Pemanfaatan "Shimbashira-Seishin" (Kolom Tengah) Sebagai Peredam Gempa Studi Kasus Gedung Tokyo Sky Tree (Universitas Gunadarma Review)

Blog saya kali ini akan membahas mengenai teknologi peredam gempa. Baik, sebelum kita bahas lebih lanjut sesuai judul diatas hal yang pertama kali kita bayangkan dan pikirkan setelah mendengar kata “Peredam Gempa” apa sih? Mengurangi getaran saat terjadi gempa, agar gedung tidak runtuh dan lain sebagainya. Tepat sekali, peredam gempa pada prinsipnya berfungsi untuk menyerap energi gempa yang dipikul oleh struktur sebuah gedung menjadi lebih elastis dan terhindar dari kerusakan gempa yang parah. Banyak sekali di dunia ini negara yang memiliki gedung-gedung pencakar langit yang sudah menggunakan sistem peredam gempa yang canggih dan terbukti. Negara yang telah banyak menggunakan teknologi super canggih ini contohnya adalah Jepang, Dimana jepang dikenal sebagai sebuah negara yang rawan gempa karena beberapa alasan tentunya seperti letak geografis Jepang yang terletak disepanjang lempeng api yang menyebabkan Lempeng tektonik di bawah cincin api cenderung bertabrakan dan menyebabkan gempa bumi. Bukan hanya gempa, bahkan angin badai pundapat menjadi penyebab runtuhnya sebuah bangunan. Nah, oleh karena itu hal tersebutlah yang melatarbelakangi saya untuk ingin memahami dan ingin membagikan ilmu mengenai salah satu contoh penerapan sistem peredam gempa yang digunakan di negara Jepang.

Sistem peredam gempa yang akan saya bahas adalah sistem peredam gempa yang digunakan pada Gedung Tokyo Sky Tree, Jepang. Gedung tokyo merupakan salah satu bangunan tertinggi di Jepang, dengan ketinggian mencapai 634 meter yang menjadikannya sebagai gedung tertinggi nomor 2 di Dunia. Gedung ini sehari-hari dimanfaatkan sebagai lokasi untuk melakukan observasi atau pengamatan. Keadaan dan sejarah kegempaan di Jepang membuat perusahaan arsitektur Nikken Sekkei, Tobu Railway selaku pengembang dan Obayashi Corp sebagai kontraktor utama harus merencanakan sebuah sistem peredam gempa yang luar biasa dengan berbagai pertimbangan dan setelah dilakukan pengujian tentunya dengan merencanakan gedung yang tahan terhadap gempa dengan kekuatan 7,7 SR yang pernah terjadi, gempa yang kala 500 tahun terjadi bahkan kekuatan gempa yang belum terjadi sekalipun agar gedung Tokyo Sky Tree dapat berdiri kokoh hingga umur rencana yang ditentukan dan diharapkan selama mungkin.

Sesuai dengan judul blog, gedung Tokyo Sky Tree memanfaatkan kolom tengah sebagai sistem peredam gempa utama untuk gedungnya. Seperti apa sih kolom tengah yang dimaksud? Kolom tengah merupakan struktur kolom yang diletakkan di tengah gedung, namun pasti kita masih bingung kan dengan penjelasan ini? Kolom kan bisa saja diletakkan ditengah gedung, lalu apa bedanya dengan kolom pada umumnya? Oke, setelah saya membaca beberapa sumber dan memahami mengenai peran kolom tengah untuk kasus ini, ternyata benar saja fungsi kolom pada gedung ini sangat berbeda dan jauh lebih efektif dibandingkan kolom yang berdiri diseluruh elemen struktur sebuah gedung. Konsep pemanfaatan kolom tengah diadopsi dari rumah tradisional jepang yang telah ada jauh sebelum gedung ini akan dibangun, dimana terbukti “Rumah Pagoda Kayu Lima Susun” begitulah sebutan rumah tersebut tetap bertahan walupun terjadi gempa berkali-hali hingga saat ini. Fungsi dan ketinggian yang berbeda dari kedua bangunan tersebut mengharuskan perencana untuk menambahkan berbagai metode dan inovasi selain kolom tengah sebagai faktor utama peredam gempanya agar perkuatan terhadap gempa oleh peredam gempa dapat bekerja ribuan kali lipat sesuai dengan pemanfaatan dan dimensi gedung. Caranya adalah menggabungkan beberapa prinsip inovasi tahan gempa dalam gedung Tokyo Sky Tree. Ada beberapa inovasi perkuatan yang akan digunakan dalam pembangunan gedung Tokyo Sky Tree, sebagai berikut:

1. Pondasi berbentuk segitiga, didukung oleh keterbatasan tanah yang disediakan juga seperti halnya konsep tripod pada kamera. Bentuk segitiga pada dasar bangunan dikira dapat menambah kekuatan gempa dan menerus ke bagian atas gedung beruba kolom dan struktur yang silinder. Nah jadi bingung ga nih? Agar lebih jelas dan mengerti saya menampilkan gambaran mengenai konsep rangka dasar segitiga atau pondasi tripod.

