PERENCANAAN MEJA PENYELAMAT DAN

PERENCANAAN MEJA PENYELAMAT DAN PELINDUNG SAAT TERJADI GEMPA
Syamsul Bahri Purnomo
Jurusan Teknik Mesin
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Jl. Arief Rahman Hakim, Kampus Sukolilo, Surabaya
Jawa Timur, Indonesia
Telp. (031) 5946230, Fax. (031) 5922941, E-mail: [email protected]
Abstrak
Indonesia merupakan salah satu Negara yang rawan gempa bumi karena karena letak
geologi wilayah Indonesia diantara 3 lempengan utama dunia, yaitu lempengan samudra pasifik, lempengan
samudra Hindia-Benua Australia (Indo-Australia) dan Lempengan Eurasia.. Gempa yang terjadi tidak hanya
merusak fasilitas umum, tetapi juga memakan banyak korban jiwa.oleh sebab itulah diperlukan berbagai usaha
untuk memperkecil angka kematian akibat gempa dengan mendesain alat pelindung berbentuk meja makan. Karena
hampir setiap rumah memiliki meja makan Dalam kajian perancangan meja sebagai penyelamat dan pelindung
gempa ini. Dilakukan dengan perhitungan kekuatan material meja saat menerima reruntuhan ,mekanisme
pengangkatan dan perhitungan beban dilakukan dengan metode finite element analys. Dari hasil perhitungan
didapatkan gaya akibat beban impact sebesar 2126,17 newton atau 6,19 kali dari berat reruntuhan ketika diam.
Diameter minimal tali baja yang digunakan 3,01 mm , putaran yang dirancang diturunkan dari 28 Rpm menjadi 1,5
Rpm, dan untuk perhitungan biaya yang dibutuhkan dalam produksi skala masal adalah Rp 3.706.913,00 untuk 100
unit atau Rp 3.706.913,00
Kata kunci : Gempa, Meja, Kekuatan, Biaya
1.
Pendahuluan
Indonesia adalah salah satu negara
yang rawan gempa Bumi, karena geologi
wilayah Indonesia terletak diantara 3 lempengan
utama dunia, yaitu lempengan samudra pasifik,
lempengan samudra Hindia-Benua Australia
(Indo-Australia) dan Lempengan Eurasia. Setiap
pergerakan dari lempengan ini berpotensi
mengakibatkan gempa Bumi. Setiap terjadi
Peristiwa gempa Bumi tidak hanya merusak
bangunan dan fasilitas transportasi saja, tetapi
memakan korban jiwa juga. Seperti halnya
gempa Padang pada september 2009 Jumlah
Korban diperkirakan mencapai angka 1117
orang (kompas, 15 Oktober 2009). Angka ini
merupakan jumlah korban yang sangat besar,
angka korban gempa di padang telah menambah
daftar jumlah korban gempa di seluruh
Indonesia, seperti yang terjadi pada gempa di
Tasikmalaya (September 2009) yang memakan
korban sebanyak 79 orang tewas (kompas, 8
September 2009), gempa Yogyakarta (2006),
gempa Nias (2005) dan masih banyak gempagempa lainnya. korban jiwa tersebut bukan
diakibatkan secara langsung oleh gempa, tetapi
diakibatkan oleh keruntuhan bangunan pada
saat terjadi gempa. Runtuhnya bangunan saat
terjadi gempa akan menimpa orang yang berada
didalamnya sehingga dapat menimbulkan lukaluka bahkan kematian.
Gambar.1.1. Gempa Padang 2009
Gambar diatas diambil pada saat terjadi
gempa di Padang, gempa ini banyak memakan
korban, tentu saja angka korban Gempa
haruslah di minimalisir. Gempa terakhir yang
terjadi di Indonesia belum tentu gempa yang
paling akhir di Indonesia dan Gempa terbesar
yang pernah ada di Indonesia juga belum tentu
yang paling besar nantinya di Indonesia ini.
Oleh karena itu Indonesia haruslah siaga dalam
menghadapi bencana alam gempa.
Saat Gempa terjadi banyak korban
yang terkurung dalam ruangan karena tidak bisa
keluar, sedangkan desain pada kebanyakan
bangunan hanya memiliki pintu yang ukuran
tidak terlalu besar untuk mengeluarkan seluruh
manusia yang terperangkap didalam bangunan.
Dalam panduan simulasi penyelamatan siaga
Gempa yang telah diberikan pada masyarakat,
sebaiknya manusia yang masih berada dalam
ruangan berlindung di bawah meja agar tidak
tertimpa benda keras secara langsung. Cara
berlindung dibawah meja ini sebenarnya
merupakan
cara
yang
paling
baik
menyelamatkan diri ketika terjadi gempa.
