BAB 3 K 3.1 Karakteristik Bencana Gempa Bumi dan

Laporan Akhir
BAB 3
KARAKTERISTIK BENCANA GEMPA BUMI
DAERAH PERCONTOHAN
Bumi
dan
PENANGANANNYA
DI
Penanganannya
di
3.1
Karakteristik Bencana
Kabupaten Jember
3.1.1
Karakteristik Bencana Gempa Bumi di Kabupaten Jember
1)
Gempa
DAN
Bencana Gempa Bumi yang Pernah Terjadi
Pengalaman bencana sebelumnya memberi kita pelajaran berharga untuk melakukan tindakan
mitigasi karena gempa bumi besar terjadi secara berkala. Gempa bumi merupakan fenomena yang
terjadi karena adanya pergerakan lempeng lithospheric. Kejadian gempa bumi besar memiliki
kecenderungan waktu tertentu sedangkan kecepatan pergerakan lempeng lithospheric hampir
konstan. Terjadinya kembali gempa bumi besar yang menyebabkan dampak hebat termasuk
sangat lama dibandingkan dengan usia manusia (yaitu 200～1000 tahun). Sehingga, meskipun
seseorang tinggal di suatu daerah dalam waktu yang lama belum tentu akan mengalami peristiwa
gempa bumi dahsyat. Dokumen tentang kejadian lalu dan hasil penelitian survei arkeologis
tentang gempa bumi masih sedikit di Indonesia. Namun, fakta tersebut tidak menunjukkan bahwa
gempa bumi besar tidak terjadi di Indonesia. Lingkungan tektonis lempeng dan kejadian gempa
bumi lalu harus dibahas secara meluas berkenaan dengan frekuensi dan magnitudo kerawanan
seismik. Sebenarnya, kerawanan gempa bumi di Indonesia lebih besar dibandingkan di Jepang
bila kita hanya menghitung gempa bumi yang menyebabkan kematian 100 jiwa atau lebih
menggunakan “Database Utsu” atau “Database USGS”. Tentu saja, jumlah total korban manusia
akibat gempa bumi juga akan dibahas disini. Kerusakan akibat getaran tidak dibahas secara
terpisah dari kerusakan akibat gelombang laut seismik.
3-1
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Tabel 3.1.1
Gempa Bumi yang Merenggut 100 Jiwa atau Lebih di Indonesia (1/2)
（Web:http://iisee.kenken.go.jp/utsu/utsuweq_bak.html）
Tabel 3.1.2
Gempa Bumi yang Merenggut 100 Jiwa atau Lebih di Indonesia (2/2)
(Web:http://infotrek.er.usgs.gov/)
3-2
Laporan Akhir
Frekuensi dan magnitudo gempa bumi harus dibahas dengan melihat struktur lingkungan
lempeng dan gempa bumi besar yang pernah terjadi. Indonesia memiliki perbatasan lempeng di
bagian selatan Sumatra dan Pulau Jawa. Lempeng oseanik bertumbukan dengan dasar pulau.
Zona tumbukan terletak di parit Sunda. Gempa bumi dahsyat disebabkan oleh patahan yang
berbalik di zona patahan.
Gambar 3.1.1
Parit Sunda
Ada contoh lain di dekat daerah gempa di Kota Yogyakarta (yaitu, 27 Mei 2006 Gempa Bumi
Yogya MW 6.5). Hubungan antara kerusakan dengan intensitas pergerakan tanah permukaan di
Kabupaten Bantul ditetapkan sebagai tolak ukur fungsi keterancaman dalam laporan ini.
Kondisi seismik yang telah disebutkan di atas juga serupa dengan keadaan di Jepang sehingga
pengalaman Jepang berkenaan dengan kerawanan gempa harus dipelajari.
2)
Faktor-Faktor Kerusakan Akibat Gempa Bumi
Kerusakan akibat gempa bumi dibagi kedalam 3 aspek, yaitu:
3-3
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
1.
Kerusakan bangunan akibat getaran tanah
2.
Kerusakan akibat kondisi tanah seperti lereng longsor atau retakan
3.
Kerusakan akibat gelombang laut seismik
Aspek 1 dan 2 di atas cenderung dilupakan setelah terjadinya gempa bumi karena kerusakan
akibat gelombang laut seismik memberikan kesan berlebih terhadap korban. Aspek 1 dan 2
tersebut benar-benar berbeda dengan gelombang laut karena kita mempunyai waktu ekstra untuk
mengurangi dampak kerusakan akibat seismik gelombang laut. Namun kerusakan bangunan
akibat getaran tanah terjadi secara langsung. Segala peringatan tidaklah efektif, hanya penguatan
struktur bangunan yang dilakukan sebelumnya merupakan cara efektif mengurangi dampak
bencana. Segala upaya yang dilakukan setelah terjadinya gempa tidak dapat mengurangi jumlah
kematian.
3.1.2
1)
Peta Rawan Bencana Gempa Bumi di Kabupaten Jember
Dasar Pembuatan Peta Rawan Bencana Gempa Bumi
Kata “Rawan” diartikan sebagai penyebab terjadinya bencana. Sehingga, persebaran intesitas
percepatan permukaan tanah harus ditunjukkan di “Peta Rawan”. Tidak ada aspek lain yang
penting untuk Peta Rawan Bencana Gempa Bumi bila definisi di atas dianggap beralasan.
Intensitas percepatan permukaan tanah dijelaskan di setiap bagian hubungan di daerah kajian
dengan menggunakan judul “Peak Ground Acceleration/Percepatan Tanah Puncak” (atau disini
disebut PGA) atau “Modified Mercalli Intensity scale/Skala Intensitas Mercalli yang
Dimofikiasi”(atau disini disebut MMI)
Dasar selanjutnya yang harus dibahas pada bab ini, adalah bagaimana mendefinisikan nilai target
intensitas percepatan permukaan tanah. Umumnya, ada kecenderungan tetap hubungan antara
magnitudo gempa bumi dengan frekuensi kejadian. Hal tersebut berarti gempa bumi kecil bisa
sering terjadi, tapi gempa bumi besar jarang terjadi.
Gambar 3.1.2 menunjukkan hubungan antara magnitudo gempa bumi dengan frekuensi kejadian
sehubungan dengan gempa bumi yang terjadi dari tahun 1629 sampai 2004 di Indonesia.
3-4
Laporan Akhir
10
9
8
Magnitude
7
6
5
4
3
2
0.00
0.01
0.10
1.00
10.00
100.00
1,000.00
Empirical return period
Gambar 3.1.2
Hubungan antara Magnitudo dan Periode Ulang Gempa
Sumbu Y berarti magnitudo gempa bumi, dan sumbu X berarti Periode Ulang Gempa empiris
TE。
TE =
TS
m
(Rumus. 3.1)
Dimana:
TE ： Periode Ulang Gempa empiris
TS ： Waktu Sampling
m ： Urutan ketika sample disusun berdasarkan magnitudo secara urut
Sebagai contoh, gempa bumi terbesar yang dipicu di daerah ini adalah gempa bumi tahun 2004
dengan magnitudo 9, urutan m adalah yang pertama, Waktu Sampling TS adalah 2004 dikurangi
1629 sama dengan 375, Periode Ulang Gempa empiris TE seharusnya 375 tahun. Pada urutan
kedua adalah gempa bumi tahun 1833 dengan magnitudo 8.7, urutan m adalah kedua, Waktu
Sampling TS adalah 375 tahun dibagi 2 sama dengan 187, Periode Ulang Gempa empiris TE
adalah 187 tahun. Jika hubungan antara magnitudo dan Periode Ulang Gempa empiris TE tiap
gempa bumi yang tercatat digambar dengan cara yang sama maka pola yang tergambar cenderung
hampir pada garis lurus pada kertas grafik logaritma 1,5, dengan batasan kisaran lebih dari
magnitudo 5. Penemuan ini disebut Gutenberg Richiter atau formula G-R. Sudut b pada garis
perkiraan mewakili selisih frekuensi terjadinya gempa bumi besar dan gempa bumi kecil. Jika
lingkungan sekitar Indonesia dibagi kedalam beberapa domain, yang memiliki kondisi seismik
3-5
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
tetap, maka sudut b di atas harus berbeda untuk setiap domain. Jika kejadian gempa bumi
tersendiri menurut tempat dan waktu maka model Poisson bisa digunakan untuk analisis.
Nilai percepatan puncak batuan dasar pada titik tertentu dapat dihitung dengan menggunakan
rumus pelemahan. Rumus pelemahan adalah semacam rumus regresi dimana nilai percepatan
puncak batuan dasar dikira-kira dari magnitudo pusat gempa bumi dan jarak dari pusat gempa
bumi ke titik tertentu.
Pada prosedur penghitungan ini, setiap domain yang telah disebutkan sebelumnya dibagi menjadi
bagian kecil dengan menggunakan sistem koordinat kutub. Selain itu, metode implisit dibutuhkan
dalam prosedur ini karena magnitudo pusat gempa , yang membawa nilai percepatan puncak pada
titik tertentu, harus diperoleh melalui tahap perhitungan. Oleh karena itu, penghitungan jumlah
yang besar dibutuhkan untuk dapat melaksanakan analisa ini. Program komputer "EZFRISK"
atau “EQRISK” digunakan dalam analisa yang sesungguhnya. Nilai percepatan puncak batuan
dasar di setiap bagian di Indonesia juga dihitung. Gambar 3.1.3 memperlihatkan hasil prosedur
yang disebutkan diatas.
Gambar 3.1.3 Nilai Percepatan Puncak Batuan Dasar di Setiap Bagian di Indonesia (Dari
SNI 03-1726-2002, Kode untuk beban seismik di Indonesia)
Setiap nilai yang ditunjukkan oleh Gambar 3.1.3 adalah nilai percepatan puncak batuan dasar di
setiap zona berwarna yang memiliki Periode Ulang Gempa selama 500 tahun. Sebagai contoh,
Kabupaten Jember masuk pada zona 4 maka nilai percepatan puncak batuan dasarnya adalah 0.2g
(nilai 0.2g berarti 0.2 kali percepatan gravitasi)
Periode Ulang Gempa selama 500 tahun berarti kemungkinan terjadinya gempa kembali adalah
10% untuk 50 tahun. Sebagai contoh, jika bangunan yang telah berdiri selama 50 tahun didesain
3-6
Laporan Akhir
menggunakan desain beban seismik 500 tahun terjadinya kembali gempa maka kemungkinan
runtuhnya bangunan tersebut akibat gempa besar tak terduga adalah 10%. 90% peristiwa gempa
masuk dalam setting ini. Setting ini hampir sempurna dalam arti yang sesungguhnya karena 100%
keamanan tidak dapat diperoleh dalam teori probabilitas.
Nilai yang dijelaskan di atas merupakan nilai percepatan puncak batuan dasar yang didefinisikan
sebagai lapisan batuan dasar yang terdiri dari material homogen. Nilai percepatan puncak pada
batuan dasar dapat diperkirakan dengan menggunakan fungsi pelemahan. Namun, nilai yang
dibutuhkan untuk pembuatan peta rawan haruslah nilai percepatan puncak pada permukaan tanah.
Gambar 3.1.4 Nilai Percepatan Puncak Batuan Dasar dan Nilai Percepatan Puncak
Permukaan Tanah
Seperti yang telah dijelaskan pada Gambar 3.1.4, getaran tanah menguat ketika sedang merambat
di lapisan permukaan. Getaran tanah yang muncul ke permukaan batuan dasar biasanya kecil.
Sedangkan getaran tanah pada permukaan lunak biasanya besar. Tingkat penguatan tergantung
pada karakteristik lapisan permukaan tanah. Lapisan permukan harus diperiksa agar dapat
dibahas pada aspek ini. Karakteristik geomorfologis lapisan permukaan sekitar Kabupaten
Jember ditunjukkan oleh Gambar 3.1.5.
3-7
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Gambar 3.1.5 Karakteristik Geomorfologi Lapisan Permukaan Sekitar Kabupaten
Jember
Persebaran karakteristik lapisan permukaan di setiap segmen daerah kajian ditunjukkan pada
Gambar 3.1.6.
3-8
Laporan Akhir
Gambar 3.1.6 Pembagian Kelas Tanah (Diklasifikasi Menurut Kepadatan Lapisan
Permukaan)
Pembagian kelas tanah yang ditunjukkan pada Gambar 3.1.6 diklasifikasi menurut kepadatan
lapisan permukaan. Klasifikasi ini didasarkan pada beberapa spekulasi terhadap karakteristik
geomorfologis yang ditunjukkan oleh peta geologis dan survei lapangan yang dilakukan oleh para
pakar yang bertanggung jawab atas karakteristik geologis. Namun, material yang lebih akurat
yang diberikan oleh log lubang bor dan log PS harus menjadi acuan jika tersedia. Selain itu, upaya
pengembangan secara terus-menerus harus dilakukan guna meningkatkan akurasi pemetaan
daerah rawan.
Seperti yang dijelaskan, intensitas pergerakan tanah permukaan pada gempa bumi dikira-kira
dengan mengacu pada zona yang diklasifikasikan dalam SNI 03-1726-2002 dan kelas tanah.
Pergerakan tanah permukaan diekspresikan oleh PGA (Percepatan Tanah Puncak) dan spektrum
respon, ditunjukkan oleh Gambar 3.1.7. Nilai sumbu vertikal pada spektrum respon berarti respon
percepatan model SDOF (Single Degree of Freedom/Tingkat Kebebasan Tunggal) yang
mempunyai periode alami yang ditunjukkan oleh sumbu horizontal. Sehingga, nilai pada sisi kiri
3-9
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
ekstrim sesuai dengan PGA. Nilai PGA harus ditunjukkan pada peta rawan bencana karena
nilai-nilai tersebut menunjukkan getaran permukaan tanah.
Gambar 3.1.7
2)
Spektrum Respon yang Ditetapkan dalam 03-1726-2002
Peta Rawan Bencana Gempa Bumi di Kabupaten Jember
Perkiraan persebaran nilai intensitas percepatan permukaan tanah ditunjukkan pada Gambar 3.1.8.
Intensitas percepatan permukaan tanah digambarkan dengan menggunakan judul PGA dan MMI.
PGA adalah nilai yang akan diperoleh sebagai nilai maksimum ketika gempa level tanah dihitung
dengan accelerograph. Skala intensitas Mercalli yang dimodifikasi (MMI) membagi intensitas
gempa bumi kedalam 12 tahap evaluasi, dan tiap tahap didefinisikan dengan menggambarkan
peristiwa melalui observasi dan merasakan (contoh; “sulit untuk berdiri). Oleh karena itu,
ekspresi MMI merupakan nomor yang berbeda tapi satu digit dibawah poin desimal ditulis dalam
laporan guna membedakan selisih yang detail. Perkiraan MMI untuk Kabupaten Jember adalah
sekitar 7 dari 8 diantara 8 atau lebih pada display MMI. Level intensitas ini sama dengan “5 atau
lebih” di Skala Intensitas Seismik Dinas Meteorologi Jepang (disebut JMI). JMI juga membagi
gempa bumi kedalam 10 tahap evaluasi, dan setiap tahap didefinisikan dengan menggambarkan
peristiwa melalui observasi dan perasaan. Beberapa bentuk kerusakan kecil ditemukan ketika
gempa bumi dengan “5 atau lebih” JMI terjadi di Jepang tapi kerusakan sangat serius yang
mungkin dipicu oleh gempa bumi dengan level yang sama bisa terjadi di Indonesia karena
kapasitas ketahanan bangunan terhadap gempa bumi di Indonesia kurang dibandingkan dengan di
Jepang.
3-10
Laporan Akhir
Gambar 3.1.8
3.1.3
1)
Perkiraan Persebaran Nilai Getaran Permukaan Tanah
Peta Resiko Bencana Gempa Bumi di Kabupaten Jember
Dasar Pembuatan Peta Rawan Bencana Gempa Bumi
Resiko gempa bumi merupakan konsep yang abstrak. Sehingga definisi atau pemahaman fisik
harus diberikan. Resiko bencana gempa bumi adalah kemungkinan yang dapat dianalisa sebagai
hasil sinergis antara kerawanan bencana gempa bumi dan keterancaman terhadap fasilitas. Setiap
aspek magnitudo bencana gempa bumi, termasuk kematian dan kerugian ekonomi, dapat
dievaluasi berdasarkan kerusakan bangunan. Pada kondisi gempa yang sesungguhnya, warga
tidak meninggal karena getaran tanah namun disebabkan oleh gedung yang runtuh. Seperti yang
ditunjukkan oleh Gambar 3.1.9, penyebab utama kematian pada peristiwa Gempa Bumi Dahsyat
Hanshin tahun 1995 adalah gedung-gedung yang runtuh. Sehingga dapat dikatakan bahwa
sangatlah penting untuk mengetahui jumlah bangunan yang akan roboh bila kita membahas
masalah resiko bencana gempa bumi.
3-11
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
masalah organ
mati beku
Kerusakan kepala
kaget
dan perut
lainnya
memar
Mati lemas terhimpit
mati kebakaran
mati karena hancur
Gambar 3.1.9 Rasio Penyebab Kematian Pada Peristiwa Gempa Bumi Dahsyat Hanshin
Tahun 1995
Oleh karena itu, resiko bencana gempa bumi didefinisikan sebagai rasio kerusakan P dibawah
kondisi perkiraan pergerakan tanah dan karakteristik bangunan. Rasio kerusakan P didefinisikan
melalui Rumus 3.2.
P=
ND
NT
(Rumus. 3.2)
dimana,
ND : Jumlah bangunan rusak
NT : Jumlah Total bangunan yang ada
Dalam konteks ini, bangunan rusak berarti bangunan yang menderita kerusakan sama atau lebih
dari “rusak berat” seperti yang didefinisikan oleh Architectural Institute of Japan (AIJ).
Tingkatan kerusakan “rusak berat” didefiniskan dari sudut pandang teknik bangunan. Umumnya,
kematian atau korban luka terjadi di bangunan yang menderita kerusakan sama atau lebih dari
“rusak berat”. Sehingga, nilai ini dipilih sebagai target dalam evaluasi ini. Nilai ini juga sama
dengan “Nilai 4 yaitu Kerusakan Sangat Parah” yang didefinisikan oleh European Macroseismic
Scale/Skala Makroseismik Eropa (EMS).
Rasio kerusakan P dinilai dengan menggunakan fungsi kerapuhan. Garis besar analisa fungsi
kerapuhan yang digunakan dalam kajian ini ditunjukkan pada Gambar 3.1.10
Setting model analisis untuk beberapa
bangunan yang mewakili
Setting spektrum respon sebagai input
pergerakan gempa bumi
Sepuluh kasus dianalisa melalui eksperimen sambil
merubah ukuran input pergerakan gempa bumi
Hubungan antara rasio kerusakan dan Input pergerakan
gempa bumi diekstraksi (hubungan P-MMI)
Gambar 3.1.10
Garis Besar Analisis Fungsi Kerapuhan
3-12
Laporan Akhir
Fungsi kerapuhan sangat bergantung pada karakteristik struktur bangunan. Sehingga bangunan
pada daerah kajian ini dibagi kedalam beberapa tipe bangunan dan bangunan tipikal setiap tipe
bangunan dibuat model. Garis besar model bangunan ditampilkan pada Gambar 3.1.11.
