Membuat Bangunan Tahan Gempa di Negara Jepang – Setiap kali terjadi gempa bumi besar yang menyebabkan kerusakan besar pada bangunan, masyarakat mulai lebih memperhatikan ketahanan gempa bangunan. Namun, saat ini terdapat berbagai bangunan yang memiliki masalah berbeda terkait ketahanan gempa.
Ketahanan gempa pada bangunan kayu
Di Jepang, bangunan kayu telah digunakan selama bertahun-tahun, dan orang sering berkata, “Bangunan kayu tradisional, seperti kuil, sangat tahan terhadap gempa bumi. Mereka membungkuk seperti pohon willow untuk menghindari stres. ” Kami benar-benar telah melihat bangunan kayu banyak bergoyang saat gempa bumi besar. Mereka fleksibel seperti pohon willow, dan pada kenyataannya tahan terhadap gempa bumi sampai batas tertentu. Sayangnya, bagaimanapun, dalam gempa bumi besar seperti Gempa Besar Kanto dan Gempa Bumi Besar Hanshin-Awaji, bangunan kayu yang dirancang dan dibangun dengan menggunakan metode konstruksi tradisional Jepang juga runtuh. Bangunan kayu tradisional telah dievaluasi berdasarkan teknik seismik, dan hal ini menunjukkan bahwa meskipun metode konstruksi tradisional sebagian didasarkan pada rekayasa seismik, banyak aspek yang tidak.
Rumah kayu terpisah di Jepang juga telah dibangun berdasarkan metode konstruksi tradisional yang sama. Sejak zaman Edo, banyak rumah dibangun dengan fokus pada efisiensi konstruksi. Rumah-rumah ini tahan gempa karena memiliki dinding tahan gempa yang dirancang berdasarkan rekayasa struktur. Ketahanan gempa dari rumah-rumah ini dipastikan dengan memenuhi persyaratan “kuantitas dinding” yang dihitung berdasarkan spesifikasi dan panjang dinding. Kuantitas dinding yang dibutuhkan telah dihitung ulang dan ditingkatkan setelah terjadinya setiap gempa besar. Oleh karena itu, ketahanan seismik rumah kayu yang lebih tua lebih rendah, bukan hanya karena usianya, tetapi juga karena dibangun sesuai dengan kriteria lama untuk kuantitas dinding. Persyaratan kuantitas dinding saat ini terbukti cukup saat Gempa Bumi Besar Hanshin-Awaji pada tahun 1995 sehingga rumah kayu yang memenuhi kriteria saat ini memiliki kinerja seismik yang tinggi. Untuk rumah kayu eksisting yang dibangun sesuai dengan kriteria lama, kami melakukan diagnosa untuk memeriksa kinerja seismiknya dan melakukan pekerjaan penguatan jika didiagnosis kinerjanya rendah. Metode perkuatan seismik telah ditetapkan untuk rumah-rumah kayu yang ada ini dan pekerjaan perkuatan telah terbukti efektif dalam pengujian meja goyang yang dilakukan dengan menggunakan model skala penuh. Ketahanan seismik rumah kayu dapat ditingkatkan secara sederhana namun cukup dengan meningkatkan kuantitas atau kekuatan dinding tanpa mengadopsi metode rekayasa khusus: kinerja dapat ditingkatkan melalui penguatan menggunakan kawat gigi dan kayu lapis yang dipaku atau dengan memperkuat sambungan dengan komponen logam.
Beton bertulang (RC) dan bangunan rangka baja
Tidak seperti rumah kayu, gedung perkantoran, bangunan komersial, dan kondominium yang Anda lihat di jalan adalah bangunan beton bertulang atau rangka baja yang dirancang dan dibangun sejak awal agar tahan gempa berdasarkan prinsip rekayasa struktur. Untuk gedung-gedung ini, kinerja seismik yang dibutuhkan telah ditingkatkan melalui pengalaman gempa bumi besar dan berdasarkan hasil penelitian baru. Khususnya, karena revisi standar bangunan pada tahun 1981, diadopsi desain tahan gempa yang baru, dan metode desain yang dikembangkan berdasarkan konsep ini kini diadopsi secara luas. Bangunan yang dibangun sebelum tahun 1981 tidak memenuhi kriteria yang ada untuk kinerja seismik, dan oleh karena itu perlu menjalani diagnosis ketahanan gempa atau pekerjaan perkuatan seismik jika diperlukan.