Hanya saja saat bangunan benar-benar jatuh
dapat mengakibatkan korban terkurung. Oleh
sebab itulah muncul gagasan untuk membuat
meja yang tidak hanya menyelamatkan manusia
dari gempa saja, tetapi juga dapat mengeluarkan
korban yang terjebak dalam reruntuhan.
Dasar Teori
Gempa bumi adalah getaran atau
guncangan yang terjadi di permukaan bumi.
Gempa bumi biasa disebabkan oleh pergerakan
kerak bumi (lempeng bumi). Kata gempa bumi
juga digunakan untuk menunjukkan daerah asal
terjadinya kejadian gempa bumi tersebut. Bumi
kita walaupun padat, selalu bergerak, dan
gempa bumi terjadi apabila tekanan yang terjadi
karena pergerakan itu sudah terlalu besar untuk
dapat ditahan.
Berdasarkan pada Jurnal “The effect of power
hand tool dynamic and workstation design on
handle kinematics and muscle activity” yang di
publikasikan oleh Seoungyeon A. Oh, Robert G.
Radwin dari Departement of Industrial
Engineering, University of Wisconsin- Madison
telah melakukan percobaan pada sukarelawan
wanita dan laki-laki antara 18 hingga 36 tahun.
dengan tinggi badan 173,3 cm dan rata-rata
berat badan 69,3 kg. didapat grafik percobaan
menampilkan gaya reaksi tangan yang
ergonomic terhadap waktu digambarkan seperti
gambar dibawah ini.
2.
Gambar 2.6 Perwakilan moment reaksi gaya
Jadi berdasarkan Grafik diatas didapat
untuk kekuatan tangan yang akan digunakan
yaitu maksimal 120 N dengan Kecepatan
bolak-baliknya setiap 3 detik sekali.
3.
Metodologi
konsep atau sketsa dari alat berdasarkan
analisa kebutuhan (list of requirement). Konsep
produk tidak diberi ukuran detail tetapi hanya
bentuk dan dimensi dasar produk.
Gambar.2.1. Zona Gempa Bumi Dunia
Gambar diatas adalah Zona yang sering
terjadi gempa-gempa tektonik dan juga vulkanik
di Dunia. Zona gempa dunia terbagi atas dua
jalur, yaitu Jalur Circum Pasifik dan Jalur
Mediteranian. Jalur Circum Pasifik adalah jalur
wilayah dimana banyak terjadi gempa-gempa
dalam dan juga gempa- gempa besar yang
dangkal. Jalur ini terbentang mulai dari
Sulawesi, Filipina , Jepang, dan kepulauan
Hawai Jalur Mediteranian adalah jalur wilayah
dimana banyak terjadi gempa-gempa besar yang
membentang dari benua Amerika, Eropa ,Timur
Tengah, India , Sumatera, Jawa dan Nusa
Tenggara.
untuk bangunan perumahaan. Pada jenis ini
meja mengandalkan sirine untuk memberitahu
bahwa masih korban masih selamat dan butuh
pertolongan untuk dikeluarkan dari reruntuhan
bangunan. Adapun gambar susunan detail dari
meja ini memiliki rangka seperti dibawah ini.
Gambar 3.1 Pengembangan metode
pengangkat beban.
Pada gambar diatas diulas dengan
gambar bahwa bagaimana prinsip kerja dari
meja penyelamat . meja ini digunakan untuk
melindungi sekaligus mengeluarkan korban dari
reruntuhan. dengan metode pengangkat dari tuas
pada meja. Selain itu pengembangan konsep
yang
akan
dilakukan
adalah
dengan
menggunakan sinyal suara seperti gambar di
bawah ini.
meja dirancang untuk mengangkat
beban, adapun pada tahapan pengangkat meja
memiliki mekanisme dengan bantuan dari roda
gigi untuk mereduksi bebanuntuk pengangkat.
Gambar 3.4. Mekanisme Pengangkat
tahap pendukung dalam rancangan
yang akan dilakukan, dengan memanfaatkan
software komputer yairu software Autocad
2008, software 3ds MAX , dan Software ansys
Gambar 3.8 Aplikasi software yang digunakan.
4.
Hasil dan Pembahasan
Alas Meja (Kayu merbau)
Gambar 3.2 Pengembangan konsep metode
sinyal suara.
Gambar 3.2 diatas adalah metode meja
penyelamat menggunakan sinyal suara. meja
ini tidak dapat mengeluarkan korban Karena
beban dari reruntuhan jauh lebih besar dari meja
Alas meja yang dgunakan pada meja
ini menggunakan kayu merbau. adapun
kekuatan alas adalah sebagai berikut.