Gambar 3.1.11
Garis Besar Model Bangunan
Kemudian, analisis dinamis yang disederhanakan dilaksanakan dengan menggunakan tahap
peningkatan pergerakan input gempa bumi tahap demi tahap. Setelah itu, hubungan antara MMI
dan rasio kerusakan P diperoleh sebagai fungsi kerapuhan. Prosedur untuk menghasilkan
hubungan antara MMI dan rasio kerusakan P merupakan hal yang umum dilakukan oleh Komite
Pemerintah Jepang Proyek US “HAZUS” (lihat lampiran).
Hasil kemungkinan yang tinggi tidak dapat diperoleh jika sensitivitas fungsi kerapuhan tidak
sesuai dengan ketahanan sesungguhnya bangunan terhadap gempa di daerah kajian. Pada kajian
ini, beberapa tahap kalibrasi dilaksanakan dengan menggunakan pertimbangan melalui laporan
penelitian peristiwa bencana gempa bumi yang telah terjadi dekat dengan daerah kajian. Contoh
peristiwa di Kota Yogyakarta (yaitu Gempa Bumi Yogya dengan MW 6.5 pada 27 Mei 2006)
merupakan material yang efektif untuk digunakan karena tim peninjau Jepang melaporkan
intensitas pergerakan permukaan tanah yang diinvestigasi melalui interview dengan warga dan
observasi kondisi kerusakan bangunan di daerah bencana (Shiro Takada dkk “Pergerakan Tanah
yang Kuat dan Kerusakan Fasilitas Vital selama Gempa Bumi Jogjakarta”).
Hubungan yang diperoleh antara MMI dan rasio kerusakan P ditunjukkan pada Gambar 3.1.12.
Fungsi kerapuhan dihasilkan untuk membagi setiap tipe bangunan.
3-13
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Tembok
RC buruk
Batasan Tembok
Kayu
Gambar 3.1.12
Fungsi Kerapuhan (Hubungan antara MMI dan Rasio Kerusakan P)
Disamping itu, contoh kerusakan yang diamati di Pulau Sumatra juga perlu dijadikan acuan. Oleh
karena itu, beberapa laporan tentang Gempa Bumi Andaman tahun 2004 dan Gempa Bumi Solok
tahun 2007 dijadikan acuan dan dipastikan bahwa pengamatan tersebut tidak bertentangan
dengan fungsi kerapuhan.
Dalam laporan ini, peta rawan bencana menunjukkan perkiraan intensitas pergerakan tanah
permukaan tiap titik melalui MMI. Sehingga nilai resio kerusakan P dapat diperoleh dengan
menggunakan fungsi kerapuhan dan acuan nilai MMI. Jika tersedia database yang menunjukkan
jumlah tiap tipe bangunan , perkiraan jumlah bangunan rusak dapat dihitung dengan mengalikan
jumlah bangunan yang ada dengan rasio kerusakan P.
Jika perkiraan diatas dilaksanakan berdasarkan dasar-dasar yang cukup, maka
・ Dapat diketahui seberapa besar proyek penguatan bangunan yang dibutuhkan untuk tindakan
mitigasi bencana
・ Perkiraan jumlah kematian dan korban terluka akibat gempa bumi dapat dihitung serta
・ Skala kesiapsiagaan yang dibutuhkan bagi pertolongan darurat dapat dikira-kira
Namun, dalam kajian ini database yang ada harus dilengkapi berdasarkan hasil survei dan
pertimbangan kasar karena database yang ada selama ini tidak menyediakan informasi terperinci.
Dinas terkait di Kabupaten Jember bertanggung jawab melaksanakan sensus bangunan dengan
melihat struktur bangunan serta memperbaiki database yang ada di waktu mendatang.
3-14
Laporan Akhir
2)
Peta Resiko Bencana Gempa Bumi di Kabupaten Jember
Intensitas pergerakan tanah permukaan berbeda menurut lokasi. Tingkat kerapuhan bangunan
juga berbeda menurut tipe bangunan. Sebagai contoh, bangunan yang diperkuat beton, yang
didesain dan dibangun dengan menggunakan desain modern, tahan dengan rasio kerusakan 10%
atau kurang meskipun intensitas pergerakan tanah permukaan sama dengan MMI 8 atau lebih
namun bangunan dinding bata tak bertulang (unreinforced masonry) mungkin menderita dengan
rasio kerusakan 90%. Ada beberapa kesulitan untuk merangkum peta resiko bencana menjadi
hanya satu potong gambar karena situasi tersebut diatas.
Gambar 3.1.13 menunjukkan perkiraan jumlah bangunan rusak yang berlokasi di setiap garis
skala 1km × 1km. Kecenderungan persebaran bangunan rusak tergantung pada kerapuhan
bangunan yang ada. Dengan kata lain, ada resiko yang sangat tinggi di tempat yang banyak
terdapat gedung rapuhnya.
Gambar 3.1.13
Kerusakan Bangunan Per Garis Skala
Gambar 3.1.14 menunjukkan nilai perkiraan jumlah bangunan rusak yang dibagi dengan jumlah
total bangunan yang ada yang berlokasi di setiap garis skala 1km × 1km. Hal tersebut berarti
3-15
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
rata-rata rasio kerusakan untuk tiap garis skala menunjukkan kecenderungan yang lebih jelas dari
Gambar 3.1.13.
Gambar 3.1.14
Rasio Kerusakan Bangunan Per Garis Skala
Keakuratan database bangunan dirasakan sangat penting untuk kajian seperti ini karena hasil
kajian yang telah dijelaskan di atas berarti bahwa tipe kerapuhan setiap tipe bangunan merupakan
faktor dominan persebaran kerusakan. Rasio setiap tipe bangunan ditunjukkan pada Gambar
3.1.15. Gambar-gambar tersebut ditunjukkan agar dapat memperoleh gambaran data bangunan.
Kondisi saat ini pada daerah yang disurvei tidak rata. Beberapa dari mereka berhubungan dengan
kecamatan dan yang lain berhubungan dengan nagari/desa. Khususnya, sebagian besar unit survei
di bagian utara sangat luas dimana kawasan terbangun terkonsentrasi. Ketidakkonsekwenan data
statistik seperti ini bisa memberi efek buruk bagi analisis. Ini merupakan alasan mengapa upaya
pengumpulan data harus dilakukan terus-menerus dan dikembangkan.
3-16
Laporan Akhir
Gambar 3.1.15 Jumlah Bangunan di Setiap Unit Survei dan Rasio Setiap Tipe Bangunan
3-17
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Ada beberapa poin umum struktur bangunan dan persebaran tipe bangunan di Indonesia. Aspek
metode pembangunan gedung dan variasinya adalah sebagai berikut.
(1)
Bangunan Kayu dan Bambu
Ini merupakan metode pembangunan tipe lama. Ada beberapa bangunan tua berusia 100 tahun
dari tipe ini bisa ditemui di daerah kajian ini. Ada 2 tipe struktur bangunan, yaitu bangunan yang
berlapis kayu atau struktur kerangka bambu dan yang lain adalah dinding dan tiang terbuat dari
anyaman kayu atau bambu yang dicat dengan adukan semen dan kapur. Ada beberapa tipe detail
struktur bangunan menurut daerahnya. Ketahanan terhadap gempa bangunan-bangunan ini secara
umum lebih baik dibandingkan bangunan dinding bata (masonry) dan dinding pasangan
terkekang (confined masonry) namun masih banyak ditemukan contoh bangunan dengan desain
dan kondisi buruk.
Gambar 3.1.16
(2)
Bangunan Kayu dan Bambu
Bangunan Dinding Bata (brick masonry)
Ketebalan dinding sebagian besar bangunan dinding bata di daerah ini adalah setebal satu bata.
Hal-hal penting dalam pembangunan bangunan dinding bata harus benar-benar diperhatikan dan
dipatuhi. Masalah yang ditemui pada banyak kasus adalah kualitas bata dan adukan semen.
Gambar 3.1.17
Bangunan Dinding Bata (brick masonry)
3-18
Laporan Akhir
(3)
Bangunan Dinding Batu (cobble masonry)
Bangunan dinding batu banyak ditemui di daerah yang jauh dari jalan utama. Ketahanan tipe
bangunan ini terhadap gempa bumi sangat buruk karena kurangnya rekatan antar batu dan
rendahnya kualitas adukan semen.
Gambar 3.1.18
(4)
Bangunan Dinding Batu (cobble masonry)
Bangunan Dinding Pasangan Terkekang (confined masonry)
Jenis bangunan ini semakin banyak ditemui akhir-akhir ini. Dinding pasangan terkekang
(confined masonry) tersebut tahan terhadap beban. Tiang beton, balok dan ambang pintu/jendela
memberikan efek kekangan terhadap dinding. Inilah perbedaan antara bangunan pasangan
terkekang (confined masonry) dan kerangka beton (RC frame). Ketahanan terhadap gempa tipe
bangunan ini lebih baik dibandingkan bangunan dengan dinding bata tak bertulang (unreinforced
masonry) tapi masih tergolong lemah dibandingkan yang berkerangka beton dengan desain
modern.
Gambar 3.1.19
Bangunan Dinding Pasangan Terkekang (confined masonry)
3-19
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
(5)
Bangunan yang Diperkuat Kerangka Beton
Bangunan yang diperkuat kerangka beton tahan terhadap beban karena terdiri dari tiang dan balok
meskipun penampilannya serupa dengan bangunan dinding pasangan terkekang (confined
masonry). Dinding sebagian besar bangunan yang diperkuat kerangka beton yang ditemui di
daerah kajian ini terbuat dari bata. Dinding tersebut bukanlah dinding penahan, melainkan
Dinding pemisah, karena dinding bata bisa kehilangan kepadatannya jika kerangkanya berubah
karena gaya inersi/kelembaman akibat gempa bumi. Tentu saja, Dinding bisa tahan terhadap gaya
inersi/kelembaman akibat gempa bumi jika terbuat dari Reinforced Concrete Shear Wall (Dinding
beton berkerangka baja) namun effective shear wall (Dinding berkerangka baja) sulit ditemukan
di daerah kajian ini.
Gambar 3.1.20
(6)
Bangunan yang Diperkuat Kerangka Beton
Kombinasi Berbagai Metode Konstruksi
Ada banyak bangunan dengan kombinasi berbagai metode konstruksi di daerah kajian ini.
Berbagai jenis metode konstruksi digunakan ketika bangunan tersebut diperluas setelah beberapa
waktu. Ketika gempa bumi terjadi, kerusakan serius mulai terjadi dari batas bagian rumah yang
dibangun dengan metode konstruksi lain, seperti yang telah terlihat pada contoh kerusakan akibat
Gempa Bumi Solok tahun 2007.
Gambar 3.1.21
Kombinasi Berbagai Metode Konstruksi
3-20
Laporan Akhir
Aspek-aspek berikut dapat dilihat di daerah kajian sehubungan dengan persebaran bangunan
(1)
Kepadatan Bangunan
Sebagaian besar bangunan terkonsentrasi di daerah yang sangat terbatas sedangkan daerah lain
berpopulasi kurang. Umumnya, kecenderungan ini menguntungkan ketika gempa bumi terjadi
karena halangan antara gedung yang bersebelahan saat gempa tidak mudah terjadi. Lahan kosong
dapat ditemukan dengan mudah yang bisa digunakan sebagai pusat bantuan darurat setelah
gempa bumi.
(2)
Tipe Bangunan
Tipe bangunan modern seperti bangunan berkerangka beton dan bangunan dinding pasangan
terkekang (confined masonry) mendominasi sebagian besar bangunan di jalan utama. Sedangkan
jumlah tipe bangunan lama seperti dinding bata, dari kayu serta kombinasi berbagai metode
konstruksi lebih banyak ditemui di daerah yang jauh dari jalan utama, terutama bangunan dinding
batu yang tidak memiliki ketahanan terhadap gempa bumi.
(3)
Bangunan Modern dan Bangunan Tua
Bangunan dinding pasangan terkekang (confined masonry) semakin bertambah akhir-akhir ini.
Metode konstruksi ini dianggap cukup mampu dan tahan terhadap gempa bumi bila didesain dan
dibangun dengan cara yang hati-hati. Ketahanannya setidaknya melebihi bangunan dinding batu
atau bangunan dinding bata tidak bertulang (brick unreinforced masonry). Tipe bangunan ini
mendekati bangunan kerangka beton meskipun tidak sebanding. Sebenarnya, beberapa peneliti
menawarkan hasil eksperimen dan buku instruksi guna memperoleh kapasitas bangunan yang
baik. Namun, masih banyak ditemukan contoh bangunan yang dibangun tanpa perhatian yang
cukup di daerah kajian ini.
Berikut adalah poin-poin yang sering ditemui.
・ Bata tidak direndam di air sebelum dipasang (air yang cukup dibutuhkan bagi reaksi hidrasi
semen dalam adukan)
・ Aspek dimana gedung terlihat sebagai sebuah sistem jalur beban menyeluruh masih kurang
・ Ruang terbuka pada dinding penahan terlalu lebar
・ Dimensi kolom dan balok tidak mencukupi
・ Detail balok penguat tidak cukup
・ Kepadatan beton tidak cukup
・ Kurangnya material adukan (batu apung)
・ Kapasitas penahan dan kepadatan pondasi tidak cukup
3-21
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
3.1.4
1)
Penanganan-Penanganan yang Memungkinkan untuk Menghadapi
Gempa Bumi di Kabupaten Jember
Penanganan Struktural
Penguatan struktur bangunan yang dilakukan sebelumnya merupakan satu-satunya upaya efektif
dalam memitigasi korban manusia akibat gempa bumi yang terjadi dengan tiba-tiba. Kita tidak
dapat mempersiapkan upaya sistem peringatan apapun. Segala upaya yang dilakukan setelah
gempa bumi tidaklah efektif untuk mengurangi jumlah korban jiwa. Aktivitas penyelamatan dan
bantuan harus dilakukan setelah terjadinya gempa bumi namun upaya-upaya tersebut sulit untuk
menyelamatkan jiwa manusia.
Upaya memperkuat bangunan adalah sebagai berikut.
(1)
Konsolidasi antara IMB dan Sistem Pemeriksaan Bangunan
Pada banyak kasus, bangunan milik pribadi tidak dibangun oleh orang yang benar-benar ahli,
melainkan dibangun oleh pekerja bangunan amatir dan tidak berpengalaman yang tidak lulus uji
profesionalitas.
IMB dan sistem pemeriksaan bangunan telah ada namun tidak selalu dilaksanakan. Bahkan
invetigasi kasus tentang isu struktur bangunan pun sering longgar. Selain itu, sebagian besar
bangunan biasanya dibangun tanpa adanya pemeriksaan. Jika hal ini tidak segera ditangani maka
bila gempa bumi besar terjadi akan banyak terjadi korban jiwa.
(2)
Konsolidasi Sistem Diagnosa Bangunan yang Ada
(3)
Mendesak Upaya Penguatan Bangunan yang Sudah Ada
Tidak ada konsep “Bangunan yang tidak berkualitas” karena IMB dan sistem pemeriksaan
bangunan saat ini masih belum berjalan dengan baik. Namun, bangunan lemah yang ada harus
dibangun ulang jika mereka dalam evaluasi dinilai “tidak berkualitas”. Jika tidak mungkin untuk
membangun ulang setiap bangunan, langkah terbaik selanjutnya adalah memperkuat konstruksi
bangunan yang ada. Prinsip dasar penguatan bangunan adalah menentukan titik lemah bangunan
dan kemudian meningkatkan ketahanan titik lemah tersebut. Titik-titik lemah dominan yang
ditemukan di daerah kajian ini adalah sebagai berikut.
A. Kurang kerasnya atap dan lantai
Banyak ditemukan rumah satu lantai yang tidak memiliki ambang pintu/jendela dan papan atap di
daerah kajian ini. Sehingga, bangunan tersebut tidak memiliki penopang yang cukup kuat di atap
dan kemudian ambruk akibat goncangan gempa bumi. Oleh karena itu, sebaiknya ditambahkan
ambang kayu/jendela dan papan atap pada bangunan.
3-22
Laporan Akhir
No lintel and
roof slab
Gambar 3.1.22
Bangunan Tanpa Ambang Jendela/ Pintu dan Papan Atap
B. Kurangnya Ketahanan Dinding Bata
Dinding bata lemah terhadap tekanan arah out-of-plane.
Gambar 3.1.23
Kerusakan Akibat tekanan arah Out-of-Plane
Berbagai metode penguatan diusulkan untuk mencegah kerusakan tipe ini. Sebagai contoh,
penguatan bangunan dengan menggunakan jalinan kawat baja dan adukan semen merupakan
penanganan yang efektif. Namun kolom bata atau dinding bata dengan tampang lintang kecil
tidak memiliki kapasitas penopang yang cukup sehingga harus diubah dengan penguatan dengan
beton
C. Kerusakan pada Bagian Penghubung Bangunan
Kerusakan serius bisa bermula dari bagian batas rumah yang dibangun dengan metode lain.
Gambar 3.1.24
Contoh Bagian Penghubung
3-23
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Jika metode konstruksi berbeda digunakan untuk membangun bagian bangunan yang baru maka
haruslah diselesaikan. Namun masih ditemui bagian yang tidak pas dibagian akhir penghubung
bangunan. Bagian yang tidak pas tersebut bisa menyebabkan konsentrasi besar proses pelapukan.
Peruntuhan bangunan dan pembangunan ulang disarankan jika dampak bagian yang tidak pas
tersebut serius.
(4)
Desakan untuk Pembangunan Ulang
Warga yang mempunyai rencana memperkuat bangunan yang dimiliki dengan konstruksi tahan
gempa harus mempersiapkan modal.
(5)
2)
Pendidikan tentang Bangunan Tahan Gempa Bumi
Penanganan Non-Struktural
Bukanlah hal yang tidak mungkin untuk mengurangi korban manusia dengan melaksakan
penanganan non-struktural namun juga harus mempersiapkan pertolongan darurat, bantuan
pangan. Berikut adalah persiapan-persiapan tersebut.
