaan. Dijuluki “jubah tembus pandang seismik,” inovasi ini melibatkan pembuatan jubah dari 100 cincin plastik dan beton konsentris dan menguburnya setidaknya 3 kaki di bawah fondasi rumah.
Saat gelombang seismik memasuki cincin, kemudahan perjalanan memaksa mereka untuk bergerak melalui cincin luar. Akibatnya, mereka pada dasarnya disalurkan jauh dari gedung dan dihamburkan ke dalam tanah.

4. Perkuat Struktur Rumah

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

Bahan Tahan Gempa

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

Baja dan Kayu

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

Bahan Inovatif

Para ilmuwan dan insinyur sedang mengembangkan bahan bangunan baru dengan retensi bentuk yang lebih besar. Inovasi seperti paduan memori bentuk memiliki kemampuan untuk menahan beban berat dan kembali ke bentuk aslinya. Selain itu, bungkus plastik yang diperkuat serat — dibuat oleh berbagai polimer — dapat dililitkan di sekitar kolom dan memberikan kekuatan dan keuletan tambahan hingga 38%.

Insinyur juga beralih ke elemen alami untuk membantu memperkuat bangunan. Serat kerang yang lengket namun kaku dan rasio kekuatan terhadap ukuran sutra laba-laba memiliki kemampuan yang menjanjikan dalam menciptakan struktur. Bambu dan bahan cetak 3D juga dapat berfungsi sebagai struktur ringan yang 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 rumah tahan gempa yang efektif. Namun, secanggih teknologi dan material saat ini, tidak selalu mungkin bagi bangunan untuk sepenuhnya menahan gempa kuat tanpa cedera. Namun, jika sebuah bangunan mampu menghindari keruntuhan dan menyelamatkan nyawa dan komunitas, kita dapat menganggapnya sebagai kesuksesan besar.

Diterjemahkan dari : https://www.bigrentz.com/blog/earthquake-proof-buildings