Maksimum Pada beban distribusi normal
Pada gambar 4.3 dapat dilihat bahwa
beban maksimum yang didapat meja apabila
dikenakan gaya terdistribusi normal.
1.
beban terpusat di tengah
Gambar 4.2 Analisa bahan pada alas meja
Kayu memiliki Ultimate Strange
sebesar 40 Mpa, sedangkan pada percobaan
diatas untuk kayu dengan tebal 2 cm tegangan
maksimum stress yang berlaku adalah 2.5628
MPa.
pada rancang bangun ini diberikan
beban pada 4 titik pembebanan, dengan gaya
sebesar 6485.84 N.
setelah dilakukan
pembebanan degan menggunakan Ansys11
didapat type kontur tegangan maksimum seperti
gambar dibawah ini:
distribusi normal
Gambar 4.5 Tegangan Maksimum Pada beban
titik tengah
Pada gambar 4.4 dpat dilihat bahwa beban
maksimum yang didapat meja apabila
dikenakan gaya tepat pada titik tengah meja
maka di dapat besar tegangan maksimum pada
meja adalah 6.5825 MPa.
2. kemudian beban terletak di pinggir
meja bagian pojok.
Gambar 4.4 Tegangan dan deformasi
Gambar 47 Tegangan Maksimum Pada beban
di pojok tengah meja
Pada gambar 4.4 dpat dilihat bahwa beban
maksimum yang didapat meja apabila
dikenakan gaya tepat pada titik pojok pinggir
meja maka di dapat besar tegangan maksimum
pada meja adalah 41.471 MPa
Gambar 4.6 Tegangan Maksimum Pada beban
di pojok ujung meja
Pada gambar 4.4 dpat dilihat bahwa beban
maksimum yang didapat meja apabila
dikenakan gaya tepat pada titik pojok pinggir
meja maka di dapat besar tegangan maksimum
pada meja adalah 13.878 MPa.
Beban terletak di pinggir meja bagian tengah
5.
Konklusi
Setelah dilakukan perancangan perhitungan
secara teknik dan analisa keuangan maka
didapat hal yang dijadikan kesimpulan yaitu:
1. Tegangan maksimum meja pada tiap titik
adalah
• Tegangan
maksimum
pada
pembebanan distribusi normal adalah
sebesar 3.5348 X106 Pa atau 3,53 Mpa
• Tegangan
maksimum
pada
pembebanan dititik tengah adalah
sebesar 6.5825 X106 Pa atau 6,5Mpa
• Tegangan
maksimum
pada
pembebanan dititik pinggir bagian
pojok meja adalah sebesar 1.3878 X107
Pa atau 13.87 Mpa
• Tegangan
maksimum
pada
pembebanan dititik pinggir bagian
tengah meja adalah sebesar 4.1471
X107 Pa atau 41,47 Mpa
2. Daya yang dibutuhkan untuk mekanisme
pengangkatan meja adalah 0.071 HP
3. Transmisi yang input yang digunakan
adalah kecepatan 28 Rpm dan transmisi
output 1,5 Rpm
4. Jenis
tali
yang digunakan
untuk
pengangkatan
•
Diameter minimum total tali 16,86
mm
•
5.
6.
Jenis tali yang digunakan tali baja
Perhitungan biaya produksi masal dengan
skala 100 unit membutuhkan dana sebesar
Rp 245.342.000,00.
Perhitungan biaya produksi 1 meja dari
produksi masal yaitu Rp 3.706.913,00
Daftar Pustaka
[
[1] Robert C.Juvinall. 1967. Engineering
Consideration of Stress, Strain, and
Strength. New York.McGraw-Hill Book
Company.
[2]
Deutschman, Aaron D. 1975, Machine
Design, Theor and Practice. New York
Macmillan Publishing Co., Inc.
[4]
Rudenko, N.1992. Mesin Pengangkat.
Erlangga.
[5]
U. Agya and H.G. Shabbir, “Life Cycle
of single Landed Houses in Indonesia”
, School of Energy and environment,
King
Mongkut’s
University
of
Technology, Bangkok, Thailand (2008)
pp. 1913-1914
[6] Boen.T, “Building A safer Aceh,
Reconstruction of Houses, One
YearAfter The December 26 2004
Tsunami”. WSSI Confrence, Jakarta
[7] Radwin Robert and A Seoungyeon, “The
effect of power hand tool dynamic and
workstation design on handle
kinematics and muscle activity”,
Departement of Industrial Engineering
University of Wisconsin, USA.