## APLIKASI PENGGUNAAN KARET ALAM SEBAGAI ALAT PEREDAM GEMPA PADA BANGUNAN RUMAH TINGGAL SEDERHANA
Seismic Bearing Application Using Natural Rubber for Residential Housing
1* 1
2 2 Usman WIJAYA , RACHMANSYAH , Adi CIFRIADI , Santi PUSPITASARI , dan
2 Asron. F. FALAAH
1 Departemen Teknik Sipil, Universitas Kristen Krida Wacana. Jalan Tanjung Duren Raya, No. 4, Jakarta Barat 11470, DKI Jakarta
2 Balai Penelitian Teknologi Karet, Pusat Penelitian Karet Jalan Salak No. 1, Bogor 16128, Jawa Barat
Diterima : 21 Maret 2021 / Disetujui : 31 Agustus 2021

## Abstract
The  design  concept  of  using  base isolator is dissipation energy, the absorption of  earthquake  forces  by  separating  the structure  of  the  building  above  it  from  the ground. The safety aspect is often neglected for residential housing. This is mainly related to the detailing of rebar reinforcement is often neglected  in  the  implementation  under  the pretext  of  reducing  construction  costs. Solution  for  the  two  problems  above  is  to introduce the use of base isolator. This base isolator was developed from the engineering process  and  the  manufacture  of  the  basic material  of  rubber  compound  to  suit  its designation  as  a  seismic isolator. A  layer of woven roving fiberglass reinforcement is used as  a  substitute  for  steel  plate  which  is economically cheaper and can be applied. The application  of  the  use  of  base  isolator  is carried out by testing the rubber material and analyzing  the  base  isolator  numerically  to produce  mechanical  properties  and  the damping ratio of 9 percent. The damping ratio value is used as an input data into simulation of earthquake-resistant buildings with eleven ground motion earthquake records. From the simulation  results,  it  was  found  that  the behavior  of  using  base  isolator  was  able  to increase the performance of the building.
Keywords:  base  isolator,  damping  ratio, earthquake, fiberglass, rubber

## Abstrak
Konsep  desain  penggunaan  karet peredam gempa adalah energi disipasi, yaitu penyerapan gaya gempa sebelum masuk ke bangunan  dengan  cara  pemisah  struktur bangunan  diatasnya  dari  tanah  yang merupakan  pusat  sumber  kedatangan gempa.  Aspek  keamanan  pelaksanaan pembangunan  terutama  untuk  perumahan rakyat  seringkali  terabaikan.  Hal  ini terutama  berkaitan  dengan  pendetailan tulangan  baja  yang  merupakan  aspek penting  dalam  kriteria  bangunan  tahan gempa yang kerap kali terabaikan di dalam pelaksanaan  baik  secara  tidak  disengaja maupun  disengaja  dengan  dalih  menekan biaya  pembangunan  agar  nilai  bangunan lebih  ekonomis.  Dengan  pertimbangan kedua  permasalahan  di  atas,  maka  solusi yang  paling  elegan  dan  memungkinkan untuk negara berkembang seperti Indonesia dimana  sebagian  besar  penduduknya menghuni  perumahan  rakyat  daripada apartemen  bertingkat  adalah  mengenalkan penggunaan  karet  peredam  gempa.  Karet peredam gempa berfungsi sebagai penyekat atau  peredam  agar  gaya  gempa  sebelum merambat  masuk  ke  struktur  bangunan dapat  diredam.  Peredam  gempa  ini dikembangkan mulai dari teknik proses dan pembuatan bahan dasar kompon karet agar tepat sesuai dengan peruntukannya sebagai bahan isolator (pemisah). Untuk perkuatan
Jurnal Penelitian Karet, 2021, 39 (2) : 137 - 150 Indonesian  J.  Nat. Rubb. Res., 2021, 39 (2) : 137 - 150 Doi : 10.22302/ppk.jpk.v39i2.765
digunakan  lapisan reinforcement woven roving fiberglass sebagai  pengganti  pelat baja yang secara nilai ekonomi lebih inovatif d a n   d a p a t   d i a p l i k a s i k a n .   A p l i k a s i p e n g g u n a a n   k a r e t   p e r e d a m   g e m p a dilakukan dengan pengujian material karet dan  menganalisa  karet  peredam  gempa t e r s e b u t   s e c a r a   n u m e r i k   u n t u k menghasilkan  sifat  mekanik  dan  nilai redaman  disipasi  energi  sebesar  9  persen. Nilai rasio redaman tersebut dimasukan ke dalam  simulasi  bangunan  rumah  tinggal tahan gempa menggunakan software ETABS dengan sebelas rekaman gempa yang pernah terjadi.  Dari  hasil  simulasi  diperoleh p e r i l a k u   b a n g u n a n   r u m a h   t i n g g a l menggunakan karet peredam gempa mampu menaikan  performa  bangunan,  dari  yang sebelumnya  tanpa  karet  peredam  gempa bangunan  mengalami  kerusakan  saat terjadi  gempa,  setelah  diaplikasikan  karet peredam gempa bangunan tidak mengalami kerusakan.
Kata  kunci:  ekonomis,  karet,  peredam gempa, perumahan rakyat