(1)
Menjaga tempat perlindungan sementara
(2)
Persiapan stok bahan untuk kondisi darurat
(3)
Perjanjian pemberian bantuan dengan dinas/lembaga pemerintah daerah sekitar
(4)
Melakukan kerjasama dengan dinas/lembaga pemerintahan terkait pencegahan
bencana
(5)
Pembentukan sistem evaluasi resiko pos gempa bumi sementara
(6)
Pemberian pendidikan dan pelatihan bagi organisasi dan warga di daerah tersebut
3-24
Laporan Akhir
3.2
Karakteristik Bencana Gempa
Kabupaten Padang Pariaman
Bumi
dan
Penanganannya
di
3.2.1
Karakteristik Bencana Gempa
Kabupaten Padang Pariaman
Bumi
dan
Penanganannya
di
1)
Bencana Gempa Bumi yang Pernah Terjadi
Pengalaman bencana sebelumnya memberi kita pelajaran berharga untuk melakukan tindakan
mitigasi karena gempa bumi besar terjadi secara berkala. Gempa bumi merupakan fenomena yang
terjadi karena adanya pergerakan lempeng lithospheric. Kejadian gempa bumi besar memiliki
kecenderungan waktu tertentu sedangkan kecepatan pergerakan lempeng lithospheric hampir
konstan. Terjadinya kembali gempa bumi besar yang menyebabkan dampak hebat termasuk
sangat lama dibandingkan dengan usia manusia (yaitu 200～1000 tahun). Sehingga, meskipun
seseorang tinggal di suatu daerah dalam waktu yang lama belum tentu akan mengalami peristiwa
gempa bumi dahsyat. Dokumen tentang kejadian lalu dan hasil penelitian survei arkeologis
tentang gempa bumi masih sedikit di Indonesia. Namun, fakta tersebut tidak menunjukkan bahwa
gempa bumi besar tidak terjadi di Indonesia. Lingkungan tektonis lempeng dan kejadian gempa
bumi lalu harus dibahas secara meluas berkenaan dengan frekuensi dan magnitudo kerawanan
seismik. Sebenarnya, kerawanan gempa bumi di Indonesia lebih besar dibandingkan di Jepang
bila kita hanya menghitung gempa bumi yang menyebabkan kematian 100 jiwa atau lebih
menggunakan “Database Utsu” atau “Database USGS”. Tentu saja, jumlah total korban manusia
akibat gempa bumi juga akan dibahas disini. Kerusakan akibat getaran tidak dibahas secara
terpisah dari kerusakan akibat gelombang laut seismik.
3-25
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Tabel 3.2.1
Gempa Bumi yang Merenggut 100 Jiwa atau Lebih di Indonesia (1/2)
（Web:http://iisee.kenken.go.jp/utsu/utsuweq_bak.html）
Tabel 3.2.2
Gempa Bumi yang Merenggut 100 Jiwa atau Lebih di Indonesia (2/2)
(Web:http://infotrek.er.usgs.gov/)
3-26
Laporan Akhir
Frekuensi dan magnitudo gempa bumi harus dibahas dengan melihat struktur lingkungan
lempeng dan gempa bumi besar yang pernah terjadi. Indonesia memiliki perbatasan lempeng di
bagian selatan Sumatra dan Pulau Jawa. Lempeng oseanik bertumbukan dengan dasar pulau.
Zona tumbukan terletak di parit Sunda. Gempa bumi dahsyat disebabkan oleh patahan yang
berbalik di zona patahan.
Sunda Trench
Gambar 3.2.1
Parit Sunda
Gempa bumi dahsyat yang baru terjadi di zona ini adalah Gempa Bumi Andaman pada 26
Desember 2004 dengan M w9.1 dan Gempa Bumi Bengkulu pada 12 September 2007 dengan
Mw8.4. Kerusakan bangunan akibat getaran gempa ini dianggap kecil karena sebagian besar
kerusakan diakibatkan oleh gelombang laut seismik. Tentu saja, pergerakan tanah permukaan di
daerah bencana ini lebih kecil dibandingkan dengan perkiraan nilai magnitudo pusat gempa. Ada
2 faktor yang menyebabkan yaitu kecepatan rekahan pada patahan ini relatif lambat dan jarak
pusat gempa dari daerah berpopulasi banyak jauh. Namun, kerusakan hebat biasanya tidak
disebabkan oleh pergerakan gempa bumi yang besar karena memang ketahanan bangunan
perumahan terhadap gempa di daerah ini lemah.
Pusat gempa bumi dominan yang lain adalah patahan hebat Sumatra yang berlokasi di sepanjang
Pulau Sumatra. Mekanisme patahan ini adalah pergeseran horizontal ke kanan (dextral strike-slip
fault). Magnitudo gempa bumi yang dipicu di patahan ini lebih kecil dibandingkan di zona
tumbukan tapi pergerakan tanah permukaan dan kerusakan bisa sangat serius jika daerah
berpenduduk padat terletak di dekat patahan.
3-27
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Gambar 3.2.2
Patahan Hebat Sumatra
Gempa bumi hebat yang baru terjadi yang dipicu di daerah ini adalah Gempa Bumi Solok pada 6
maret 2007 dengan magnitudo Mw 6.3. Dua gempa bumi berbeda terjadi selama 2 jam di bagian
tenggara dan barat laut Danau Singkalak.
Gambar 3.2.3
Patahan Gempa Bumi Solok pada 6 Maret 2007
Sumber: (DANNY HILMAN NATAWIDJAJA, ADRIN TOHARI, EKO SUBOWO, AND MUDRIK R. DARYONO : A Review
On The Sumatran Fault Zone And The 6 Maret 2007 Events (M 6.4 & 6.3) di Danau Singkarak Lake, Sumatra Tengah,
APRU/AEARU Research Symposium on Earthquake Hazards around the Pacific Rim 21-22 Juni, Nikko Hotel, Jakarta,
Indonesia) Geoteknologi LIPI
3-28
Laporan Akhir
Ada contoh lain di dekat daerah gempa di Kota Yogyakarta (yaitu, 27 Mei 2006 Gempa Bumi
Yogya MW 6.5). Hubungan antara kerusakan dengan intensitas pergerakan tanah permukaan di
Kabupaten Bantul ditetapkan sebagai tolak ukur fungsi keterancaman dalam laporan ini.
Kondisi seismik yang telah disebutkan di atas juga serupa dengan keadaan di Jepang sehingga
pengalaman Jepang berkenaan dengan kerawanan gempa harus dipelajari.
2)
Faktor-Faktor Kerusakan Akibat Gempa Bumi
Kerusakan akibat gempa bumi dibagi kedalam 3 aspek, yaitu:
1.
Kerusakan bangunan akibat getaran tanah
2.
Kerusakan akibat kondisi tanah seperti lereng longsor atau retakan
3.
Kerusakan akibat gelombang laut seismik
Aspek 1 dan 2 di atas cenderung dilupakan setelah terjadinya gempa bumi karena kerusakan
akibat gelombang laut seismik memberikan kesan berlebih terhadap korban. Aspek 1 dan 2
tersebut benar-benar berbeda dengan gelombang laut karena kita mempunyai waktu ekstra untuk
mengurangi dampak kerusakan akibat seismik gelombang laut. Namun kerusakan bangunan
akibat getaran tanah terjadi secara langsung. Segala peringatan tidaklah efektif, hanya penguatan
struktur bangunan yang dilakukan sebelumnya merupakan cara efektif mengurangi dampak
bencana. Segala upaya yang dilakukan setelah terjadinya gempa tidak dapat mengurangi jumlah
kematian.
3.2.2
1)
Peta Rawan Bencana Gempa Bumi di Kabupaten Padang Pariaman
Dasar Pembuatan Peta Rawan Bencana Gempa Bumi
Kata “Rawan” diartikan sebagai penyebab terjadinya bencana. Sehingga, persebaran intesitas
percepatan permukaan tanah harus ditunjukkan di “Peta Rawan”. Tidak ada aspek lain yang
penting untuk Peta Rawan Bencana Gempa Bumi bila definisi di atas dianggap beralasan.
Intensitas percepatan permukaan tanah dijelaskan di setiap bagian hubungan di daerah kajian
dengan menggunakan judul “Peak Ground Acceleration/Percepatan Tanah Puncak” (atau disini
disebut PGA) atau “Modified Mercalli Intensity scale/Skala Intensitas Mercalli yang
Dimofikiasi”(atau disini disebut MMI).
Dasar selanjutnya yang harus dibahas pada bab ini, adalah bagaimana mendefinisikan nilai target
intensitas percepatan permukaan tanah. Umumnya, ada kecenderungan tetap hubungan antara
magnitudo gempa bumi dengan frekuensi kejadian. Hal tersebut berarti gempa bumi kecil bisa
sering terjadi, tapi gempa bumi besar jarang terjadi.
Gambar 3.2.4 menunjukkan hubungan antara magnitudo gempa bumi dengan frekuensi kejadian
sehubungan dengan gempa bumi yang terjadi dari tahun 1629 sampai 2004 di Indonesia.
3-29
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
10
9
8
Magnitude
7
6
5
4
3
2
0.00
0.01
0.10
1.00
10.00
100.00
1,000.00
Empirical return period
Gambar 3.2.4
Hubungan antara Magnitudo dan Periode Ulang Gempa
Sumbu Y berarti magnitudo gempa bumi, dan sumbu X berarti Periode Ulang Gempa empiris
TE。
TE =
TS
m
(Rumus. 3.3)
Dimana:
TE ： Periode Ulang Gempa empiris
TS ： Waktu Sampling
m ： Urutan ketika sample disusun berdasarkan magnitudo secara urut
Sebagai contoh, gempa bumi terbesar yang dipicu di daerah ini adalah gempa bumi tahun 2004
dengan magnitudo 9, urutan m adalah yang pertama, Waktu Sampling TS adalah 2004 dikurangi
1629 sama dengan 375, Periode Ulang Gempa empiris TE seharusnya 375 tahun. Pada urutan
kedua adalah gempa bumi tahun 1833 dengan magnitudo 8.7, urutan m adalah kedua, Waktu
Sampling TS adalah 375 tahun dibagi 2 sama dengan 187, Periode Ulang Gempa empiris TE
adalah 187 tahun. Jika hubungan antara magnitudo dan Periode Ulang Gempa empiris TE tiap
gempa bumi yang tercatat digambar dengan cara yang sama maka pola yang tergambar cenderung
hampir pada garis lurus pada kertas grafik logaritma 1,5, dengan batasan kisaran lebih dari
magnitudo 5. Penemuan ini disebut Gutenberg Richiter atau formula G-R. Sudut b pada garis
perkiraan mewakili selisih frekuensi terjadinya gempa bumi besar dan gempa bumi kecil. Jika
lingkungan sekitar Indonesia dibagi kedalam beberapa domain, yang memiliki kondisi seismik
3-30
Laporan Akhir
tetap, maka sudut b di atas harus berbeda untuk setiap domain. Jika kejadian gempa bumi
tersendiri menurut tempat dan waktu maka model Poisson bisa digunakan untuk analisis.
Nilai percepatan puncak batuan dasar pada titik tertentu dapat dihitung dengan menggunakan
rumus pelemahan. Rumus pelemahan adalah semacam rumus regresi dimana nilai percepatan
puncak batuan dasar dikira-kira dari magnitudo pusat gempa bumi dan jarak dari pusat gempa
bumi ke titik tertentu.
Pada prosedur penghitungan ini, setiap domain yang telah disebutkan sebelumnya dibagi menjadi
bagian kecil dengan menggunakan sistem koordinat kutub. Selain itu, metode implisit dibutuhkan
dalam prosedur ini karena magnitudo pusat gempa , yang membawa nilai percepatan puncak pada
titik tertentu, harus diperoleh melalui tahap perhitungan. Oleh karena itu, penghitungan jumlah
yang besar dibutuhkan untuk dapat melaksanakan analisa ini. Program komputer "EZFRISK"
atau “EQRISK” digunakan dalam analisa yang sesungguhnya. Nilai percepatan puncak batuan
dasar di setiap bagian di Indonesia juga dihitung. Gambar 3.2.5 memperlihatkan hasil prosedur
yang disebutkan diatas.
Gambar 3.2.5 Nilai Percepatan Puncak Batuan Dasar di Setiap Bagian di Indonesia (Dari
SNI 03-1726-2002, Kode untuk beban seismik di Indonesia)
Setiap nilai yang ditunjukkan oleh Gambar 3.2.5 adalah nilai percepatan puncak batuan dasar di
setiap zona berwarna yang memiliki Periode Ulang Gempa selama 500 tahun. Sebagai contoh,
Kabupaten Padang Pariaman masuk pada zona 5 maka nilai percepatan puncak batuan dasarnya
adalah 0.25g (nilai 0.25g berarti 0.25 kali percepatan gravitasi). Detail zona di sekitar daerah
kajian ditunjukkan pada Gambar 3.2.6.
3-31
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Gambar 3.2.6
Percepatan Tanah PGA
Periode Ulang Gempa selama 500 tahun berarti kemungkinan terjadinya gempa kembali adalah
10% untuk 50 tahun. Sebagai contoh, jika bangunan yang telah berdiri selama 50 tahun didesain
menggunakan desain beban seismik 500 tahun terjadinya kembali gempa maka kemungkinan
runtuhnya bangunan tersebut akibat gempa besar tak terduga adalah 10%. 90% peristiwa gempa
masuk dalam setting ini. Setting ini hampir sempurna dalam arti yang sesungguhnya karena 100%
keamanan tidak dapat diperoleh dalam teori probabilitas.
Nilai yang dijelaskan di atas merupakan nilai percepatan puncak batuan dasar yang didefinisikan
sebagai lapisan batuan dasar yang terdiri dari material homogen. Nilai percepatan puncak pada
batuan dasar dapat diperkirakan dengan menggunakan fungsi pelemahan. Namun, nilai yang
dibutuhkan untuk pembuatan peta rawan haruslah nilai percepatan puncak pada permukaan tanah.
Gambar 3.2.7 Nilai Percepatan Puncak Batuan Dasar dan Nilai Percepatan Puncak
Permukaan Tanah
3-32
Laporan Akhir
Seperti yang telah dijelaskan pada Gambar 3.2.74, getaran tanah menguat ketika sedang
merambat di lapisan permukaan. Getaran tanah yang muncul ke permukaan batuan dasar biasanya
kecil. Sedangkan getaran tanah pada permukaan lunak biasanya besar. Tingkat penguatan
tergantung pada karakteristik lapisan permukaan tanah. Lapisan permukan harus diperiksa agar
dapat dibahas pada aspek ini. Karakteristik geomorfologis lapisan permukaan sekitar Kabupaten
Padang Pariaman ditunjukkan oleh Gambar 3.2.8.
Gambar 3.2.8 Karakteristik Geomorfologi Lapisan Permukaan Sekitar Kabupaten
Padang Pariaman
Persebaran karakteristik lapisan permukaan di setiap segmen daerah kajian ditunjukkan pada
Gambar 3.2.9.
3-33
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Gambar 3.2.9 Pembagian Kelas Tanah (Diklasifikasi Menurut Kepadatan Lapisan
Permukaan)
Pembagian kelas tanah yang ditunjukkan pada Gambar 3.2.9 diklasifikasi menurut kepadatan
lapisan permukaan. Klasifikasi ini didasarkan pada beberapa spekulasi terhadap karakteristik
geomorfologis yang ditunjukkan oleh peta geologis dan survei lapangan yang dilakukan oleh para
pakar yang bertanggung jawab atas karakteristik geologis. Namun, material yang lebih akurat
yang diberikan oleh log lubang bor dan log PS harus menjadi acuan jika tersedia. Selain itu, upaya
pengembangan secara terus-menerus harus dilakukan guna meningkatkan akurasi pemetaan
daerah rawan.
Seperti yang dijelaskan, intensitas pergerakan tanah permukaan pada gempa bumi dikira-kira
dengan mengacu pada zona yang diklasifikasikan dalam SNI 03-1726-2002 dan kelas tanah.
Pergerakan tanah permukaan diekspresikan oleh PGA (Percepatan Tanah Puncak) dan spektrum
respon, ditunjukkan oleh Gambar 3.2.10. Nilai sumbu vertikal pada spektrum respon berarti
respon percepatan model SDOF (Single Degree of Freedom/Tingkat Kebebasan Tunggal) yang
mempunyai periode alami yang ditunjukkan oleh sumbu horizontal. Sehingga, nilai pada sisi kiri
ekstrim sesuai dengan PGA. Nilai PGA harus ditunjukkan pada peta rawan bencana karena
nilai-nilai tersebut menunjukkan getaran permukaan tanah.
3-34
Laporan Akhir
Gambar 3.2.10
2)
Spektrum Respon yang Ditetapkan dalam 03-1726-2002
Peta Rawan Bencana Gempa Bumi di Kabupaten Padang Pariaman
Perkiraan persebaran nilai intensitas percepatan permukaan tanah ditunjukkan pada Gambar
3.2.11. Intensitas percepatan permukaan tanah digambarkan dengan menggunakan judul PGA
dan MMI. PGA adalah nilai yang akan diperoleh sebagai nilai maksimum ketika gempa level
tanah dihitung dengan accelerograph. Skala intensitas Mercalli yang dimodifikasi (MMI)
membagi intensitas gempa bumi kedalam 12 tahap evaluasi, dan tiap tahap didefinisikan dengan
menggambarkan peristiwa melalui observasi dan merasakan (contoh; “sulit untuk berdiri). Oleh
karena itu, ekspresi MMI merupakan nomor yang berbeda tapi satu digit dibawah poin desimal
ditulis dalam laporan guna membedakan selisih yang detail. Perkiraan MMI untuk Kabupaten
Padang Pariaman adalah 8 diantara 8 atau lebih pada display MMI. Level intensitas ini sama
dengan “5 atau lebih” di Skala Intensitas Seismik Dinas Meteorologi Jepang (disebut JMI). JMI
juga membagi gempa bumi kedalam 10 tahap evaluasi, dan setiap tahap didefinisikan dengan
menggambarkan peristiwa melalui observasi dan perasaan. Beberapa bentuk kerusakan kecil
ditemukan ketika gempa bumi dengan “5 atau lebih” JMI terjadi di Jepang tapi kerusakan sangat
serius yang mungkin dipicu oleh gempa bumi dengan level yang sama bisa terjadi di Indonesia
karena kapasitas ketahanan bangunan terhadap gempa bumi di Indonesia kurang dibandingkan
dengan di Jepang.
3-35
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Gambar 3.2.11
3.2.3
1)
Perkiraan Persebaran Nilai Getaran Permukaan Tanah
Peta Resiko Bencana Gempa Bumi di Kabupaten Padang Pariaman
Dasar Pembuatan Peta Resiko Bencana Gempa Bumi
Resiko gempa bumi merupakan konsep yang abstrak. Sehingga definisi atau pemahaman fisik
harus diberikan. Resiko bencana gempa bumi adalah kemungkinan yang dapat dianalisa sebagai
hasil sinergis antara kerawanan bencana gempa bumi dan keterancaman terhadap fasilitas. Setiap
aspek magnitudo bencana gempa bumi, termasuk kematian dan kerugian ekonomi, dapat
dievaluasi berdasarkan kerusakan bangunan. Pada kondisi gempa yang sesungguhnya, warga
tidak meninggal karena getaran tanah namun disebabkan oleh gedung yang runtuh. Seperti yang
ditunjukkan oleh Gambar 3.2.12, penyebab utama kematian pada peristiwa Gempa Bumi Dahsyat
Hanshin tahun 1995 adalah gedung-gedung yang runtuh. Sehingga dapat dikatakan bahwa
sangatlah penting untuk mengetahui jumlah bangunan yang akan roboh bila kita membahas
masalah resiko bencana gempa bumi.