2. Diameter dan kualitas bahan yang digunakan pada kolom tengah tersebut, berbeda dengan kolom pada umumnya untuk gedung Tokyo Sky Tree ini dimana seringkali banyak menggunakan kolom silinder, memiliki ukuran diameter yang sangat besar yaitu 8 meter. Tentunya untuk mendukung struktur baja sebesar itu memerlukan kualitas baja dan bahan terbaik lainnya.

3. Peredam Oil damper,yang juga sering disebut fluid viscouse damper (FVD). Dimana terdapat kolom tengah adalah silinder RC, yang dipisahkan dari struktur rangka baja pada ketinggian 125 m ke atas. Massa silinder RC di bagian ini digunakan sebagai bobot (tuned mass damper) untuk sistem kontrol getaran. Peredam oli dipasang antara silinder RC dan rangka baja untuk mengontrol perpindahan silinder dan meningkatkan kinerja peredam menara utama. Dimana prinsip kerja peredam ini yaitu memberikan perlawanan gaya melalui pergerakan yang dibatasi. Gaya yang diberikan oleh FVD timbul, akibat adanya gaya luar yang berlawanan arah, bekerja pada alat tersebut. Peralatan ini bekerja, dengan menggunakan konsep mekanika fluida dalam mendispasikan energi. Mekanisme kerja ini, dianalogikan seperti suspensi atau shock absorbser pada mobil, yang digunakan untuk mengatur pergerakan pegas di posisi tumpuan. Oil damper dipasang disepanjang penyangga utama yaitu kolom tengah, sebagai pembatas antara bagian dalam menara atau struktur lainnya.

4. Tangga sebagai massa tambahan, Untuk mengontrol gerakan yang berayun dari suatu struktur secara keseluruhan selama gempa bumi dengan memberikan massa tambahan (menyeimbangkan berat) sehingga bergerak dalam waktu yang sedikit tertunda dari gerakan yang diayun dengan cara penyeimbang untuk memicu pergerakan pergerakan berat. Biasanya, baja ingot atau massa beton digunakan sebagai massa tambahan, dan kadang-kadang peralatan untuk membangun sistem layanan, atau akumulator panas, digunakan untuk tujuan yang sama. Kasus sekarang dari kolom inti (tangga) yang digunakan sebagai massa tambahan, tangga ini disebut Shinchu-seishin (sistem kendali getaran silinder) berdasarkan pilar utama arsitektur tradisional Jepang, Gojunoto (pagoda lima tingkat). Sistem ini dapat mengontrol getaran dan mengurangi beban gempa yang bekerja pada menara hingga sekitar 40%. Tangga dipasang mengelilingi kolom tengah sebagai massa tambahan menjadikan upaya ini menjadi yang pertama di dunia.

Bagaimana dengan penjelasan diatas, luar biasa sekali bukan? Nah sekarang sudah paham kan apa dan bagaimana sistem peredam gempa yang digunakan dan bekerja pada gedung Tokyo Sky Tree tersebut. Seharusnya sudah ya, kesimpulan yang dapat saya ambil dari pembahasan diatas adalah bahwa peredam gempa utama yang digunakan adalah kolom tengah struktur dan didukung oleh beberapa faktor seperti diameter, massa tambahan dari tangga dan gabungan antara inovvasi peredam oil damper menjadikan gedung pencakar langit ini dapat berdiri kokoh hingga saat ini dan diharpakan hingga jangka panjang. Intinya sangat perlu bukan penerapan sistem peredam gempa disebuah gedung apalagi di daerah rawan gempa. Saya berharap tulisan ini dapat menambah wawasan teman-teman lainnya sebagai pembaca untuk memahami apa dan bagaimana salah satu peredam gempa bekerja, fungsinya dan mungkin suatu hari dapat menemukan inovasi baru untuk struktur gedung yang lebih baik dan tahan gempa. Sekian tulisan mengenai penjelasan peredam gempa yang dapat saya sampaikan, semoga bermanfaat untuk kita semua!!! Terimakasihh...