## PENDAHULUAN
Karet  alam  sering  digunakan  pada industri  manufaktur  otomotif  sebagai  alat peredam  getaran.  Pada  bangunan  rumah tinggal  sederhana  karet  alam  dapat digunakan  juga  sebagai  alat  peredam getaran,  yaitu  getaran  gempa.  Getaran gempa  yang  terjadi,  datang  dari  tanah kemudian merambat ke struktur bangunan rumah tinggal, dan merusak struktur rumah tinggal  (Tsiavos  et  al.,  2020).  Bangunan rumah  tinggal  khususnya  rumah  tinggal sederhana  yang  dibangun  tidak  melalui proses  perhitungan  dan  analisis  oleh  ahli konstruksi  sering  rusak  bahkan  rubuh ketika  terjadi  gempa  bumi.  Untuk mengurangi  kerusakan  dan  korban  jiwa ketika  terjadi  gempa  bumi,  karet  peredam gempa  dapat  digunakan,  karena  konsep karet  peredam  gempa  dapat  meredam  dan mendisipasi  gaya  gempa  yang  datang  dari tanah dengan karet peredam yang dipasang dibawah  kolom  bangunan,  sehingga  ketika terjadi  gempa  bumi  getaran  gempa  tidak sampai  merusak  struktur  atas  bangunan rumah tinggal (Wijaya & Kusumawati, 2021).
Penggunaan  karet  peredam  gempa sangat  efektif  untuk  mendisipasi  energi gempa, tetapi harganya yang sangat mahal akan menjadi pertimbangan yang berat bagi pemilik untuk menggunakannya (Calabrese et  al.,  2019).  Untuk  itu  perlu  adanya terobosan  dan  inovasi  dalam  pembuatan karet peredam gempa. Karet peredam gempa umumnya  menggunakan filler yang  mahal dalam  campuran  karet  dan  lapisan  baja  di antara lapisan karet dalam pembuatan karet peredam  gempa.  Inovasi  yang  dilakukan untuk  mendapatkan  suatu  produk  karet p e r e d a m   g e m p a   a d a l a h   d e n g a n memodifikasi komposisi filler dan mengganti lapisan baja dengan lapisan glass fiber .
Penelitian yang dilakukan oleh Sierra e t   a l .   ( 2 0 1 9 )   m e n g a n a l i s a   d a n membandingkan  lapisan  baja  dengan lapisan carbon  fiber dan nylon  fiber pada karet  peredam  gempa  untuk  bangunan rumah tinggal dengan parameter yang diuji adalah mechanical  properties karet  seperti hardness , uniaxial tension , compression set , dan shear untuk  bahan  dasar  karet  dan pengujian  horizontal  dan  vertikal  untuk penampang karet peredam gempanya secara keseluruhan.  Hasilnya,  karet  peredam gempa dengan lapisan carbon fiber memiliki nilai rasio redaman yang paling tinggi yaitu sebesar 10,2 persen tetapi kekakuan efektif paling rendah yaitu 175 kN/m dibandingkan dengan karet peredam gempa menggunakan lapisan  baja  ataupun nylon  fiber .  Untuk bangunan  rumah  tinggal,  meskipun kekakuan  efektifnya  rendah,  hal  ini  tidak menjadi masalah, karena bangunan rumah tinggal  memiliki  gaya  aksial  yang  relatif kecil,  namun  jika  pada  bangunan  tinggi, nilai kekakuan efektif rendah akan menjadi masalah (Sierra et al., 2019).
Karet  alam  dengan  nilai  modulus geser 0,55 MPa dan nilai elongasi pada saat putus  500%  dapat  digunakan  untuk menghasilkan karet peredam gempa inovatif untuk  bangunan  rumah  tinggal.  Lapisan antar  karet  diisi  dengan  lapisan perforated glass  fiber untuk  menahan  beban  rumah tinggal. Dari hasil pengujian eksperimental diperoleh  kekakuan  vertikal  sebesar  4.045 kN/m  sedangkan  kekakuan  efektif  lateral adalah  442  kN/m  dan  nilai  rasio  redaman adalah  4,4  persen.  Karet  peredam  gempa
Wijaya, Rachmansyah, Cifriadi, Puspitasari, dan Falaah
dengan karakteristik nilai rasio redaman 4,4 persen  sangat  cocok  digunakan  untuk rumah  tinggal  karena  memiliki  nilai redaman dan kekakuan vertikal yang tidak terlalu  tinggi  sejalan  dengan  beban  aksial rumah tinggal yang tidak terlalu besar dan gaya  geser  akibat  gempa  untuk  bangunan rumah tinggal yang tidak terlalu besar (Tavio & Wijaya, 2020).