3-36
Laporan Akhir
masalah organ
mati beku
Kerusakan kepala
kaget
dan perut
lainnya
memar
Mati lemas terhimpit
mati kebakaran
mati karena hancur
Gambar 3.2.12
Rasio Penyebab Kematian Pada Peristiwa Gempa Bumi Dahsyat
Oleh karena itu, resiko bencana gempa bumi didefinisikan sebagai rasio kerusakan P dibawah
kondisi perkiraan pergerakan tanah dan karakteristik bangunan. Rasio kerusakan P didefinisikan
melalui Rumus 3.4.
P=
ND
NT
(Rumus. 3.4)
dimana,
ND : Jumlah bangunan rusak
NT : Jumlah Total bangunan yang ada
Dalam konteks ini, bangunan rusak berarti bangunan yang menderita kerusakan sama atau lebih
dari “rusak berat” seperti yang didefinisikan oleh Architectural Institute of Japan (AIJ).
Tingkatan kerusakan “rusak berat” didefiniskan dari sudut pandang teknik bangunan. Umumnya,
kematian atau korban luka terjadi di bangunan yang menderita kerusakan sama atau lebih dari
“rusak berat”. Sehingga, nilai ini dipilih sebagai target dalam evaluasi ini. Nilai ini juga sama
dengan “Nilai 4 yaitu Kerusakan Sangat Parah” yang didefinisikan oleh European Macroseismic
Scale/Skala Makroseismik Eropa (EMS).
Rasio kerusakan P dinilai dengan menggunakan fungsi kerapuhan. Garis besar analisa fungsi
kerapuhan yang digunakan dalam kajian ini ditunjukkan pada Gambar 3.2.13
Setting model analisis untuk beberapa
bangunan yang mewakili
Setting spektrum respon sebagai input
pergerakan gempa bumi
Sepuluh kasus dianalisa melalui eksperimen sambil
merubah ukuran input pergerakan gempa bumi
Hubungan antara rasio kerusakan dan Input pergerakan
gempa bumi diekstraksi (hubungan P-MMI)
Gambar 3.2.13
Garis Besar Analisis Fungsi Kerapuhan
3-37
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Fungsi kerapuhan sangat bergantung pada karakteristik struktur bangunan. Sehingga bangunan
pada daerah kajian ini dibagi kedalam beberapa tipe bangunan dan bangunan tipikal setiap tipe
bangunan dibuat model. Garis besar model bangunan ditampilkan pada Gambar 3.2.14
Gambar 3.2.14
Garis Besar Model Bangunan
Kemudian, analisis dinamis yang disederhanakan dilaksanakan dengan menggunakan tahap
peningkatan pergerakan input gempa bumi tahap demi tahap. Setelah itu, hubungan antara MMI
dan rasio kerusakan P diperoleh sebagai fungsi kerapuhan. Prosedur untuk menghasilkan
hubungan antara MMI dan rasio kerusakan P merupakan hal yang umum dilakukan oleh Komite
Pemerintah Jepang Proyek US “HAZUS” (lihat lampiran).
Hasil kemungkinan yang tinggi tidak dapat diperoleh jika sensitivitas fungsi kerapuhan tidak
sesuai dengan ketahanan sesungguhnya bangunan terhadap gempa di daerah kajian. Pada kajian
ini, beberapa tahap kalibrasi dilaksanakan dengan menggunakan pertimbangan melalui laporan
penelitian peristiwa bencana gempa bumi yang telah terjadi dekat dengan daerah kajian. Contoh
peristiwa di Kota Yogyakarta (yaitu Gempa Bumi Yogya dengan MW 6.5 pada 27 Mei 2006)
merupakan material yang efektif untuk digunakan karena tim peninjau Jepang melaporkan
intensitas pergerakan permukaan tanah yang diinvestigasi melalui interview dengan warga dan
observasi kondisi kerusakan bangunan di daerah bencana (Shiro Takada dkk “Pergerakan Tanah
yang Kuat dan Kerusakan Fasilitas Vital selama Gempa Bumi Jogjakarta”).
Hubungan yang diperoleh antara MMI dan rasio kerusakan P ditunjukkan pada Gambar 3.2.15.
Fungsi kerapuhan dihasilkan untuk membagi setiap tipe bangunan
3-38
Laporan Akhir
Tembok
RC buruk
Batasan Tembok
Kayu
Gambar 3.2.15
Fungsi Kerapuhan (Hubungan antara MMI dengan Rasio Kerusakan P)
Disamping itu, contoh kerusakan yang diamati di Pulau Sumatra juga perlu dijadikan acuan. Oleh
karena itu, beberapa laporan tentang Gempa Bumi Andaman tahun 2004 dan Gempa Bumi Solok
tahun 2007 dijadikan acuan dan dipastikan bahwa pengamatan tersebut tidak bertentangan
dengan fungsi kerapuhan.
Dalam laporan ini, peta rawan bencana menunjukkan perkiraan intensitas pergerakan tanah
permukaan tiap titik melalui MMI. Sehingga nilai resio kerusakan P dapat diperoleh dengan
menggunakan fungsi kerapuhan dan acuan nilai MMI. Jika tersedia database yang menunjukkan
jumlah tiap tipe bangunan , perkiraan jumlah bangunan rusak dapat dihitung dengan mengalikan
jumlah bangunan yang ada dengan rasio kerusakan P.
Jika perkiraan diatas dilaksanakan berdasarkan dasar-dasar yang cukup, maka
・ Dapat diketahui seberapa besar proyek penguatan bangunan yang dibutuhkan untuk tindakan
mitigasi bencana
・ Perkiraan jumlah kematian dan korban terluka akibat gempa bumi dapat dihitung serta
・ Skala kesiapsiagaan yang dibutuhkan bagi pertolongan darurat dapat dikira-kira
Namun, dalam kajian ini database yang ada harus dilengkapi berdasarkan hasil survei dan
pertimbangan kasar karena database yang ada selama ini tidak menyediakan informasi terperinci.
Dinas terkait di Kabupaten Padang Pariaman bertanggung jawab melaksanakan sensus bangunan
dengan melihat struktur bangunan serta memperbaiki database yang ada di waktu mendatang.
3-39
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
2)
Peta Resiko Bencana Gempa Bumi di Kabupaten Padang Pariaman
Intensitas pergerakan tanah permukaan berbeda menurut lokasi. Tingkat kerapuhan bangunan
juga berbeda menurut tipe bangunan. Sebagai contoh, bangunan yang diperkuat beton, yang
didesain dan dibangun dengan menggunakan desain modern, tahan dengan rasio kerusakan 10%
atau kurang meskipun intensitas pergerakan tanah permukaan sama dengan MMI 8 atau lebih
namun bangunan bangunan dinding bata tak bertulang (unreinforced masonry) mungkin
menderita dengan rasio kerusakan 90%. Ada beberapa kesulitan untuk merangkum peta resiko
bencana menjadi hanya satu potong gambar karena situasi tersebut diatas.
Gambar 3.2.16 menunjukkan perkiraan jumlah bangunan rusak yang berlokasi di setiap garis
skala 1km × 1km. Kecenderungan persebaran bangunan rusak tergantung pada kerapuhan
bangunan yang ada. Dengan kata lain, ada resiko yang sangat tinggi di tempat yang banyak
terdapat gedung rapuhnya.
Gambar 3.2.16
Kerusakan Bangunan Per Garis Skala
Gambar 3.2.17 menunjukkan nilai perkiraan jumlah bangunan rusak yang dibagi dengan jumlah
total bangunan yang ada yang berlokasi di setiap garis skala 1km × 1km. Hal tersebut berarti
rata-rata rasio kerusakan untuk tiap garis skala menunjukkan kecenderungan yang lebih jelas dari
Gambar 3.2.16.
3-40
Laporan Akhir
Gambar 3.2.17
Rasio Kerusakan Bangunan Per Garis Skala
Gambar 3.2.18 juga menunjukkan rasio kerusakan rata-rata di setiap kawasan terbangun tidak
menurut garis skala. Gambar ini dibuat karena kondisi khusus daerah kajian ini, dimana
bangunan-bangunan terkonsentrasi di daerah yang terbatas dan daerah lainnya memiliki populasi
kurang, juga menjadi pertimbangan. Namun, pertimbangan hati-hati lainnya juga diperlukan jika
dibuat untuk umum
3-41
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Gambar 3.2.18
Rasio Kerusakan Bangunan
Keakuratan database bangunan dirasakan sangat penting untuk kajian seperti ini karena hasil
kajian yang telah dijelaskan di atas berarti bahwa tipe kerapuhan setiap tipe bangunan merupakan
faktor dominan persebaran kerusakan. Rasio setiap tipe bangunan ditunjukkan pada Gambar
3.2.19. Gambar-gambar tersebut ditunjukkan agar dapat memperoleh gambaran data bangunan.
Kondisi saat ini pada daerah yang disurvei tidak rata. Beberapa dari mereka berhubungan dengan
kecamatan dan yang lain berhubungan dengan nagari/desa. Khususnya, sebagian besar unit survei
di bagian utara sangat luas dimana kawasan terbangun terkonsentrasi. Ketidakkonsekwenan data
statistik seperti ini bisa memberi efek buruk bagi analisis. Ini merupakan alasan mengapa upaya
pengumpulan data harus dilakukan terus-menerus dan dikembangkan
3-42
Laporan Akhir
Gambar 3.2.19
Jumlah Bangunan di Setiap Garis Skala
Gambar 3.2.20 Jumlah Bangunan di Setiap Unit Survei dan Rasio Setiap Tipe Bangunan
3-43
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Ada beberapa poin umum struktur bangunan dan persebaran tipe bangunan di Indonesia. Aspek
metode pembangunan gedung dan variasinya adalah sebagai berikut.
(1)
Bangunan Kayu dan Bambu
Ini merupakan metode pembangunan tipe lama. Ada beberapa bangunan tua berusia 100 tahun
dari tipe ini bisa ditemui di daerah kajian ini. Ada 2 tipe struktur bangunan, yaitu bangunan yang
berlapis kayu atau struktur kerangka bambu dan yang lain adalah dinding dan tiang terbuat dari
anyaman kayu atau bambu yang dicat dengan adukan semen dan kapur. Ada beberapa tipe detail
struktur bangunan menurut daerahnya. Ketahanan terhadap gempa bangunan-bangunan ini secara
umum lebih baik dibandingkan bangunan dinding bata (masonry) dan dinding pasangan
terkekang (confined masonry) namun masih banyak ditemukan contoh bangunan dengan desain
dan kondisi buruk.
a)
Kerangka kayu
b) kolom dan dinding dari anyaman bambu yang
dicat kapur
Gambar 3.2.21
(2)
Bangunan Kayu dan Bambu
Bangunan Dinding Bata (brick masonry)
Ketebalan dinding sebagian besar bangunan dinding bata di daerah ini adalah setebal satu bata.
Hal-hal penting dalam pembangunan bangunan dinding bata harus benar-benar diperhatikan dan
dipatuhi. Masalah yang ditemui pada banyak kasus adalah kualitas bata dan adukan semen.
Gambar 3.2.22
Bangunan Dinding Bata (brick masonry)
3-44
Laporan Akhir
(3)
Bangunan Dinding Batu (cobble masonry)
Bangunan dinding batu banyak ditemui di daerah yang jauh dari jalan utama. Ketahanan tipe
bangunan ini terhadap gempa bumi sangat buruk karena kurangnya rekatan antar batu dan
rendahnya kualitas adukan semen.
Gambar 3.2.23
(4)
Bangunan Batu
Bangunan Dinding Pasangan Terkekang (confined masonry)
Jenis bangunan ini semakin banyak ditemui akhir-akhir ini. Dinding pasangan terkekang
(confined masonry) tersebut tahan terhadap beban. Tiang beton, balok dan ambang pintu/jendela
memberikan efek kekangan terhadap dinding. Inilah perbedaan antara bangunan pasangan
terkekang (confined masonry) dan kerangka beton (RC frame). Ketahanan terhadap gempa tipe
bangunan ini lebih baik dibandingkan bangunan dengan dinding bata tak bertulang (unreinforced
masonry) tapi masih tergolong lemah dibandingkan yang berkerangka beton dengan desain
modern.
Gambar 3.2.24
Bangunan Dinding Pasangan Terkekang (confined masonry)
3-45
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
(5)
Bangunan yang Diperkuat Kerangka Beton
Bangunan yang diperkuat kerangka beton tahan terhadap beban karena terdiri dari tiang dan balok
meskipun penampilannya serupa dengan bangunan dinding pasangan terkekang (confined
masonry). Dinding sebagian besar bangunan yang diperkuat kerangka beton yang ditemui di
daerah kajian ini terbuat dari bata. Dinding tersebut bukanlah dinding penahan, melainkan
Dinding pemisah, karena dinding bata bisa kehilangan kepadatannya jika kerangkanya berubah
karena gaya inersi/kelembaman akibat gempa bumi. Tentu saja, Dinding bisa tahan terhadap gaya
inersi/kelembaman akibat gempa bumi jika terbuat dari Reinforced Concrete Shear Wall (Dinding
beton berkerangka baja) namun effective shear wall (Dinding berkerangka baja) sulit ditemukan
di daerah kajian ini.
Gambar 3.2.25
(4)
Bangunan yang Diperkuat Kerangka Beton
Kombinasi Berbagai Metode Konstruksi
Ada banyak bangunan dengan kombinasi berbagai metode konstruksi di daerah kajian ini.
Berbagai jenis metode konstruksi digunakan ketika bangunan tersebut diperluas setelah beberapa
waktu. Ketika gempa bumi terjadi, kerusakan serius mulai terjadi dari batas bagian rumah yang
dibangun dengan metode konstruksi lain, seperti yang telah terlihat pada contoh kerusakan akibat
Gempa Bumi Solok tahun 2007.
Gambar 3.2.26
Kombinasi Berbagai Metode Konstruksi
3-46
Laporan Akhir
Aspek-aspek berikut dapat dilihat di daerah kajian sehubungan dengan persebaran bangunan
(1)
Kepadatan Bangunan
Sebagaian besar bangunan terkonsentrasi di daerah yang sangat terbatas sedangkan daerah lain
berpopulasi kurang. Umumnya, kecenderungan ini menguntungkan ketika gempa bumi terjadi
karena halangan antara gedung yang bersebelahan saat gempa tidak mudah terjadi. Lahan kosong
dapat ditemukan dengan mudah yang bisa digunakan sebagai pusat bantuan darurat setelah
gempa bumi.
(2)
Tipe Bangunan
Tipe bangunan modern seperti bangunan berkerangka beton dan bangunan dinding pasangan
terkekang (confined masonry) mendominasi sebagian besar bangunan di jalan utama. Sedangkan
jumlah tipe bangunan lama seperti dinding bata, dari kayu serta kombinasi berbagai metode
konstruksi lebih banyak ditemui di daerah yang jauh dari jalan utama, terutama bangunan dinding
batu yang tidak memiliki ketahanan terhadap gempa bumi.
(3)
Bangunan Modern dan Bangunan Tua
Bangunan dinding pasangan terkekang (confined masonry) semakin bertambah akhir-akhir ini.
Metode konstruksi ini dianggap cukup mampu dan tahan terhadap gempa bumi bila didesain dan
dibangun dengan cara yang hati-hati. Ketahanannya setidaknya melebihi bangunan dinding batu
atau bangunan dinding bata tidak bertulang (brick unreinforced masonry). Tipe bangunan ini
mendekati bangunan kerangka beton meskipun tidak sebanding. Sebenarnya, beberapa peneliti
menawarkan hasil eksperimen dan buku instruksi guna memperoleh kapasitas bangunan yang
baik. Namun, masih banyak ditemukan contoh bangunan yang dibangun tanpa perhatian yang
cukup di daerah kajian ini.
Berikut poin-poin yang sering ditemui
・ Bata tidak direndam di air sebelum dipasang (air yang cukup dibutuhkan bagi reaksi hidrasi
semen dalam adukan)
・ Aspek dimana gedung terlihat sebagai sebuah sistem jalur beban menyeluruh masih kurang
・ Ruang terbuka pada dinding penahan terlalu lebar
・ Dimensi kolom dan balok tidak mencukupi
・ Detail balok penguat tidak cukup
・ Kepadatan beton tidak cukup
・ Kurangnya material adukan (batu apung)
・ Kapasitas penahan dan kekerasan pondasi tidak cukup
3-47
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
3.2.4
1)
Penanganan-Penanganan yang Memungkinkan untuk Menghadapi
Gempa Bumi di Kabupaten Padang Pariaman
Penanganan Struktural
Penguatan struktur bangunan yang dilakukan sebelumnya merupakan satu-satunya upaya efektif
dalam memitigasi korban manusia akibat gempa bumi yang terjadi dengan tiba-tiba. Kita tidak
dapat mempersiapkan upaya sistem peringatan apapun. Segala upaya yang dilakukan setelah
gempa bumi tidaklah efektif untuk mengurangi jumlah korban jiwa. Aktivitas penyelamatan dan
bantuan harus dilakukan setelah terjadinya gempa bumi namun upaya-upaya tersebut sulit untuk
menyelamatkan jiwa manusia.
Upaya memperkuat bangunan adalah sebagai berikut.
(1)
Konsolidasi antara IMB dan Sistem Pemeriksaan Bangunan
Pada banyak kasus, bangunan milik pribadi tidak dibangun oleh orang yang benar-benar ahli,
melainkan dibangun oleh pekerja bangunan amatir dan tidak berpengalaman yang tidak lulus uji
profesionalitas.
IMB dan sistem pemeriksaan bangunan telah ada namun tidak selalu dilaksanakan. Bahkan
invetigasi kasus tentang isu struktur bangunan pun sering longgar. Selain itu, sebagian besar
bangunan biasanya dibangun tanpa adanya pemeriksaan. Jika hal ini tidak segera ditangani maka
bila gempa bumi besar terjadi akan banyak terjadi korban jiwa.
(2)
Konsolidasi Sistem Diagnosa Bangunan yang Ada
(3)
Mendesak Upaya Penguatan Bangunan yang Sudah Ada
Tidak ada konsep “Bangunan yang tidak berkualitas” karena IMB dan sistem pemeriksaan
bangunan saat ini masih belum berjalan dengan baik. Namun, bangunan lemah yang ada harus
dibangun ulang jika mereka dalam evaluasi dinilai “tidak berkualitas”. Jika tidak mungkin untuk
membangun ulang setiap bangunan, langkah terbaik selanjutnya adalah memperkuat konstruksi
bangunan yang ada. Prinsip dasar penguatan bangunan adalah menentukan titik lemah bangunan
dan kemudian meningkatkan ketahanan titik lemah tersebut. Titik-titik lemah dominan yang
ditemukan di daerah kajian ini adalah sebagai berikut.
