Tujuan dari Perkuatan seismik pada dasarnya adalah salah satu atau bisa juga ketiga hal berikut ini:
- Untuk mengembalikan performa sebagaimana kondisi awal struktur
- Untuk meningkatkan performa dari kondisi awal struktur
- Untuk mengurangi respon seismik
Kesemuanya adalah untuk mengurangi kerentanan terhadap gempa.
Perbaikan Performa Seismik
Implikasi finansial dari tiga tujuan perkuatan: Ketiga tujuan memiliki tingkat kesulitan dan biaya yang sangat berbeda. Mengembalikan performa awal (restoration) biasanya paling murah—fokus pada repair kerusakan spesifik. Meningkatkan performa existing lebih mahal—memerlukan penambahan elemen struktural atau material. Mengurangi respon seismik (yang mencakup isolation atau damping) adalah pendekatan termahal—memerlukan teknologi dan material khusus. Risiko jika tidak membedakan ketiga tujuan dengan jelas: memilih strategi yang tidak sesuai dengan kebutuhan aktual, mengakibatkan over-invest atau under-perform. Keputusan harus dimulai dari: apakah struktur hanya perlu diperbaiki kembali ke kondisi lama, atau perlu upgrade performa melampaui standar awal?
Untuk mengembalikan performa struktur, memperbaiki kerusakan struktur atau bagian struktur yang performanya menurun dapat dilakukan dengan melakukan perbaikan menggunakan material yang tepat, atau bisa juga dengan mengganti elemen struktur yang rusak atau hanya sebagian dari elemen yang rusak tentunya dengan material yang tepat.
Untuk meningkatkan performa struktur ada beberapa pendekatan. Pendekatan umum yang dapat dilakukan untuk meningkatkan performa struktur adalah dengan memberikan penambahan kekakuan atau dengan penambahan perkuatan.
Untuk mengurangi respon struktur seperti goyangan (perpindahan lateral) maka bangunan harus diperkaku.
Kontrol ketidakteraturan kekakuan dan kekuatan sebagai strategi fundamental: Ketidakteraturan (irregularity) dalam distribusi kekakuan atau kekuatan menyebabkan konsentrasi stress yang tidak terdistribusi merata—menghasilkan kegagalan lokal yang parah bahkan jika struktur keseluruhan “aman”. Risiko: struktur yang terlihat memenuhi standar gaya gempa global tetapi memiliki soft story atau weak story akan mengalami kolaps prematur saat gempa. Contoh nyata: bangunan tua dengan kolom besar di bawah tetapi kolom kecil di atas, atau dinding pengisi yang tidak merata di lantai berbeda. Strategi penghilangan irregularity bukan hanya tentang menambah kekuatan, tetapi mengonfigurasi ulang sistem struktural—seringkali memerlukan perubahan layout yang significant. Keputusan ini harus diambil pada tahap audit dan perencanaan perkuatan, bukan saat detail design, karena impact pada feasibility operasional besar.
Ketidakteraturan atau diskontinyuitas kekakuan atau diskontinyuitas kekuatan yang akan menyebabkan kegagalan atau distorsi yang besar pada bagian-bagian bangunan harus dihilangkan (atau dikurangi) yang bisa dilakukan dengan mengubah konfigurasi sistim struktur.
Untuk mengurangi respon seismik bisa juga dilakukan dengan menambah alat untuk mendisipasi energi pada struktur sehingga kemampuan struktur untuk mendisipasi energi seismik meningkat, artinya performa struktur juga meningkat.
Konsep lainnya untuk mereduksi energi seismik adalah dengan mengisolasi struktur dari tanah (seismik isolation), atau bisa juga dengan mengurangi massa bangunan.
Teknologi damping dan isolation: trade-off antara efektivitas dan kompleksitas: Menambah damper atau isolation bearing adalah solusi “pasif” yang tidak memerlukan power—tetapi efektivitasnya tergantung pada tuning akurat dan maintenance berkala. Isolation bearing (rubber, friction, friction pendulum) mengurangi transmisi gempa dari tanah ke struktur—sangat efektif untuk struktur ringan, kurang efektif untuk struktur berat. Damping (viscous, viscoelastic, magnetorheological) menyerap energi seismik—efektif mengurangi goyangan berlebihan. Risiko jika tidak memahami trade-off ini dengan baik: teknologi yang dipilih tidak sesuai dengan karakteristik gempa lokal, mengakibatkan efektivitas kurang dari yang diharapkan. Di Indonesia dengan gempa subduction zone (gempa panjang, low frequency), efektivitas isolation dan damping perlu divalidasi khusus melalui time-history analysis berbasis gempa lokal, bukan asumsi global.
Gambar berikut menggambarkan strategi dan tindakan yang dapat dilakukan untuk mengembalikan performa, meningkatkan performa dan mengurangi respon seismik:
Ilustrasi pada gambar di bawah ini menunjukkan perbandingan antara struktur bangunan yang tidak menggunakan seismic isolation dan yang menggunakan seismic isolation, dalam gambar tersebut terlihat penggunaan seismic isolation mereduksi energi seismik adalah dengan mengisolasi struktur dari tanah (seismik isolation).