Pendekatan  dua  tahap  diusulkan untuk  mengidentifikasi  sifat  nonlinier bantalan  karet  dengan  model  tumpuan bebas  pada  bagian  pondasi  untuk m e n g i s o l a s i   r e s p o n s   s e i s m i k   p a d a bangunan. Pada tahap pertama, parameter struktur  bangunan  dapat  diestimasi berdasarkan  pendekatan  Kalman  Filter ketika  struktur  mengalami  gempa  arah sumbu  lemah  dan  karet  peredam  gempa dasar  dalam  keadaan  linier.  Pada  langkah kedua,  gaya  bolak-balik  dalam  grafik histeretik  nonlinier  dari  karet  peredam gempa  dasar,  diperlakukan  sebagai  input f i k t i f   y a n g   t i d a k   d i k e t a h u i   s i s t e m strukturalnya  bangunan  dianalisis  tanpa karet  peredam  gempa,  dan  secara bersamaan  diidentifikasi  sebagai  sistem struktural  menggunakan  algoritma GKF-UI ketika struktur bangunan mengalami gempa kuat dan karet peredam gempa dasar berada d a l a m   k e a d a a n   n o n l i n i e r .   U n t u k menghindari masalah pada story-drift dalam identifikasi  perpindahan  dan  input  data elemen  fusi  fiktif  yang  tidak  diketahui  dari respon  regangan  dan  percepatan  yang terukur  digunakan  dalam  persamaan matematikanya.  Dari  dua  tahapan  metode analisis  karet  peredam  gempa  dasar tersebut, metode yang diusulkan ini mampu mengidentifikasi gaya histeretik bolak-balik karet  peredam  gempa  dasar  dengan pengukuran  respon  dinamik  struktural secara parsial. Pendekatan inovasi tersebut dapat  mengatasi  keterbatasan  metode sebelumnya.  Dan  juga  mampu  mengamati respon  percepatan  di  lokasi  dipasangnya karet peredam gempa dasar. Untuk validasi kinerja metode yang diusulkan, dua contoh simulasi numerik tersebut dapat digunakan untuk  mengidentifikasi  gaya  histeretik bolak-balik  karet  peredam  gempa  dasar d a l a m   m o d e l   y a n g   b e r b e d a   d a n menghasilkan  akurasi  yang  baik.  Dua metode  tersebut  dapat  diterapkan  pada kasus-kasus  ketika  gempa  telah  diketahui
tetapi identifikasi karakteristik sistem karet peredam  gempa  dasar  ketika  gempa  tidak diketahui belum dapat dilakukan dan perlu pembuktian  pengujian  eksperimental  di masa depan (Yang et al., 2020).
Studi  tentang  sifat  mekanikal  dan fisikal kompon karet untuk peredam gempa lapisan  baja  atau  biasa  disebut Steel Reinforced  Elastomeric Isolator  (SREI) berbahan dasar karet alam dan karet sintetis Styrene  Butadiene  Rubber ( SBR )  sebagai komponen  utamanya  dan  menggunakan pelat  baja  sebagai  lapisan  pengkakunya dilakukan  dengan  memodifikasi  formula karet  alam  (NR)  dengan  bahan  kimia vulkanisasi diantaranya yaitu memodifikasi formula filler yaitu Carbon  Black ( CB )  dan VN3.  Pengujian  sifat  fisikal  dan  mekanikal mengacu pada persyaratan uji standar ISO . Hasil  pengujian  mengungkapkan  efek modifikasi komponen filler berdampak pada peningkatan  kekerasan, compression  set , modulus  geser,  dan  kuat  tarik  serta penurunan  elongasi  dapat  dilakukan dengan cara melakukan modifikasi kompon secara  sinergi  diantaranya  dengan meningkatkan jumlah CB, mengganti SBR, dan  mengubah  sistem  vulkanisasi  menjadi vulkanisasi  efisien  sedangkan  silika  VN3 tidak  berefek  meningkatkan  sifat  fisikal maupun mekanikal. Dari peningkatan sifat fisikal  dan  mekanikal  nilai  rasio  redaman juga ikut meningkat (Koupai et al., 2017).
Pada  penelitian  ini  karet  peredam gempa  menggunakan  karet  alam  dengan l a p i s a n f i b e r g l a s s s e b a g a i   l a p i s a n reinforcement .  Kompon  karet  dan  lapisan f i b e r g l a s s s e b a g a i r e i n f o r c e m e n t menggantikan  pelat  baja  bertujuan menekan  biaya  produksi  karet  peredam gempa. Desain campuran lapisan fiberglass diperhitungkan  khusus  untuk  bangunan rumah  tinggal  sederhana  menyesuaikan spesifikasi yang dibutuhkan dan kombinasi kekakuan vertikal dan horizontal yang tepat. K a r e t   p e r e d a m   g e m p a   i n i   d i b u a t menggunakan  bahan-bahan  lokal  agar dapat  menekan  biaya  produksi.  Sehingga dengan  karet  peredam  gempa  kedepannya seluruh  rumah  tinggal  sederhana  akan menggunakan  karet  peredam  gempa  dan tidak akan ada lagi korban jiwa akibat gempa bumi.