A. Kurang kerasnya atap dan lantai
Banyak ditemukan rumah satu lantai yang tidak memiliki ambang pintu/jendela dan papan atap di
daerah kajian ini. Sehingga, bangunan tersebut tidak memiliki penopang yang cukup kuat di atap
dan kemudian ambruk akibat goncangan gempa bumi. Oleh karena itu, sebaiknya ditambahkan
ambang kayu/jendela dan papan atap pada bangunan.
3-48
Laporan Akhir
No lintel and
roof slab
Gambar 3.2.27
Bangunan Tanpa Ambang Jendela/ Pintu dan Papan Atap
B. Kurangnya Ketahanan Dinding Bata
Dinding bata lemah terhadap tekanan arah out-of-plane.
Gambar 3.2.28
Kerusakan Akibat tekanan arah Out-of-Plane
Berbagai metode penguatan diusulkan untuk mencegah kerusakan tipe ini. Sebagai contoh,
penguatan bangunan dengan menggunakan jalinan kawat baja dan adukan semen merupakan
penanganan yang efektif. Namun kolom bata atau dinding bata dengan tampang lintang kecil
tidak memiliki kapasitas penopang yang cukup sehingga harus diubah dengan penguatan dengan
beton.
C. Kerusakan pada Bagian Penghubung Bangunan
Kerusakan serius bisa bermula dari bagian batas rumah yang dibangun dengan metode lain.
Gambar 3.2.29
Contoh Bagian Penghubung
3-49
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Jika metode konstruksi berbeda digunakan untuk membangun bagian bangunan yang baru maka
haruslah diselesaikan. Namun masih ditemui bagian yang tidak pas dibagian akhir penghubung
bangunan. Bagian yang tidak pas tersebut bisa menyebabkan konsentrasi besar proses pelapukan.
Peruntuhan bangunan dan pembangunan ulang disarankan jika dampak bagian yang tidak pas
tersebut serius.
(4)
Desakan untuk Pembangunan Ulang
Warga yang mempunyai rencana memperkuat bangunan yang dimiliki dengan konstruksi tahan
gempa harus mempersiapkan modal.
(5)
2)
Pendidikan tentang Bangunan Tahan Gempa Bumi
Penanganan Non-Struktural
Bukanlah hal yang tidak mungkin untuk mengurangi korban manusia dengan melaksakan
penanganan non-struktural namun juga harus mempersiapkan pertolongan darurat, bantuan
pangan. Berikut adalah persiapan-persiapan tersebut.
(1)
Menjaga tempat perlindungan sementara
(2)
Persiapan stok bahan untuk kondisi darurat
(3)
Perjanjian pemberian bantuan dengan dinas/lembaga pemerintah daerah sekitar
(4)
Melakukan kerjasama dengan dinas/lembaga pemerintahan terkait pencegahan
bencana
(5)
Pembentukan sistem evaluasi resiko pos gempa bumi sementara
(6)
Pemberian pendidikan dan pelatihan bagi organisasi dan warga di daerah tersebut
3-50
Laporan Akhir
3.3
Karakteristik Bencana Gempa Bumi dan Penanganannya di Kota
Pariaman
3.3.1
Karakteristik Bencana Gempa Bumi dan Penanganannya di Kota
Pariaman
1)
Bencana Gempa Bumi yang Pernah Terjadi
Pengalaman bencana sebelumnya memberi kita pelajaran berharga untuk melakukan tindakan
mitigasi karena gempa bumi besar terjadi secara berkala. Gempa bumi merupakan fenomena yang
terjadi karena adanya pergerakan lempeng lithospheric. Kejadian gempa bumi besar memiliki
kecenderungan waktu tertentu sedangkan kecepatan pergerakan lempeng lithospheric hampir
konstan. Terjadinya kembali gempa bumi besar yang menyebabkan dampak hebat termasuk
sangat lama dibandingkan dengan usia manusia (yaitu 200～1000 tahun). Sehingga, meskipun
seseorang tinggal di suatu daerah dalam waktu yang lama belum tentu akan mengalami peristiwa
gempa bumi dahsyat. Dokumen tentang kejadian lalu dan hasil penelitian survei arkeologis
tentang gempa bumi masih sedikit di Indonesia. Namun, fakta tersebut tidak menunjukkan bahwa
gempa bumi besar tidak terjadi di Indonesia. Lingkungan tektonis lempeng dan kejadian gempa
bumi lalu harus dibahas secara meluas berkenaan dengan frekuensi dan magnitudo kerawanan
seismik. Sebenarnya, kerawanan gempa bumi di Indonesia lebih besar dibandingkan di Jepang
bila kita hanya menghitung gempa bumi yang menyebabkan kematian 100 jiwa atau lebih
menggunakan “Database Utsu” atau “Database USGS”. Tentu saja, jumlah total korban manusia
akibat gempa bumi juga akan dibahas disini. Kerusakan akibat getaran tidak dibahas secara
terpisah dari kerusakan akibat gelombang laut seismik
3-51
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Tabel 3.3.1
Gempa Bumi yang Merenggut 100 Jiwa atau Lebih di Indonesia (1/2)
（Web:http://iisee.kenken.go.jp/utsu/utsuweq_bak.html）
Tabel 3.3.2
Gempa Bumi yang Merenggut 100 Jiwa atau Lebih di Indonesia (2/2)
(Web:http://infotrek.er.usgs.gov/)
3-52
Laporan Akhir
Frekuensi dan magnitudo gempa bumi harus dibahas dengan melihat struktur lingkungan
lempeng dan gempa bumi besar yang pernah terjadi. Indonesia memiliki perbatasan lempeng di
bagian selatan Sumatra dan Pulau Jawa. Lempeng oseanik bertumbukan dengan dasar pulau.
Zona tumbukan terletak di parit Sunda. Gempa bumi dahsyat disebabkan oleh patahan yang
berbalik di zona patahan
Gambar 3.3.1
Parit Sunda
Gempa bumi dahsyat yang baru terjadi di zona ini adalah Gempa Bumi Andaman pada 26
Desember 2004 dengan M w9.1 dan Gempa Bumi Bengkulu pada 12 September 2007 dengan
Mw8.4. Kerusakan bangunan akibat getaran gempa ini dianggap kecil karena sebagian besar
kerusakan diakibatkan oleh gelombang laut seismik. Tentu saja, pergerakan tanah permukaan di
daerah bencana ini lebih kecil dibandingkan dengan perkiraan nilai magnitudo pusat gempa. Ada
2 faktor yang menyebabkan yaitu kecepatan rekahan pada patahan ini relatif lambat dan jarak
pusat gempa dari daerah berpopulasi banyak jauh. Namun, kerusakan hebat biasanya tidak
disebabkan oleh pergerakan gempa bumi yang besar karena memang ketahanan bangunan
perumahan terhadap gempa di daerah ini lemah.
Pusat gempa bumi dominan yang lain adalah patahan hebat Sumatra yang berlokasi di sepanjang
Pulau Sumatra. Mekanisme patahan ini adalah pergeseran horizontal ke kanan (dextral strike-slip
fault). Magnitudo gempa bumi yang dipicu di patahan ini lebih kecil dibandingkan di zona
tumbukan tapi pergerakan tanah permukaan dan kerusakan bisa sangat serius jika daerah
berpenduduk padat terletak di dekat patahan.
3-53
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Gambar 3.3.2
Patahan Hebat Sumatra
Gempa bumi hebat yang baru terjadi yang dipicu di patahan ini adalah Gempa Bumi Solok pada 6
maret 2007 dengan magnitudo Mw 6.3. Dua gempa bumi berbeda terjadi selama 2 jam di bagian
tenggara dan barat laut Danau Singkalak.
Gambar 3.3.3
Patahan Gempa Bumi Solok pada 6 Maret 2007
Sumber: (DANNY HILMAN NATAWIDJAJA, ADRIN TOHARI, EKO SUBOWO, AND MUDRIK R. DARYONO : A Review
On The Sumatran Fault Zone And The 6 March 2007 Events (M 6.4 & 6.3) Di Danau Singkarak, Sumatra Tengah,
APRU/AEARU Research Symposium on Earthquake Hazards around the Pacific Rim 21-22 Juni, Nikko Hotel, Jakarta,
Indonesia) Geoteknologi LIPI
3-54
Laporan Akhir
Ada contoh lain di dekat daerah gempa di Kota Yogyakarta (yaitu, 27 Mei 2006 Gempa Bumi
Yogya MW 6.5). Hubungan antara kerusakan dengan intensitas pergerakan tanah permukaan di
Kabupaten Bantul ditetapkan sebagai tolak ukur fungsi keterancaman dalam laporan ini.
Kondisi seismik yang telah disebutkan di atas juga serupa dengan keadaan di Jepang sehingga
pengalaman Jepang berkenaan dengan kerawanan gempa harus dipelajari.
2)
Faktor-Faktor Kerusakan Akibat Gempa Bumi
Kerusakan akibat gempa bumi dibagi kedalam 3 aspek, yaitu:
1.
Kerusakan bangunan akibat getaran tanah
2.
Kerusakan akibat kondisi tanah seperti lereng longsor atau retakan
3.
Kerusakan akibat gelombang laut seismik
Aspek 1 dan 2 di atas cenderung dilupakan setelah terjadinya gempa bumi karena kerusakan
akibat gelombang laut seismik memberikan kesan berlebih terhadap korban. Aspek 1 dan 2
tersebut benar-benar berbeda dengan gelombang laut karena kita mempunyai waktu ekstra untuk
mengurangi dampak kerusakan akibat seismik gelombang laut. Namun kerusakan bangunan
akibat getaran tanah terjadi secara langsung. Segala peringatan tidaklah efektif, hanya penguatan
struktur bangunan yang dilakukan sebelumnya merupakan cara efektif mengurangi dampak
bencana. Segala upaya yang dilakukan setelah terjadinya gempa tidak dapat mengurangi jumlah
kematian.
3.3.2
1)
Peta Rawan Bencana Gempa Bumi di Kota Pariaman
Dasar Pembuatan Peta Rawan Bencana Gempa Bumi
Kata “Rawan” diartikan sebagai penyebab terjadinya bencana. Sehingga, persebaran intesitas
percepatan permukaan tanah harus ditunjukkan di “Peta Rawan”. Tidak ada aspek lain yang
penting untuk Peta Rawan Bencana Gempa Bumi bila definisi di atas dianggap beralasan.
Intensitas percepatan permukaan tanah dijelaskan di setiap bagian hubungan di daerah kajian
dengan menggunakan judul “Peak Ground Acceleration/Percepatan Tanah Puncak” (atau disini
disebut PGA) atau “Modified Mercalli Intensity scale/Skala Intensitas Mercalli yang
Dimofikiasi”(atau disini disebut MMI).
Dasar selanjutnya yang harus dibahas pada bab ini, adalah bagaimana mendefinisikan nilai target
intensitas percepatan permukaan tanah. Umumnya, ada kecenderungan tetap hubungan antara
magnitudo gempa bumi dengan frekuensi kejadian. Hal tersebut berarti gempa bumi kecil bisa
sering terjadi, tapi gempa bumi besar jarang terjadi.
Gambar 3.3.4 menunjukkan hubungan antara magnitudo gempa bumi dengan frekuensi kejadian
sehubungan dengan gempa bumi yang terjadi dari tahun 1629 sampai 2004 di Indonesia.
3-55
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
10
9
8
Magnitude
7
6
5
4
3
2
0.00
0.01
0.10
1.00
10.00
100.00
1,000.00
Empirical return period
Gambar 3.3.4
Hubungan antara Magnitudo dan Periode Ulang Gempa
Sumbu Y berarti magnitudo gempa bumi, dan sumbu X berarti Periode Ulang Gempa empiris
TE。
TE =
TS
m
(Rumus. 3.5)
Dimana:
TE ： Periode Ulang Gempa empiris
TS ： Waktu Sampling
m ： Urutan ketika sample disusun berdasarkan magnitudo secara urut
Sebagai contoh, gempa bumi terbesar yang dipicu di daerah ini adalah gempa bumi tahun 2004
dengan magnitudo 9, urutan m adalah yang pertama, Waktu Sampling TS adalah 2004 dikurangi
1629 sama dengan 375, Periode Ulang Gempa empiris TE seharusnya 375 tahun. Pada urutan
kedua adalah gempa bumi tahun 1833 dengan magnitudo 8.7, urutan m adalah kedua, Waktu
Sampling TS adalah 375 tahun dibagi 2 sama dengan 187, Periode Ulang Gempa empiris TE
adalah 187 tahun. Jika hubungan antara magnitudo dan Periode Ulang Gempa empiris TE tiap
gempa bumi yang tercatat digambar dengan cara yang sama maka pola yang tergambar cenderung
hampir pada garis lurus pada kertas grafik logaritma 1,5, dengan batasan kisaran lebih dari
magnitudo 5. Penemuan ini disebut Gutenberg Richiter atau formula G-R. Sudut b pada garis
perkiraan mewakili selisih frekuensi terjadinya gempa bumi besar dan gempa bumi kecil. Jika
lingkungan sekitar Indonesia dibagi kedalam beberapa domain, yang memiliki kondisi seismik
3-56
Laporan Akhir
tetap, maka sudut b di atas harus berbeda untuk setiap domain. Jika kejadian gempa bumi
tersendiri menurut tempat dan waktu maka model Poisson bisa digunakan untuk analisis.
Nilai percepatan puncak batuan dasar pada titik tertentu dapat dihitung dengan menggunakan
rumus pelemahan. Rumus pelemahan adalah semacam rumus regresi dimana nilai percepatan
puncak batuan dasar dikira-kira dari magnitudo pusat gempa bumi dan jarak dari pusat gempa
bumi ke titik tertentu.
Pada prosedur penghitungan ini, setiap domain yang telah disebutkan sebelumnya dibagi menjadi
bagian kecil dengan menggunakan sistem koordinat kutub. Selain itu, metode implisit dibutuhkan
dalam prosedur ini karena magnitudo pusat gempa , yang membawa nilai percepatan puncak pada
titik tertentu, harus diperoleh melalui tahap perhitungan. Oleh karena itu, penghitungan jumlah
yang besar dibutuhkan untuk dapat melaksanakan analisa ini. Program komputer "EZFRISK"
atau “EQRISK” digunakan dalam analisa yang sesungguhnya. Nilai percepatan puncak batuan
dasar di setiap bagian di Indonesia juga dihitung. Gambar 3.3.5 memperlihatkan hasil prosedur
yang disebutkan diatas.
Gambar 3.3.5 Nilai Percepatan Puncak Batuan Dasar di Setiap Bagian di Indonesia
(Dari SNI 03-1726-2002, Kode untuk beban seismik di Indonesia)
Setiap nilai yang ditunjukkan oleh Gambar 3.3.6 adalah nilai percepatan puncak batuan dasar di
setiap zona berwarna yang memiliki Periode Ulang Gempa selama 500 tahun. Sebagai contoh,
Kota Pariaman masuk pada zona 6 maka nilai percepatan puncak batuan dasarnya adalah 0.3g
(nilai 0.3g berarti 0.3 kali percepatan gravitasi). Detail zona di sekitar daerah kajian ditunjukkan
pada Gambar 3.3.7.
3-57
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Gambar 3.3.6
Percepatan Tanah PGA
Periode Ulang Gempa selama 500 tahun berarti kemungkinan terjadinya gempa kembali adalah
10% untuk 50 tahun. Sebagai contoh, jika bangunan yang telah berdiri selama 50 tahun didesain
menggunakan desain beban seismik 500 tahun terjadinya kembali gempa maka kemungkinan
runtuhnya bangunan tersebut akibat gempa besar tak terduga adalah 10%. 90% peristiwa gempa
masuk dalam setting ini. Setting ini hampir sempurna dalam arti yang sesungguhnya karena 100%
keamanan tidak dapat diperoleh dalam teori probabilitas.
Nilai yang dijelaskan di atas merupakan nilai percepatan puncak batuan dasar yang didefinisikan
sebagai lapisan batuan dasar yang terdiri dari material homogen. Nilai percepatan puncak pada
batuan dasar dapat diperkirakan dengan menggunakan fungsi pelemahan. Namun, nilai yang
dibutuhkan untuk pembuatan peta rawan haruslah nilai percepatan puncak pada permukaan tanah.
Gambar 3.3.7 Nilai Percepatan Puncak Batuan Dasar dan Nilai Percepatan Puncak
Permukaan Tanah
3-58
Laporan Akhir
Seperti yang telah dijelaskan pada Gambar 3.3.7, getaran tanah menguat ketika sedang merambat
di lapisan permukaan. Getaran tanah yang muncul ke permukaan batuan dasar biasanya kecil.
Sedangkan getaran tanah pada permukaan lunak biasanya besar. Tingkat penguatan tergantung
pada karakteristik lapisan permukaan tanah. Lapisan permukan harus diperiksa agar dapat
dibahas pada aspek ini. Karakteristik geomorfologis lapisan permukaan sekitar Kota Pariaman
ditunjukkan oleh Gambar 3.3.8.
Gambar 3.3.8
Karakteristik Geomorfologi Lapisan Permukaan Sekitar Kota Pariaman
Persebaran karakteristik lapisan permukaan di setiap segmen daerah kajian ditunjukkan pada
Gambar 3.3.9.
3-59
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Gambar 3.3.9 Pembagian Kelas Tanah (Diklasifikasi Menurut Kepadatan Lapisan
Permukaan)
Pembagian kelas tanah yang ditunjukkan pada Gambar 3.3.9 diklasifikasi menurut kepadatan
lapisan permukaan. Klasifikasi ini didasarkan pada beberapa spekulasi terhadap karakteristik
geomorfologis yang ditunjukkan oleh peta geologis dan survei lapangan yang dilakukan oleh para
pakar yang bertanggung jawab atas karakteristik geologis. Namun, material yang lebih akurat
yang diberikan oleh log lubang bor dan log PS harus menjadi acuan jika tersedia. Selain itu, upaya
pengembangan secara terus-menerus harus dilakukan guna meningkatkan akurasi pemetaan
daerah rawan.
Seperti yang dijelaskan, intensitas pergerakan tanah permukaan pada gempa bumi dikira-kira
dengan mengacu pada zona yang diklasifikasikan dalam SNI 03-1726-2002 dan kelas tanah.
Pergerakan tanah permukaan diekspresikan oleh PGA (Percepatan Tanah Puncak) dan spektrum
respon, ditunjukkan oleh Gambar 3.3.10. Nilai sumbu vertikal pada spektrum respon berarti
respon percepatan model SDOF (Single Degree of Freedom/Tingkat Kebebasan Tunggal) yang
mempunyai periode alami yang ditunjukkan oleh sumbu horizontal. Sehingga, nilai pada sisi kiri
ekstrim sesuai dengan PGA. Nilai PGA harus ditunjukkan pada peta rawan bencana karena
nilai-nilai tersebut menunjukkan getaran permukaan tanah.