Bangunan yang dirancang berdasarkan rekayasa seismik tahan terhadap gempa bumi dan diklasifikasikan ke dalam (a) bangunan dengan sistem antiseismik, (b) bangunan dengan sistem redaman, dan (c) bangunan yang terisolasi secara seismik. Sistem antiseismik memiliki banyak sekali elemen yang memberikan kekuatan terhadap gempa bumi. Untuk struktur ini, pertimbangan cermat sekarang diberikan juga untuk meningkatkan kapasitas deformasi mereka untuk menghindari kerusakan fatal. Struktur dengan sistem redaman dirancang untuk menyerap energi seismik melalui deformasi substansial, dan penyerapan yang efisien dipastikan dengan penggunaan bahan viskoelastik yang memiliki karakteristik penyerapan energi tinggi. Peredam massa juga digunakan pada beberapa struktur, dan karena peredam bergoyang dengan ritme yang berbeda dari ayunan struktur itu sendiri, ia menekan deformasi struktur. Dalam struktur yang terisolasi secara seismik, lapisan isolasi disisipkan di antara tanah dan struktur untuk mengurangi efek gerakan tanah pada struktur.
Beberapa orang berpendapat bahwa mekanisme yang sangat tahan gempa yang dikembangkan untuk bangunan modern ini sudah ada dalam berbagai bentuk dalam struktur kayu tradisional, termasuk sistem redaman yang dicapai melalui pengerjaan kayu, kolom tengah pagoda berlantai lima yang berperan sebagai peredam massa, dan isolasi seismik melalui metode pemasangan dasar kolom yang disebut “ishibadate”. Struktur kayu tradisional sekarang sedang dipelajari dan menginspirasi kreativitas baru.
Bangunan yang sangat tahan gempa
Berbagai teknologi telah dikembangkan untuk membangun bangunan yang sangat tahan gempa. Bangunan setidaknya harus memiliki kinerja gempa yang cukup untuk melindungi orang-orang di dalamnya dari kerusakan akibat gempa bumi besar. Pilihan teknologi baru sekarang tersedia untuk lebih meningkatkan kinerjanya, misalnya untuk membuat bangunan tahan gempa melebihi tingkat yang ditetapkan oleh standar bangunan, untuk melindungi perlengkapan dan perlengkapan di dalam bangunan dari kerusakan akibat gempa, atau untuk melindungi bangunan secara keseluruhan.
Melindungi gedung-gedung tinggi dari gempa bumi adalah salah satu upaya berisiko tertinggi bagi para insinyur. Runtuhnya satu gedung pencakar langit sekalipun bisa menimbulkan efek bencana. Gedung-gedung tinggi juga mungkin menjadi rebutan terbesar antara para insinyur Amerika dan Jepang.
Kebanyakan gedung tinggi baru di Amerika Serikat dibangun di sekitar inti beton bertulang, teknik yang dijauhi oleh para insinyur Jepang karena menurut mereka kinerjanya tidak dapat diprediksi dalam gempa bumi. Gedung-gedung tinggi di Jepang hampir selalu dibangun dengan baja.
Jepang, tentu saja, masih memiliki banyak kerentanan, beberapa di antaranya menjadi jelas ketika gempa bumi Tohoku 2011 menciptakan tsunami yang menembus tembok laut, menewaskan sekitar 16.000 orang dan menyebarkan radiasi dari reaktor nuklir yang rusak.
Negara ini memiliki banyak bangunan tua yang dibangun sebelum perubahan besar pada kode bangunan tahun 1981, dan bahkan inovasi seismik negara memiliki kualitas dan keefektifan yang berbeda-beda, seperti yang disoroti oleh pengungkapan tahun lalu bahwa produsen peredam kejut seismik memalsukan data kinerjanya.
Namun secara keseluruhan, para insinyur Jepang mengatakan, gempa bumi selama dua dekade terakhir telah membuktikan keefektifan peraturan dan inovasi negara yang lebih ketat.
Kobe dan gempa bumi Tohoku tahun 2011 menyebabkan lonjakan permintaan untuk bangunan yang lebih kokoh, dengan konsumen bersedia membayar mahal untuk teknologi terbaru. Satu perusahaan telah mengembangkan kantung udara tiup yang dipasang di bawah rumah kayu saat gempa besar terdeteksi.
Dari 9.000 bangunan terisolasi di Jepang, 4.300 adalah bangunan bertingkat, banyak di antaranya adalah kantor, kondominium, dan gedung pemerintah, dan 4.700 adalah rumah, menurut Masyarakat Isolasi Seismik Jepang.
Isolasi pangkalan diiklankan di televisi Jepang dan di kereta bawah tanah Tokyo, menggembar-gemborkan sistem seismik dari kondominium yang baru dibangun. Nice Corporation, sebuah perusahaan konstruksi Jepang, mengatakan bahwa bangunan tujuh lantai dengan basis terisolasi lebih mahal 13 hingga 15 persen daripada bangunan konvensional. Ian Aiken, seorang insinyur yang berspesialisasi dalam teknologi seismik, mengatakan bahwa biaya sistem dapat lebih sedikit hingga 5 persen.
Banyak bangunan baru di Jepang tidak terisolasi dari pangkalan, tetapi bahkan bangunan konvensional umumnya lebih kuat dan lebih kaku daripada bangunan Amerika.