Perbandingan rasio story drift dan overturning moment antara struktur tanpa viscoelastic damper dan struktur dengan viscoelastic damper seperti diperlihatkan pada dua grafik berikut ini:
Interpretasi grafik story drift dan overturning moment untuk keputusan perkuatan: Grafik menunjukkan damper viscoelastic mengurangi story drift (~30-40%) dan overturning moment (~20-30%). Pengurangan ini signifikan—tetapi harus dievaluasi terhadap biaya dan feasibility operasional. Risiko jika hanya lihat grafik tanpa konteks: mengasumsikan damper akan selalu efektif, padahal efektivitas tergantung pada karakteristik gempa (frekuensi, durasi, magnitude), kekakuan struktur, dan tuning damper yang akurat. Di Indonesia, gempa subduction zone dengan periode dominan 2-4 detik sering memiliki karakteristik berbeda dari earthquake data yang dipakai untuk calibrate damper di penelitian. Validation dengan time-history analysis menggunakan gempa lokal (bukan synthetic) diperlukan sebelum commit biaya damping system.
Dalam kasus-kasus tertentu bangunan-bangunan penting harus direncanakan tetap dapat berfungsi setelah terjadinya gempa, misalkan pada studi kasus audit struktur yang dilakukan PT. Hesa Laras Cemerlang pada 4 (empat) buah gedung BRI di Kawasan Pasar Minggu Jakarta, Pasca Gempa yang mengguncang Jakarta pada Januari 2018, menunjukkan bahwa salah satu gedung yaitu gedung Satelit memang didisain memiliki performa seismik yang lebih tinggi dibandingkan dengan 3 (tiga) gedung lainnya.
Dalam studi kasus lain yaitu pada bangunan unit proses Instalasi Pengolahan Air Pulogadung yang juga merupakan bangunan penting, yang dibangun tahun 1980-an, walaupun awalnya didisain tahan gempa sesuai dengan peraturan yang berlaku saat itu namun sejalan dengan umur bangunan, tentunya terjadi penurunan performa struktu, juga adanya perubahan peraturan yang dipakai mengharuskan dilakukan perkuatan dan meningkatkan kekakuannya.
Menghadapi kasus seperti ini perlu dipertimbangkan apakah perkuatan yang dilakukan akan bernilai lebih ekonomis dibandingkan dengan mendemolishnya dan membuat struktur baru.
DAFTAR BACAAN
[1] SNI 03-1726-2002; Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung
[2] SNI 03-1726-2013; Tata cara perencanaan ketahanan gempa untuk struktur bangunan gedung dan non gedung
[4] Seismic Isolation , by Bridgestone
[5] Vijay, U. P., Kannan Rajkumar, P. R., and Ravichandran, P. T., 2015. Seismic Response Control of RC Structure using ViscoElastic Dampers, Indian Journal of Science and Technology, Vol 8(28), DOI: 10.17485/ijst/2015/v8i28/85366, October 2015
[6] HESA, 2018. Laporan Audit Struktur Gedung BRI Pasar Minggu.
[7] HESA, 2019. Audit Struktur IPA Pulogadung.
Penulis: Dr. Ir Heri Khoeri, MT
Tulisan ini bagian kedua dari 3 tulisan tentang Seismik Struktur:
1. Pemilihan Strategi Dan Teknik Perkuatan Seismik Struktur
2. Strategi Perbaikan Performa Seismik
3. Teknik Perkuatan Untuk Perbaikan Performa Seismik Struktur
Konsultasi Strategi Perbaikan Performa Seismik: Analisis Retrofit vs Rebuild dan Teknologi Damping/Isolation
Pemilihan strategi perbaikan performa seismik memerlukan evaluasi menyeluruh: target performa (restoration, upgrade, atau response reduction), karakteristik struktur existing (irregularities, degradation), alternatif teknologi (jacketing, damping, isolation) dan feasibility operasional, serta analisis cost-benefit retrofit vs rebuild. Kesalahan dalam tahap ini menghasilkan investasi besar tanpa benefit optimal, atau sebaliknya under-invest menghasilkan performa masih tidak memadai.
Tim struktur kami melakukan assessment komprehensif performa struktur existing, mengidentifikasi irregularities dan degradation factor, mengevaluasi alternatif strategi perbaikan (restoration, upgrade level, atau advanced technology seperti damping/isolation) terhadap constraint operasional dan budget, melakukan cost-benefit analysis retrofit vs rebuild dengan sensitivity analysis terhadap faktor finansial dan operasional, dan merekomendasikan strategi yang optimal secara teknis, finansial, dan manajerial untuk bangunan strategis.
PT Hesa Laras Cemerlang
Komplek Rukan Mutiara Faza RB 1
Jl. Condet Raya No. 27, Pasar Rebo, Jakarta Timur, Indonesia
- ✉️ Email: kontak@hesa.co.id
- ☎️ Telepon: (021) 8404531
- 📱 Hotline: 081291442210 / 08118889409