3-60
Laporan Akhir
Gambar 3.3.10
2)
Spektrum Respon yang Ditetapkan dalam 03-1726-2002
Peta Rawan Bencana Gempa Bumi di Kota Pariaman
Perkiraan persebaran nilai intensitas percepatan permukaan tanah ditunjukkan pada Gambar
3.3.11. Intensitas percepatan permukaan tanah digambarkan dengan menggunakan judul PGA
dan MMI. PGA adalah nilai yang akan diperoleh sebagai nilai maksimum ketika gempa level
tanah dihitung dengan accelerograph. Skala intensitas Mercalli yang dimodifikasi (MMI)
membagi intensitas gempa bumi kedalam 12 tahap evaluasi, dan tiap tahap didefinisikan dengan
menggambarkan peristiwa melalui observasi dan merasakan (contoh; “sulit untuk berdiri). Oleh
karena itu, ekspresi MMI merupakan nomor yang berbeda tapi satu digit dibawah poin desimal
ditulis dalam laporan guna membedakan selisih yang detail. Perkiraan MMI untuk Kota Pariaman
adalah 8 diantara 8 atau lebih pada display MMI. Level intensitas ini sama dengan “5 atau lebih”
di Skala Intensitas Seismik Dinas Meteorologi Jepang (disebut JMI). JMI juga membagi gempa
bumi kedalam 10 tahap evaluasi, dan setiap tahap didefinisikan dengan menggambarkan
peristiwa melalui observasi dan perasaan. Beberapa bentuk kerusakan kecil ditemukan ketika
gempa bumi dengan “5 atau lebih” JMI terjadi di Jepang tapi kerusakan sangat serius yang
mungkin dipicu oleh gempa bumi dengan level yang sama bisa terjadi di Indonesia karena
kapasitas ketahanan bangunan terhadap gempa bumi di Indonesia kurang dibandingkan dengan di
Jepang.
3-61
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Gambar 3.3.11
3.3.3
1)
Perkiraan Persebaran Nilai Getaran Permukaan Tanah
Peta Resiko Bencana Gempa Bumi di Kota Pariaman
Dasar Pembuatan Peta Resiko Bencana Gempa Bumi
Resiko gempa bumi merupakan konsep yang abstrak. Sehingga definisi atau pemahaman fisik
harus diberikan. Resiko bencana gempa bumi adalah kemungkinan yang dapat dianalisa sebagai
hasil sinergis antara kerawanan bencana gempa bumi dan keterancaman terhadap fasilitas. Setiap
aspek magnitudo bencana gempa bumi, termasuk kematian dan kerugian ekonomi, dapat
dievaluasi berdasarkan kerusakan bangunan. Pada kondisi gempa yang sesungguhnya, warga
tidak meninggal karena getaran tanah namun disebabkan oleh gedung yang runtuh. Seperti yang
ditunjukkan oleh Gambar 3.3.12, penyebab utama kematian pada peristiwa Gempa Bumi Dahsyat
Hanshin tahun 1995 adalah gedung-gedung yang runtuh. Sehingga dapat dikatakan bahwa
sangatlah penting untuk mengetahui jumlah bangunan yang akan roboh bila kita membahas
masalah resiko bencana gempa bumi.
3-62
Laporan Akhir
masalah organ
mati beku
Kerusakan kepala
kaget
dan perut
lainnya
memar
Mati lemas terhimpit
mati kebakaran
mati karena hancur
Gambar 3.3.12
Rasio Penyebab Kematian Pada Peristiwa Gempa Bumi Dahsyat
Oleh karena itu, resiko bencana gempa bumi didefinisikan sebagai rasio kerusakan P dibawah
kondisi perkiraan pergerakan tanah dan karakteristik bangunan. Rasio kerusakan P didefinisikan
melalui Rumus 3.6.
P=
ND
NT
(Rumus. 3.6)
dimana,
ND : Jumlah bangunan rusak
NT : Jumlah Total bangunan yang ada
Dalam konteks ini, bangunan rusak berarti bangunan yang menderita kerusakan sama atau lebih
dari “rusak berat” seperti yang didefinisikan oleh Architectural Institute of Japan (AIJ).
Tingkatan kerusakan “rusak berat” didefiniskan dari sudut pandang teknik bangunan. Umumnya,
kematian atau korban luka terjadi di bangunan yang menderita kerusakan sama atau lebih dari
“rusak berat”. Sehingga, nilai ini dipilih sebagai target dalam evaluasi ini. Nilai ini juga sama
dengan “Nilai 4 yaitu Kerusakan Sangat Parah” yang didefinisikan oleh European Macroseismic
Scale/Skala Makroseismik Eropa (EMS).
Rasio kerusakan P dinilai dengan menggunakan fungsi kerapuhan. Garis besar analisa fungsi
kerapuhan yang digunakan dalam kajian ini ditunjukkan pada Gambar 3.3.1.
Setting spektrum respon sebagai input
pergerakan gempa bumi
Setting model analisis untuk beberapa
bangunan yang mewakili
Sepuluh kasus dianalisa melalui eksperimen sambil
merubah ukuran input pergerakan gempa bumi
Hubungan antara rasio kerusakan dan Input pergerakan
gempa bumi diekstraksi (hubungan P-MMI)
Gambar 3.3.13
Garis Besar Analisis Fungsi Kerapuhan
3-63
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Fungsi kerapuhan sangat bergantung pada karakteristik struktur bangunan. Sehingga bangunan
pada daerah kajian ini dibagi kedalam beberapa tipe bangunan dan bangunan tipikal setiap tipe
bangunan dibuat model. Garis besar model bangunan ditampilkan pada Gambar 3.3.14
Gambar 3.3.14
Garis Besar Model Bangunan
Kemudian, analisis dinamis yang disederhanakan dilaksanakan dengan menggunakan tahap
peningkatan pergerakan input gempa bumi tahap demi tahap. Setelah itu, hubungan antara MMI
dan rasio kerusakan P diperoleh sebagai fungsi kerapuhan. Prosedur untuk menghasilkan
hubungan antara MMI dan rasio kerusakan P merupakan hal yang umum dilakukan oleh Komite
Pemerintah Jepang Proyek US “HAZUS” (lihat lampiran).
Hasil kemungkinan yang tinggi tidak dapat diperoleh jika sensitivitas fungsi kerapuhan tidak
sesuai dengan ketahanan sesungguhnya bangunan terhadap gempa di daerah kajian. Pada kajian
ini, beberapa tahap kalibrasi dilaksanakan dengan menggunakan pertimbangan melalui laporan
penelitian peristiwa bencana gempa bumi yang telah terjadi dekat dengan daerah kajian. Contoh
peristiwa di Kota Yogyakarta (yaitu Gempa Bumi Yogya dengan MW 6.5 pada 27 Mei 2006)
merupakan material yang efektif untuk digunakan karena tim peninjau Jepang melaporkan
intensitas pergerakan permukaan tanah yang diinvestigasi melalui interview dengan warga dan
observasi kondisi kerusakan bangunan di daerah bencana (Shiro Takada dkk “Pergerakan Tanah
yang Kuat dan Kerusakan Fasilitas Vital selama Gempa Bumi Jogjakarta”).
Hubungan yang diperoleh antara MMI dan rasio kerusakan P ditunjukkan pada Gambar 3.3.15.
Fungsi kerapuhan dihasilkan untuk membagi setiap tipe bangunan.
3-64
Laporan Akhir
Tembok
RC buruk
Batasan Tembok
Kayu
Gambar 3.3.15
Fungsi Kerapuhan (Hubungan antara MMI dengan Rasio Kerusakan P)
Disamping itu, contoh kerusakan yang diamati di Pulau Sumatra juga perlu dijadikan acuan. Oleh
karena itu, beberapa laporan tentang Gempa Bumi Andaman tahun 2004 dan Gempa Bumi Solok
tahun 2007 dijadikan acuan dan dipastikan bahwa pengamatan tersebut tidak bertentangan
dengan fungsi kerapuhan.
Dalam laporan ini, peta rawan bencana menunjukkan perkiraan intensitas pergerakan tanah
permukaan tiap titik melalui MMI. Sehingga nilai resio kerusakan P dapat diperoleh dengan
menggunakan fungsi kerapuhan dan acuan nilai MMI. Jika tersedia database yang menunjukkan
jumlah tiap tipe bangunan , perkiraan jumlah bangunan rusak dapat dihitung dengan mengalikan
jumlah bangunan yang ada dengan rasio kerusakan P.
Jika perkiraan diatas dilaksanakan berdasarkan dasar-dasar yang cukup, maka
・ Dapat diketahui seberapa besar proyek penguatan bangunan yang dibutuhkan untuk tindakan
mitigasi bencana
・ Perkiraan jumlah kematian dan korban terluka akibat gempa bumi dapat dihitung serta
・ Skala kesiapsiagaan yang dibutuhkan bagi pertolongan darurat dapat dikira-kira
Namun, dalam kajian ini database yang ada harus dilengkapi berdasarkan hasil survei dan
pertimbangan kasar karena database yang ada selama ini tidak menyediakan informasi terperinci.
Dinas terkait di Kota Pariaman bertanggung jawab melaksanakan sensus bangunan dengan
melihat struktur bangunan serta memperbaiki database yang ada di waktu mendatang.
3-65
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
2)
Peta Resiko Bencana Gempa Bumi di Kota Pariaman
Intensitas pergerakan tanah permukaan berbeda menurut lokasi. Tingkat kerapuhan bangunan
juga berbeda menurut tipe bangunan. Sebagai contoh, bangunan yang diperkuat beton, yang
didesain dan dibangun dengan menggunakan desain modern, tahan dengan rasio kerusakan 10%
atau kurang meskipun intensitas pergerakan tanah permukaan sama dengan MMI 8 atau lebih
namun bangunan dinding bata tak bertulang (unreinforced masonry) mungkin menderita dengan
rasio kerusakan 90%. Ada beberapa kesulitan untuk merangkum peta resiko bencana menjadi
hanya satu potong gambar karena situasi tersebut diatas.
Gambar 3.3.16 menunjukkan perkiraan jumlah bangunan rusak yang berlokasi di setiap garis
skala 1km × 1km. Kecenderungan persebaran bangunan rusak tergantung pada kerapuhan
bangunan yang ada. Dengan kata lain, ada resiko yang sangat tinggi di tempat yang banyak
terdapat gedung rapuhnya.
Gambar 3.3.16
Kerusakan Bangunan Per Garis Skala
Gambar 3.3.17 menunjukkan nilai perkiraan jumlah bangunan rusak yang dibagi dengan jumlah
total bangunan yang ada yang berlokasi di setiap garis skala 1km × 1km. Hal tersebut berarti
rata-rata rasio kerusakan untuk tiap garis skala menunjukkan kecenderungan yang lebih jelas dari
Gambar 3.3.16.
3-66
Laporan Akhir
Gambar 3.3.17
Rasio Kerusakan Bangunan Per Garis Skala
Keakuratan database bangunan dirasakan sangat penting untuk kajian seperti ini karena hasil
kajian yang telah dijelaskan di atas berarti bahwa tipe kerapuhan setiap tipe bangunan merupakan
faktor dominan persebaran kerusakan. Jumlah bangunan per garis skala ditujukkan oleh Gambar
3.3.18. Sedangkan, jumlah bangunan di setiap unit survei dan rasio setiap tipe bangunan
ditunjukkan pada Gambar 3.3.19. Gambar-gambar tersebut ditunjukkan agar dapat memperoleh
gambaran data bangunan. Kondisi saat ini pada daerah yang disurvei tidak rata. Beberapa dari
mereka berhubungan dengan kecamatan dan yang lain berhubungan dengan nagari/desa.
Khususnya, sebagian besar unit survei di bagian utara sangat luas dimana kawasan terbangun
terkonsentrasi. Ketidakkonsekwenan data statistik seperti ini bisa memberi efek buruk bagi
analisis. Ini merupakan alasan mengapa upaya pengumpulan data harus dilakukan terus-menerus
dan dikembangkan
3-67
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Gambar 3.3.18
Jumlah Bangunan di Setiap Garis Skala
Gambar 3.3.19 Jumlah Bangunan di Setiap Unit Survei dan Rasio Setiap Tipe Bangunan
3-68
Laporan Akhir
Ada beberapa poin umum struktur bangunan dan persebaran tipe bangunan di Indonesia. Aspek
metode pembangunan gedung dan variasinya adalah sebagai berikut.
(1)
Bangunan kayu dan Bambu
Ini merupakan metode pembangunan tipe lama. Ada beberapa bangunan tua berusia 100 tahun
dari tipe ini bisa ditemui di daerah kajian ini. Ada 2 tipe struktur bangunan, yaitu bangunan yang
berlapis kayu atau struktur kerangka bambu dan yang lain adalah dinding dan tiang terbuat dari
anyaman kayu atau bambu yang dicat dengan adukan semen dan kapur. Ada beberapa tipe detail
struktur bangunan menurut daerahnya. Ketahanan terhadap gempa bangunan-bangunan ini secara
umum lebih baik dibandingkan bangunan dinding bata (masonry) dan dinding pasangan
terkekang (confined masonry) namun masih banyak ditemukan contoh bangunan dengan desain
dan kondisi buruk.
a)
Kerangka Kayu
b) Kolom dan dinding anyaman bambu yang
dicat kapur
Gambar 3.3.20
(2)
Bangunan Kayu dan Bambu
Bangunan Dinding Bata (brick masonry)
Ketebalan dinding sebagian besar bangunan dinding bata di daerah ini adalah setebal satu bata.
Hal-hal penting dalam pembangunan bangunan dinding bata harus benar-benar diperhatikan dan
dipatuhi. Masalah yang ditemui pada banyak kasus adalah kualitas bata dan adukan semen.
Gambar 3.3.21
Bangunan Dinding Bata (brick masonry)
3-69
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
(3)
Bangunan Batu (cobble masonry)
Bangunan tembok batu banyak ditemui di daerah yang jauh dari jalan utama. Ketahanan tipe
bangunan ini terhadap gempa bumi sangat buruk karena kurangnya rekatan antar batu dan
rendahnya kualitas adukan semen.
Gambar 3.3.22
(4)
Bangunan Batu (brick masonry)
Bangunan Dinding Pasangan Terkekang (confined masonry)
Jenis bangunan ini semakin banyak ditemui akhir-akhir ini. Dinding pasangan terkekang
(confined masonry) tersebut tahan terhadap beban. Tiang beton, balok dan ambang pintu/jendela
memberikan efek kekangan terhadap dinding. Inilah perbedaan antara bangunan pasangan
terkekang (confined masonry) dan kerangka beton (RC frame). Ketahanan terhadap gempa tipe
bangunan ini lebih baik dibandingkan bangunan dengan dinding bata tak bertulang (unreinforced
masonry) tapi masih tergolong lemah dibandingkan yang berkerangka beton dengan desain
modern.
Gambar 3.3.23 Bangunan Dinding Pasangan Terkekang (confined masonry)
3-70
Laporan Akhir
(5)
Bangunan yang Diperkuat Kerangka Beton
Bangunan yang diperkuat kerangka beton tahan terhadap beban karena terdiri dari tiang dan balok
meskipun penampilannya serupa dengan bangunan dinding pasangan terkekang (confined
masonry). Dinding sebagian besar bangunan yang diperkuat kerangka beton yang ditemui di
daerah kajian ini terbuat dari bata. Dinding tersebut bukanlah dinding penahan, melainkan
Dinding pemisah, karena dinding bata bisa kehilangan kepadatannya jika kerangkanya berubah
karena gaya inersi/kelembaman akibat gempa bumi. Tentu saja, Dinding bisa tahan terhadap gaya
inersi/kelembaman akibat gempa bumi jika terbuat dari Reinforced Concrete Shear Wall (Dinding
beton berkerangka baja) namun effective shear wall (Dinding berkerangka baja) sulit ditemukan
di daerah kajian ini.
Gambar 3.3.24
(6)
Bangunan yang Diperkuat Kerangka Beton
Kombinasi Berbagai Metode Konstruksi
Ada banyak bangunan dengan kombinasi berbagai metode konstruksi di daerah kajian ini.
Berbagai jenis metode konstruksi digunakan ketika bangunan tersebut diperluas setelah beberapa
waktu. Ketika gempa bumi terjadi, kerusakan serius mulai terjadi dari batas bagian rumah yang
dibangun dengan metode konstruksi lain, seperti yang telah terlihat pada contoh kerusakan akibat
Gempa Bumi Solok tahun 2007.
Gambar 3.3.25
Kombinasi Berbagai Metode Konstruksi
3-71
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Aspek-aspek berikut dapat dilihat di daerah kajian sehubungan dengan persebaran bangunan.
(1)
Kepadatan Bangunan
Sebagaian besar bangunan terkonsentrasi di daerah yang sangat terbatas sedangkan daerah lain
berpopulasi kurang. Umumnya, kecenderungan ini menguntungkan ketika gempa bumi terjadi
karena halangan antara gedung yang bersebelahan saat gempa tidak mudah terjadi. Lahan kosong
dapat ditemukan dengan mudah yang bisa digunakan sebagai pusat bantuan darurat setelah
gempa bumi
(2)
Tipe Bangunan
Tipe bangunan modern seperti bangunan berkerangka beton dan bangunan dinding pasangan
terkekang (confined masonry) mendominasi sebagian besar bangunan di jalan utama. Sedangkan
jumlah tipe bangunan lama seperti dinding bata, dari kayu serta kombinasi berbagai metode
konstruksi lebih banyak ditemui di daerah yang jauh dari jalan utama, terutama bangunan dinding
batu yang tidak memiliki ketahanan terhadap gempa bumi.
(3)
Bangunan Modern dan Bangunan Tua
Bangunan dinding pasangan terkekang (confined masonry) semakin bertambah akhir-akhir ini.
Metode konstruksi ini dianggap cukup mampu dan tahan terhadap gempa bumi bila didesain dan
dibangun dengan cara yang hati-hati. Ketahanannya setidaknya melebihi bangunan dinding batu
atau bangunan dinding bata tidak bertulang (brick unreinforced masonry). Tipe bangunan ini
mendekati bangunan kerangka beton meskipun tidak sebanding. Sebenarnya, beberapa peneliti
menawarkan hasil eksperimen dan buku instruksi guna memperoleh kapasitas bangunan yang
baik. Namun, masih banyak ditemukan contoh bangunan yang dibangun tanpa perhatian yang
cukup di daerah kajian ini.
Berikut poin-poin yang sering ditemui.
・ Bata tidak direndam di air sebelum dipasang (air yang cukup dibutuhkan bagi rekasi hidrasi
semen dalam adukan)
・ Aspek dimana gedung terlihat sebagai sebuah sistem jalur beban menyeluruh masih kurang
・ Ruang terbuka pada tembok penahan terlalu lebar
・ Dimensi kolom dan balok tidak mencukupi
・ Detail balok penguat tidak cukup
・ Kepadatan beton tidak cukup
・ Kurangnya material adukan (batu apung)
・ Kapasitas penahan dan kekerasan pondasi tidak cukup
3-72
Laporan Akhir
3.3.4
1)
Penanganan -Penanganan yang Memungkinkan untuk Menghadapi
Gempa Bumi di Kota Pariaman
Penanganan Struktural
Penguatan struktur bangunan yang dilakukan sebelumnya merupakan satu-satunya upaya efektif
dalam memitigasi korban manusia akibat gempa bumi yang terjadi dengan tiba-tiba. Kita tidak
dapat mempersiapkan upaya sistem peringatan apapun. Segala upaya yang dilakukan setelah
gempa bumi tidaklah efektif untuk mengurangi jumlah korban jiwa. Aktivitas penyelamatan dan
bantuan harus dilakukan setelah terjadinya gempa bumi namun upaya-upaya tersebut sulit untuk
menyelamatkan jiwa manusia.
Upaya memperkuat bangunan adalah sebagai berikut.
(1)
Konsolidasi antara IMB dan Sistem Pemeriksaan Bangunan
Pada banyak kasus, bangunan milik pribadi tidak dibangun oleh orang yang benar-benar ahli,
melainkan dibangun oleh pekerja bangunan amatir dan tidak berpengalaman yang tidak lulus uji
profesionalitas.
IMB dan sistem pemeriksaan bangunan telah ada namun tidak selalu dilaksanakan. Bahkan
invetigasi kasus tentang isu struktur bangunan pun sering longgar. Selain itu, sebagian besar
bangunan biasanya dibangun tanpa adanya pemeriksaan. Jika hal ini tidak segera ditangani maka
bila gempa bumi besar terjadi akan banyak terjadi korban jiwa.
(2)
Konsolidasi Sistem Diagnosa Bangunan yang Ada
(3)
Mendesak Upaya Penguatan Bangunan yang Sudah Ada
Tidak ada konsep “Bangunan yang tidak berkualitas” karena IMB dan sistem pemeriksaan
bangunan saat ini masih belum berjalan dengan baik. Namun, bangunan lemah yang ada harus
dibangun ulang jika mereka dalam evaluasi dinilai “tidak berkualitas”. Jika tidak mungkin untuk
membangun ulang setiap bangunan, langkah terbaik selanjutnya adalah memperkuat konstruksi
bangunan yang ada. Prinsip dasar penguatan bangunan adalah menentukan titik lemah bangunan
dan kemudian meningkatkan ketahanan titik lemah tersebut. Titik-titik lemah dominan yang
ditemukan di daerah kajian ini adalah sebagai berikut.
A. Kurang Kerasnya atap dan lantai
Banyak ditemukan rumah satu lantai yang tidak memiliki ambang pintu/jendela dan papan atap di
daerah kajian ini. Sehingga, bangunan tersebut tidak memiliki penopang yang cukup kuat di atap
dan kemudian ambruk akibat goncangan gempa bumi. Oleh karena itu, sebaiknya ditambahkan
ambang kayu/jendela dan papan atap pada bangunan.
3-73
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
No lintel and
roof slab
Gambar 3.3.26
Bangunan Tanpa Ambang Jendela/ Pintu dan Papan Atap
B. Kurangnya Ketahanan Tembok Bata
Tembok bata lemah terhadap tekanan arah out-of-plane.
Gambar 3.3.27
Kerusakan Akibat tekanan arah Out-of-Plane
Berbagai metode penguatan diusulkan untuk mencegah kerusakan tipe ini. Sebagai contoh,
penguatan bangunan dengan menggunakan jalinan kawat baja dan adukan semen merupakan
penanganan yang efektif. Namun kolom bata atau tembok bata dengan tampang lintang kecil
tidak memiliki kapasitas penopang yang cukup sehingga harus diubah dengan penguatan dengan
beton.
C. Kerusakan pada Bagian Penghubung Bangunan
Kerusakan serius bisa bermula dari bagian batas rumah yang dibangun dengan metode lain.
Gambar 3.3.28
Contoh Bagian Penghubung
3-74
Laporan Akhir
Jika metode konstruksi berbeda digunakan untuk membangun bagian bangunan yang baru maka
haruslah diselesaikan. Namun masih ditemui bagian yang tidak pas dibagian akhir penghubung
bangunan. Bagian yang tidak pas tersebut bisa menyebabkan konsentrasi besar proses pelapukan.
Peruntuhan bangunan dan pembangunan ulang disarankan jika dampak bagian yang tidak pas
tersebut serius.
(4)
Desakan untuk Pembangunan Ulang
Warga yang mempunyai rencana memperkuat bangunan yang dimiliki dengan konstruksi tahan
gempa harus mempersiapkan modal.
(5)
2)
Pendidikan tentang Bangunan Tahan Gempa Bumi
Penanganan Non-Struktural
Bukanlah hal yang tidak mungkin untuk mengurangi korban manusia dengan melaksakan
penanganan non-struktural namun juga harus mempersiapkan pertolongan darurat, bantuan
pangan. Berikut adalah persiapan-persiapan tersebut.
(1)
Menjaga tempat perlindungan sementara
(2)
Persiapan stok bahan untuk kondisi darurat
(3)
Perjanjian pemberian bantuan dengan dinas/lembaga pemerintah daerah sekitar
(4)
Melakukan kerjasama dengan dinas/lembaga pemerintahan terkait pencegahan
bencana
(5)
Pembentukan sistem evaluasi resiko pos gempa bumi sementara
(6)
Pemberian pendidikan dan pelatihan bagi organisasi dan warga di daerah tersebut
3-75
【Bab 3
Lampiran】
Fungsi Kerapuhan
Daftar Isi
BAB 1 GARIS BESAR.............................................................................................................1
1.1 PENTINGNYA FUNGSI KERAPUHAN (FRAGILITY FUNCTION)........................1
1.2 CARA PENERAPAN HASIL FUNGSI KERAPUHAN
(FRAGILITY FUNCTION) ...................................................................................1
BAB 2 METODOLOGI ............................................................................................................2
2.1 FUNGSI KERAPUHAN (FRAGILITY FUNCTION) MENURUT
PERPINDAHAN SPEKTRAL ....................................................................................2
2.1.1 Rumus Dasar.....................................................................................................2
2.1.2 Perpindahan spectral Sd....................................................................................4
2.1.3 Nilai Ambang Batas ..........................................................................................9
2.2 HUBUNGAN ANTARA INTENSITAS SPEKTRUM RESPONS DENGAN MMI ..9
BAB 3 PENENTUAN PARAMETER....................................................................................10
3.1 KEBIJAKAN DASAR...............................................................................................10
3.1.1 Prosedur Dasar................................................................................................10
3.1.2 Prosedur Pengukuran ...................................................................................... 11
3.2 PARAMETER DAN PENGUKURAN...................................................................... 11
3.2.1 Spektrum Respons .......................................................................................... 11
3.2.2 Parameter ........................................................................................................14
3.3 PENGUKURAN ........................................................................................................15
BAB 4
FUNGSI KERAPUHAN (FRAGILITY FUNCTION) UNTUK
PERKIRAAN KERUSAKAN ....................................................................................18
Table 3.2.1
Tabel 3.3.1
Table 3.3.2
Penetapan Parameter untuk Tiap Tipe Bangunan .............................................14
IJMA yang diuji ................................................................................................15
Penentuan Titik Kontrol untuk Pengukuran .....................................................16
Gambar 2.1.1 Model Derajat Kebebasan Majemuk ..................................................................4
Gambar 2.1.2 Gambar Skema Spektrum Kapasitas ..................................................................6
Gambar 3.2.1 Spektrum Respons Standar Indonesia tengang Beban Gempa
SNI 03-1726-2002 ............................................................................................12
Gambar 3.2.2 Peta Zona Setiap Spektrum Respons ................................................................13
Gambar 3.3.1 PointSurvei .......................................................................................................15
Gambar 3.3.2 Hasil Pengukuran..............................................................................................17
Gambar 4.1.1 Fungsi Kerapuhan (Fragility Function) untuk Perkiraan Kerusakan ...............18
Laporan Akhir
BAB
1.1
1
GARIS BESAR
Pentingnya Fungsi Kerapuhan (Fragility Function)
Pertama-tama, paragraf ini akan menjelaskan tentang logika yang berhubungan tentang kerusakan
akibat gempa. Perhatian khusus harus diberikan jika logika yang dijelaskan dalam paragraf ini
diterapkan pada jenis bencana lain selain kerusakan akibat gempa.
Secara umum, ini merupakan pelajaran yang sangat berharga bagi seseorang yang hidup dalam
jangka waktu yang lama di suatu daerah dan pengalaman tersebut dapat dijadikan dasar pemikiran
bagi upaya pencegahan bencana. Namun prinsip ini jarang berkaitan dengan bencana gempa bumi
karena periode ulang gempa bumi lebih lama dibandingkan usia manusia, sehingga tidak cukup
hanya dengan pengalaman di daerah tertentu. Hasil sistematik yang diamati dalam jangka waktu
yang lama dan pertimbangan tentang lempeng tektonik dapat digunakan sebagai pengganti
pengalaman generasi yang terbatas.
Sebagai langkah pemahaman selanjutnya, harus diketahui tingkat kerusakan akibat pergerakan
gempa yang telah diprediksi. Penting untuk diketahui apakah kota kita cukup kuat dari segi upaya
pencegahan bencana gempa. Jika tidak, maka pertanyaan selanjutnya adalah apa yang akan
terjadi akibat pergerakan gempa yang telah diprediksi. Fungsi kerapuhan (Fragility Function)
adalah sarana yang dapat menjawab pertanyaan tersebut. Kita dapat memperkirakan berapa
banyak gedung yang mungkin rusak dan juga tingkat kerusakannya.
Selain itu, perlu diketahui jumlah total bantuan darurat setelah gempa terjadi. Jika jumlah gedung
yang runtuh dapat diperkirakan, maka kita dapat menaksir jumlah kematian, jumlah orang yang
membutuhkan perawatan medis darurat, jumlah orang yang membutuhkan pengerahan alat‐alat,
dan jumlah penampungan yang dibutuhkan. Jika jumlah total dari bantuan darurat diluar
kemampuan pemerintah daerah yang bersangkutan, maka diperlukan upaya untuk memberikan
pertolongan.
1.2
Cara Penerapan Hasil Fungsi Kerapuhan (Fragility Function)
Fungsi Kerapuhan (Fragility Function) dinyatakan sebagai “hubungan antara rasio kerusakan P
dan kekuatan MMI pergerakan gempa bumi” pada laporan utama. Nilai tingkat kerusakan P
dihasilkan dari Rumus
(1.2.1).
P=
ND
NT
(1.2.1)
dimana,
ND : Jumlah bangunan yang rusak di daerah bencana
NT : Jumlah total bangunan di daerah bencana
1
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Sasaran tingkat kerusakan yang dijelaskan pada paragraf ini adalah tingkat kerusakan, yang
melebihi tingkat “kerusakan amat berat” yang dijelaskan oleh Architectural Institute of Japan
(AIJ). AIJ dengan tegas menguraikan tingkat kerusakan dari segi tekhnik struktural.1 Korban jiwa
terjadi di dalam gedung yang mengalami kerusakan tersebut. Ini merupakan alasan mengapa
tingkat kerusakan menjadi sasaran dalam kajian ini.
Rasio kerusakan P dievaluasi untuk mengklasifikasikan tipe bangunan.
Skala Mercalli yang dimodifikasi (MMI) adalah penjelasan internasional dari kekuatan
pergerakan gempa pada permukaan tanah. Skala intensitas gempa ini dibagi menjadi 12 tahap
evaluasi menurut kejadian, yaitu pengamatan seseorang dan perasaannya pada saat gempa terjadi
(“sulit untuk berdiri”, dsb). Dalam kajian ini, peta MMI juga berlaku sebagai peta rawan bencana.
Sehingga tingkat kerusakan pada setiap wilayah di Jember dapat dikenali berdasarkan nilai MMI
di wilayah bersangkutan dan rasio kerusakan P yang dapat dibaca dari fungsi kerapuhan.
Jumlah gedung yang rusak di tiap area dapat dihitung dengan mengalikan jumlah tiap tipe gedung
dan nilai rasio kerusakan P, jika data jumlah gedung untuk tiap tipe di area tersebut tersedia. Akan
tetapi, data yang dimaksud di atas tidak tersedia di Jember. Pelaksanaan Sensus Gedung adalah
tugas yang harus dilakukan selanjutnya oleh Pemerintah Daerah Jember.
Skala operasi untuk penguatan gedung diperlukan sebagai upaya mitigasi bencana dan jumlah
total bantuan darurat yang diperlukan setelah gempa menjadi jelas saat dihitung dengan
menggunakan hitungan di atas.
BAB
2.1
2
METODOLOGI
Fungsi Kerapuhan (Fragility Function) Menurut Perpindahan Spektral
2.1.1 Rumus Dasar
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa fungsi kerapuhan menyatakan hubungan antara
rasio kerusakan P dan kekuatan gerakan gempa MMI di dalam laporan utama. Namun hubungan
tersebut tidak dapat dijelaskan secara langsung. Diperlukan beberapa langkah deduksi dari
tekhnik struktural untuk mendapatkan nilai tersebut. Langkah deduksi pertama adalah untuk
mendapatkan fungsi kerapuhan berdasarkan perpindahan spektral.
Rasio kerusakan P dinyatakan sebagai pembagian lognormal kumulatif dimana perpindahan
spektral dianggap sebagai variabel probabilitas. Rumus dasar tersebut ditunjukkan dalam Rumus
(2.1.1).
1
“Kerusakan Amat Berat” yang ditetapkan oleh AIJ sama dengan G4 menurut European Macroseismic Scale
(EMS)
2
Laporan Akhir
⎡ ln Sd − λ ⎤
P[D ≥ d s Sd ] = Φ ⎢
⎥
⎣ β ds ⎦
(2.1.1)
dimana,
P[D ≥ d s S d ] : Probabilitas kondisi kerusakan bangunan D lebih kecil dari ds dengan
memperhatikan perpindahan spektral Sd
Sd
:
Perpindahan Spektral
λ
:
Logaritma dari median perpindahan Sd ke kondisi kerusakan ds (yang
didefinisikan dalam Rumus (2.1.1) )
λ = ln(S dm )
Sdm
:
(2.1.2)
Median perpindahan spektral Sd ke kondisi kerusakan ds
(Median didefinisikan sebagai nilai dimana probabilitas terlampaui
menjadi sama dengan probabilitas tak terlampaui, yaitu pembagian
kumulatif sama dengan 50%)
βds
:
Standar deviasi dari logaritma perpindahan spektral Sd ke kondisi
kerusakan ds
Φ
: Operasional kalkulus untuk memperoleh pembagian normal standar
kumulatif
Berdasarkan definisi di atas, rasio kerusakan P diperoleh dengan menambahkan perpindahan
spectral Sd kedalam Rumus. (2.1.1). Perpindahan spectral Sd dihitung dengan menggunakan
model bangunan yang akan dijelaskan di bagian selanjutnya. Nilai Sdm dan βds juga dijelaskan
pada bagian selanjutnya.
Yang dimaksud dengan operasional kalkulus Φ dijelaskan sebagai berikut.
⎡ ln S d − λ ⎤
⎥ diubah
⎣ β ds ⎦
Ketika variabel-variabel yang masuk dalam rumusan operasional kalkulus ⎢
menjadi sebagai berikut. Standardisasi variabel z diperoleh melalui Rumus (2.1.3).
lnSd → x
λ
→ x
βds
→σ
z=
x−x
(2.1.3)
σ
3
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Pembagian kumulatif P(x) didefinisikan pada Rumus (2.1.4).
P(x ) =
1
2π
∫
x− x
σ
−∞
⎧ z2 ⎫
exp⎨− ⎬dz
⎩ 2⎭
(2.1.4)
Where,
P(x) : Pembagian Kumulatif
x :
Rata-rata
σ:
Standar deviasi
Selanjutnya pembagian kumulatif tidak dapat diperoleh melalui perhitungan di atas kertas karena
membutuhkan integrasi dari -∞ sampai dengan x yang bersangkutan. Namun fungsi error
disiapkan sebagai fungsi instrinsik program komputer EXCEL dan beberapa perangkat program
(Fortran compiler, dsb). Apabila fungsi tersebut digunakan, pembagian kumulatif dapat
dilaksanakan tanpa masalah.
2.1.2 Perpindahan spectral Sd
1) Model Gedung
Perpindahan spektral Sd dapat diperoleh apabila model analisa dinamik ditetapkan dan respons
spektrum juga digunakan. Maka model derajat kebebasan majemuk seperti yang ditunjukkan oleh
Gambar 2.1.1 ditetapkan untuk tiap tipe gedung sebagai model analisa dinamik.
Gambar 2.1.1
Model Derajat Kebebasan Majemuk
Jenis model ini biasanya ditetapkan sebagai model analisa dinamik untuk membangun rancangan
tahan gempa dan melambangkan massa dan kekakuan tiap lantai dalam sebuah gedung. (Model
ini tidak diperlukan untuk gedung satu lantai tetapi sangat dibutuhkan saat membahas gedung
betingkat)
Nilai Eigen (yaitu periode dasar dan vektor Eigen) diperoleh dengan menganalisa nilai Eigen
4
Laporan Akhir
menggunakan model gedung. Nilai Eigen adalah solusi yang memenuhi Rumus (2.1.5) dan dari
angka yang sama dengan derajat kebebasan model.
([K ] − ω [M ]){φ } = {0}
2
(2.1.5)
dimana,
[K] : Matriks kekakuan yang diperoleh melalui kekakuan tiap lantai dalam model
[M] : Matriks massa yang diperoleh melalui massa tiap lantai dalam model
{φ } :
ω
Vektor Eigen
: Kecepatan sudut yang dijelaskan dalam Rumus (2.1.6)
ω = 2πf =
f
: Frekuensi alami
T
: Periode alami
2π
T
(2.1.6)
Untuk menjelaskan matriks kekakuan di atas, ditetapkan anggapan berikut.
Secara umum, dimensi dari kolom di lantai bagian bawah lebih besar daripada kolom di puncak
gedung sehingga kekakuan kolom menjadi berkurang.
Lalu, diasumsikan bahwa kekakuan pada lantai ke‐ dari puncak model gedung dihitung dengan
menggunakan rumus (2.1.7).
I
kN = N ・
k1
(2.1.7)
dimana,
KN :
Kekakuan lantai ke-
N :
Jumlah total tingkat bangunan
I
Indeks
:
dari puncak gedung model
Bila I = 0.0, kekakuan tiap tingkat/lantai menjadi sama.
Bila I = 1.0, pergeseran lantai akibat gaya inersia/kelembaman yang tersebar merata
menjadi sama
0.5 adalah nilai I yang digunakan dalam kajian ini.
K1 :
Kekakuan lantai puncak gedung
5
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
2) Spektrum Kapasitas
(1)
Konsep Spektrum Kapasitas
Model gedung yang telah dijelaskan pada bagian sebelumnya digantikan oleh spektrum kapasitas
yang ditunjukkan oleh Gambar 2.1.2.
Sa
(S a )max
(Sd )y
Gambar 2.1.2
Sd
Gambar Skema Spektrum Kapasitas
Spektrum Kapasitas menggambarkan karakteristik dari model derajat kebebasan tunggal (yaitu
model analisa dinamik) sehingga melambangkan komponen yang mempengaruhi mode dasar dari
model derajat kebebasan majemuk. Sumbu vertikal dari spektrum kapasitas menunjukkan
percepatan spektral, sumbu horisontal menunjukkan perpindahan spektral Sd. Karakteristik
diasumsikan menahan perilaku elastik sebelum yield displacement (Sd) y, dan juga menahan garis
lurus dari percepatan kapasitas (Sa) maksimum setelah (Sd) y.
(2)
Percepatan Kapasitas (Sa) Maksimum
Percepatan kapasitas (Sa)max diperoleh melalui Rumus (2.1.8).
(S a )max
⎛V ⎞ G
= ⎜ ⎟・
⎝ W ⎠ α1
Dimana,
(Sa)max :
Percepatan Kapasitas
⎛V ⎞
⎜ ⎟ : Rasio beban gempa horizontal terhadap berat
⎝W ⎠
G
:
Percepatan gravitasi
α1
:
Rasio massa efektif mode dasar
6
(2.1.8)
Laporan Akhir
Rasio massa efektif mode dasar α1 diperoleh melalui Rumus. (2.1.9) (Nilai α1 untuk bangunan
berlantai satu adalah 1.0).
α1 =
M x1
∑ mn
(2.1.9)
Dimana,
:
Mx1
∑m
n
Massa mode dasar
: Massa total
⎛V ⎞
⎟ diperoleh melalui Rumus (2.1.10).
⎝W ⎠
Rasio beban gempa horizontal terhadap berat ⎜
⎛V ⎞
⎜ ⎟ = C・
i γ・
i λi
⎝ W ⎠i
(2.1.10)
Dimana,
Ci :
Koefisien desain intensitas gempa
γi :
Faktor kekuatan lebih yang menghubungkan tegangan luluh (yield strength) “asli”
terhadap kekuatan desain
λi :
Faktor kekuatan lebih yang menghubungkan kekuatan “maksimum” terhadap tegangan
luluh (yield strength).
(Tulisan dibawah garis (subscript) menunjukkan tipe gedung)
Ci disesuaikan dengan koefisien yang biasa disebut dengan koefisien geser dasar (base shear
coefficient) dalam analisa umum rancangan gedung. Faktor kekuatan lebih dalam kajian ini
ditetapkan dengan nilai γ i =1.5, λi =3.0 berdasarkan pertimbangan teknologi. Nilai Ci
ditetapkan untuk tipe gedung dengan pemikiran bahwa rancangan dengan analisa kerangka telah
⎛V ⎞
⎟ ditetapkan untuk tipe gedung dengan pemikiran bahwa rancangan
⎝W ⎠
dilakukan. Nilai ⎜
konvensional tanpa analisa modern telah dilakukan. Selain itu, beberapa pengukuran diperlukan
ketika berbicara tentang pengamatan terhadap beberapa peristiwa gempa yang terjadi
sebelumnya.
7
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
(3)
Yield Displacement (Sd) y diperoleh melalui Rumus (2.1.11).
(S d ) y
Dy
=
F p・
φ top
(2.1.11)
∑H
Dimana,
Dy
: Rasio pergeseran elastisitas lantai (Yield story drift ratio)
φ top
: Vektor Eigen puncak gedung
∑H
: Tinggi total gedung
Fp
: Faktor partisipasi mode pertama
(4)
Perpindahan Spektral Sd
Pada saat spektrum respons percepatan dipersiapkan sebagai syarat untuk input gerakan gempa,
percepatan spektral (Sa)l dapat dibaca dalam nilai sumbu vertikal terhadap sumbu horisontal T dari
spektrum tersebut. Perpindahan pseudo (Sd)l dihasilkan melalui persamaan (2.1.12).
T ⎞
⎟
⎝ 2π ⎠
⎛
(S d )l = ( S a )・
l ⎜
2
(2.1.12)
dimana,
(Sa)l : Percepatan Spektral tergantung pada asumsi elastisitas
(Sd)l : Perpindahan spektral tergantung pada asumsi elastisitas
T
: Periode dasar spektrum kapasitas diperoleh melalui Rumus (2.1.13)
T = 2π
(S d ) y
(S a )max
8
(2.1.13)
Laporan Akhir
Perpindahan spectral Sd diperoleh melalui Rumus (2.1.14) sebagai elasto-plastic solution.
S d = (S d )l
Sd =
Jika (Sd)l (Sd)y
(S d )l
2
+ (S d ) y
2(S d ) y
(2.1.14)
2
Jika (Sd)l＞(Sd)y
Dimana,
(Sd)l
:Perpindahan spektral tergantung pada asumsi elastisitas
(Sd)y
:Spectral yield Displacement
2.1.3 Nilai Ambang Batas
Kerusakan suatu gedung dievaluasi dengan membandingkan perpindahan spektral Sd dengan
median perpindahan spektral Sd sesuai ketentuan kerusakan ds Sdm. Nilai Sdm disebut juga dengan
nilai ambang batas. Setiap tipe gedung diberikan nilai khusus Sdm tersebut. Nilai Sdm diperoleh
melalui Rumus (2.1.15) berdasarkan pergeseran lantai gedung.
S dm =
Ds
⎡φ j − φ j +1 ⎤
F・
⎥
p ⎢
⎣⎢ H j ⎦⎥ max
(2.1.15)
Dimana,
Ds : Rasio pergeseran lantai sesuai dengan kondisi kerusakan ds “Kerusakan sangat parah”
Fp : Faktor pengikut mode dasar
φｊ : Vektor Eigen lantai ke j
Hｊ : Ketinggian lantai ke j
2.2
Hubungan antara Intensitas Spektrum Respons dengan MMI
Hubungan antara rasio kerusakan P dan perpindahan spektral Sd telah dijelaskan pada Bagian
2.1.1. Kemudian rasio kerusakan P dapat menghasilkan fungsi yang dianggap bisa membuat
intensitas gempa MMI menjadi variabel yang dapat dijelaskan.
Enam kelompok standar spektrum respons Indonesia tentang beban gempa SNI 03‐1726‐2002
digunakan sebagai input gerakan gempa pada kajian ini. Secara umum, intensitas spektrum
respons pada periode dasar T =0 detik sama dengan nilai percepatan maksimum (PGA) di
permukaan tanah.
9
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Pada sisi lain, hubungan antara PGA dan MMI diperoleh melalui rumus regresi yang ditunjukkan
dalam Rumus (2.2.1). Maka hubungan antara rasio kerusakan P dan MMI berhubungan melalui
PGA.
log a = 0.014 + 0.3(MMI )
(2.2.1)
dimana,
a : Nilai maksimum percepatan (PGA ) permukaan tanah
Hubungan antara PGA dan IJMA (Skala Intensitas Gempa Badan Meteorologi Jepang) diperoleh
melalui rumus regresi yang ditunjukkan dalam Rumus (2.2.2). Sehingga rasio kerusakan P dan
IJMA berhubungan melalui PGA.
I JMA = 0.55 + 1.90 log(a )
BAB
3.1
3
(I = 4 sampai 7)
(2.2.2)
PENENTUAN PARAMETER
Kebijakan Dasar
3.1.1 Prosedur Dasar
Parameter berikut diatur untuk menentukan fungsi kerapuhan (Fragility Function) berdasarkan
perpindahan spektral.
•
⎛V
⎝W
Rasio beban gempa horisontal terhadap berat ⎜
tetapan
⎞
⎟ , atau sebuah kombinasi dari koefisien
⎠
intensitas gempa Ci dan faktor kekuatan lebih γ i , λi .
yield story
Dy
•
Rasio pergeseran
•
Tinggi tiap lantai Hｊ
•
Rasio pergeseran lantai sesuai ketentuan kerusakan “kerusakan amat berat” Ds
Spektrum Kapasitas dihasilkan dengan menggunakan parameter di atas melalui prosedur yang
digambarkan pada Bagian 2.1.2 2). Perpindahan spektral Sd dihitung dengan menggunakan
Spektrum Kapasitas dan Spektrum Respons. Rasio kerusakan P diperoleh melalui hubungan
antara perpindahan spektral Sd dan ambang batas “kerusakan amat berat”.
10
Laporan Akhir
3.1.2 Prosedur Pengukuran
Fungsi Kerapuhan (Fragility Function) perlu diuji menurut pengamatan situasi kerusakan pada
bencana gempa bumi sebelumnya. Namun kasus bencana gempa yang lalu tidak perlu terlalu
dikaji dengan satuan pergerakan gempa. Jadi, mengacu pada rangkuman di sini sebagai hubungan
antara IJMA dan rasio kerusakan P. Rasio kerusakan P
dihitung dengan menggunakan prosedur
seperti digambarkan pada Bagian 3.1.1 dimana secara berangsur‐angsur mengubah nilai IJMA.
Parameter yang diasumsikan sebelumnya diukur dengan menggunakan hasil di atas kembali dan
pengamatan terhadap situasi kerusakan pada bencana gempa sebelumnya
3.2
Parameter dan Pengukuran
3.2.1 Spektrum Respons
Enam kelompok standar spektrum respons Indonesia sehubungan beban gempa SNI 03‐1726‐
2002 ditunjukkan pada Gambar 3.2.1. Peta zona tiap spektrum respons ditunjukkan pada Gambar
3.2.2.
11
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Gambar 3.2.1
Spektrum Respons Standar Indonesia tentang Beban Gempa SNI 03-1726-2002
12
Laporan Akhir
Gambar 3.2.2
Peta Zona Setiap Spektrum Respons
13
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Spektrum Respons pada Gambar 3.2.1disusun dengan menggunakan prinsip‐prinsip berikut:
Nilai PGA yang ditunjukkan pada Gambar 3.2.2 adalah nilai percepatan maksimum pada
permukaan dasar batuan di dalam tanah. Percepatan akan meningkat pada tiap lapisan permukaan
dan mencapai nilai percepatan maksimum (PGA) pada permukaan tanah.
Secara umum, intensitas spektrum respons pada periode dasar T =0 detik sama dengan nilai
percepatan maksimum (PGA) pada permukaan tanah.
Seperti ditunjukkan pada Gambar 3.2.2, Jember berada pada Zona 4. Nilai percepatan maksimum
(PGA) pada permukaan tanah adalah 0.24g untuk Tanah Keras, 0.28g untuk Tanah Sedang dan
0.34g untuk Tanah Lunak.
Intensitas spektrum respons antara T =0 detik sampai T =0.2 detik diberikan sebagai nilai
proporsional pada periode dasar T.
Intensitas spektrum respons yang lebih lama dari T =0.2 detik akan konstan untuk sementara
waktu. Nilai maksimum 2.5 kali PGA akan ditunjukkan.
Intensitas spektrum respons pada periode yang relatif panjang diberikan sebagai nilai kebalikan
proporsional pada periode dasar T
Dengan menganggap bahwa prinsip‐prinsip yang disebutkan di atas sama, maka spektrum
respons ditetapkan dan rasio kerusakan P dihitung dengan menggunakan prosedur seperti
dijelaskan dalam Bagian 3.1.1 yang secara berangsur‐angsur mengubah nilai IJMA.
3.2.2 Parameter
Parameter yang ditetapkan untuk setiap tipe bangunan ditunjukkan pada Tabel 3.2.1
Tabel 3.2.1
Tipe Bangunan
Confined Masonry
(Dinding Bata
Pasangan Terkekang)
Un-reinforced
Masonry (Dinding
Bata Tidak Bertulang)
RC (Kerangka beton)
Conventional RC
(Kerangka Beton
Konvensional)
kayu dan bambu
Penetapan Parameter untuk Tiap Tipe Bangunan
C
γ
λ
V/W
Dy
Hi
(m)
Periode
Dasar
(dtk)
Ds
0.071
1.5
3.0
0.3195
1/400
2.25
0.266
1/66
0.039
1.5
3.0
0.1755
1/400
2.25
0.359
1/66
0.1255
1.5
3.0
0.56475
1/400
2.25
0.200
1/66
0.069
1.5
3.0
0.3105
1/400
2.25
0.270
1/66
0.134
1.5
3.0
0.603
1/300
2.25
0.224
1/66
14
Laporan Akhir
3.3
Pengukuran
Fungsi Kerapuhan (Fragility Function) diuji dengan mengacu pada pengamatan situasi kerusakan
pada bencana gempa sebelumnya. Sebagai contoh, dari situasi kerusakan bencana gempa di Pulau
Jawa, Indonesia pada 27 Mei 2006 dan bencana tersebut dianggap banyak memiliki kesamaan
dengan situasi gedung pada area kajian. Beberapa pengamatan terhadap kondisi kerusakan
dilaporkan untuk setiap tipe gedung. Sehubungan dengan intensitas gempa pada permukaan tanah,
Takada mengkajinya melalui survei kuesioner di daerah tersebut (Shiro Takada et. al “Strong
Ground Motion and Lifeline Damage during the Java Yogyakarta Earthquake/Pergerakan Tanah
yang Kuat dan Kerusakan Fasilitas Vital Selama Bencana Yogyakarta, Jawa”). Sebagian dari hasil
kajian tersebut ditampilkan dalam Tabel 3.3.1 dan Gambar 3.3.1.
Tabel 3.3.1 IJMA yang diuji
Laporan Takada
Lokasi
Bantul
Bantul
Bantul
Sabdodari
Sabdodari
Sabdodari
Sumber Agung
Sumber Agung
Sumber Agung
Trimulyo
Trimulyo
Trimulyo
Banbanglipuro
Gantiwarno
Gantiwarno
Gantiwarno
Jogjakarta
IJMA
5.2
5.4
4.9
5.8
5.7
5.2
5.9
5.6
5.8
5.0
5.4
5.4
5.5
5.4
5.6
5.4
5.2
IJMA
5 atau lebih
5 atau lebih
5 atau
6 atau
6 atau
5 atau lebih
6 atau
6 atau
6 atau
5 atau lebih
5 atau lebih
5 atau lebih
6 atau
5 atau lebih
6 atau
5 atau lebih
5 atau lebih
Gambar 3.3.1
Poin Survei
Sesuai dengan hasil di atas maka diasumsikan bahwa nilai yang mewakili IJMA untuk beberapa
daerah yang rusak parah di Yogyakarta adalah 5.5 karena laporan tersebut menunjukkan bahwa
nilai IJMA pada area survei antara “5 atau lebih” dan “6 atau kurang”. Kemudian, beberapa titik
kontrol yang ditunjukkan oleh Tabel 3.3.2 ditetapkan untuk pengukuran.
15
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
Tabel 3.3.2
Penentuan Titik Kontrol untuk Pengukuran
Yogyakarta
Kualitas Baik
JMAI
P
Pasangan Dinding
Bata Terkekang
Dinding Bata
Beton Bertulang
Kayu
Bambu
4.9
70
4.9
5.3
4.9
4.9
80
15.87
15.87
Kualitas Buruk
JMAI
P
4.9
50
Titik kontrol tersebut di atas disusun dengan menggunakan prinsip prinsip berikut:
• Rasio kerusakan P untuk dinding bata pasangan terkekang (confined masonry) sebesar 50%
atau kurang untuk IJMA =5.5 dengan beranggapan pada penjelasan dari Laporan No.
18900001 sebagai dasar.
• Rasio kerusakan untuk tembok bata sebesar 90% untuk for IJMA =5.5 berdasarkan
penjelasan bahwa hampir seluruh bangunan rumah dari pasangan bata runtuh walaupun
hanya pada area tertentu.
• Rasio kerusakan untuk kerangka beton (RC) sebesar 2.28% untuk IJMA =5.18 karena
dianggap sangat memenuhi Building Code, yang efektif dalam wilayah tersebut.
Sebagai dasar-dasar yang telah disebutkan di atas
Dianggap bahwa IJMA yang akan ditentukan pada saat merancang sama dengan 5.18 karena
nilai PGA 0.28g, yang terbaca pada spektrum respons untuk tanah sedang dalam Zona 4
pada detik T=0.
Pada saat Indeks Reliabilitas β diasumsikan sama dengan 2.0, probabilitas kegagalan
kumulatif dari bangunan yang menerima beban gempa sama dengan gerakan gempa
rancangan menjadi 2.28%.
• Rasio kerusakan P untuk gedung kerangka beton kualitas rendah diasumsikan sebesar 50%
untuk IJMA 5.5 sebagai nilai yang mewakili wilayah Yogyakarta. Dianggap bahwa
ketahanan gempa dari gedung berkerangka beton kualitas rendah lebih rendah daripada
bangunan dengan dinding bata pasangan terkekang (confined masonry).
(Rasio pergeseran lantai sesuai ketentuan “kerusakan amat berat” pada tipe yang disebutkan di
atas diasumsikan sebesar 1/400)
• Rasio kerusakan P untuk gedung kayu diasumsikan sebesar 15.9% pada IJMA 5.5 yang
merupakan nilai yang mewakili wilayah Yogyakarta berdasarkan gambaran bahwa hampir
16
Laporan Akhir
seluruh rumah yang dibangun dari kayu tidak runtuh walaupun berada dalam wilayah
guncangan hebat.
Pada saat Indeks Reliabilitas β diasumsikan sebesar 1.0, probabilitas kegagalan kumulatif
dari bangunan yang mendapatkan beban gempa sama dengan IJMA 5.5 yang merupakan nilai
yang mewakili Yogyakarta menjadi 15.9%. Dengan kata lain β, nilai yang reliabilitasnya
berbeda dari tipe gedung dengan metode konstruksi modern, ditentukan untuk gedung
kayu.
(Rasio pergeseran lantai sesuai kondisi kerusakan “kerusakan amat berat” dari gedung kayu
diasumsikan sebesar 1/300)
Hubungan antara rasio kerusakan P dan IJMA diperoleh melalui hitungan yang menggunakan titik
kontrol dan titik kontrol itu sendiri dapat dibandingkan dalam Gambar 3.3.2.
100
Tembok
Masonrｙ
P (%)
RC
buruk
Poor
RC
50
Kayu
Wood
Batasan
Tembok
Confined
Masonry
RC
0
3
4
5
6
気象庁震度階 Japan Meteorological Agency Seismic Intensity Scale
Gambar 3.3.2
Hasil Pengukuran
17
7
Kajian Tentang Penanggulangan Bencana Alam di Indonesia
4
FUNGSI KERAPUHAN (FRAGILITY FUNCTION) UNTUK
PERKIRAAN KERUSAKAN
Hubungan antara rasio kerusakan P dan MMI diperoleh melalui penghitungan yang ditunjukkan
pada Gambar 4.1.1.
100
Tembok
Masonrｙ
RC buruk
Poor RC
Batasan Tembok
Confined
Masonry
P (%)
BAB
50
Kayu
Wood
RC
0
4
Gambar 4.1.1
5
6
7
8
MMI
9
10
11
12
Fungsi Kerapuhan (Fragility Function) untuk Perkiraan Kerusakan
18