## Aplikasi Penggunaan Karet Alam sebagai Alat Peredam Gempa pada Bangunan Rumah Tinggal Sederhana

## BAHAN DAN METODE

## Bahan Penyusun Kompon Karet
Dalam  perancangan  formula  karet, karet  yang  dipilih  sebagai  bahan  utama dalam  penelitian  ini  adalah  karet  remah Standard  Indonesian  Rubber  grade  SIR 20 dan  bahan  kimia  tambahan  penyusun kompon karet sebagai aditif yang terdiri atas Zinc oxide ( ZnO) , Asam Stearat, Trimetil 1.2
dihidroquinolin ( TMQ ), N -(1.3 dimetil  butyl )- N - fenil  p  fenilindiamin (6 PPD ), Parafin  wax , Carbon  Black  N 330,  minyak  aromatik, Aktiplas T 60, coumarone resin , N - sikloheksil 2 bensotiasol  sulfenamid ( CBS ),  dan sulfur . Susunan  formulasi  kompon  karet  dapat dilihat  pada  Tabel  1  dalam  satuan bsk (bagian  seratus  karet)  yang  terdiri  atas empat  tipe  sampel  yaitu  sampel  AC1,  AC2, AC3, dan AC4.

## Tabel 1. Formulasi kompon karet tahan gempa
Table 1. Seismic rubber compound formulation
Dari  Tabel  1  dapat  terlihat  bahwa variasi  dosis  bahan  pengisi  ( CB  N 330)  dan sistem  vulkanisasi  dengan  mengatur  rasio CBS dan sulfur ditetapkan sebagai variabel percobaan.  Kedua  variabel  tersebut d i p e r h i t u n g k a n   a k a n   b e r p e n g a r u h signifikan  dalam  menentukan  kekerasan komposit  karet  yang  berdampak  terhadap kemampuan  redaman  komposit  karet tersebut.  Susunan  formula  kompon  karet dinyatakan  dalam  satuan  bagian  seratus karet (bsk).

## Pembuatan Kompon dan Vulkanisat Karet
P r o s e d u r   e k s p e r i m e n   y a n g diterapkan dalam riset mengacu pada ASTM D  3182-16  ( Standard  Practice  for  Rubber Material ).  Proses  pembuatan  kompon  karet diawali  dengan  memastikasi  karet  SIR  20 d a l a m   m e s i n   g i l i n g   t e r b u k a   s k a l a laboratorium sehingga karet menjadi plastis atau lunak. Proses mastikasi menyebabkan
terputusnya  rantai  molekul  karet  secara fisik  yang  ditandai  dengan  berkurangnya viskositas  karet.  Selanjutnya,  ke  dalam matriks karet yang telah lunak ditambahkan dengan  bahan  kimia  kompon  mengikuti urutan  sebagai  berikut coumarone  resin , ZnO , asam stearat, Aktiplas T 60, CB N 330, minyak aromatik, TMQ , 6 PPD , paraffin wax , CBS ,  dan  terakhir sulfur .  Ketika  seluruh b a h a n   k i m i a   k o m p o n   k a r e t   t e l a h ditambahkan  dan  dicampurkan  dengan karet,  kemudian  komposit  karet  yang terbentuk  terus  digiling  ( blending dan remilling ) agar terbentuk kompon karet yang homogen.  Kompon  karet  yang  diperoleh pada  akhir  proses  dibentuk  menjadi lembaran,  ditutup  dengan  lapisan  plastik transparan anti lengket dan didiamkan pada suhu  ruang  selama  24  jam.  Maturasi kompon  karet  bertujuan  agar  bahan  kimia kompon  karet  dapat  mencapai  fase conditioning dalam matriks karet, stabil, dan tidak terjadi ekses reaksi lanjutan.

## Wijaya, Rachmansyah, Cifriadi, Puspitasari, dan Falaah

## Metode Pengujian Karet Peredam Gempa
Parameter  pengujian  sifat  mekanik komposit  karet  mengacu  pada  EN  15129 meliputi  kekerasan  IRHD  (ISO  48,  Frank Durometer), kuat tarik (ISO 37 Tipe 2, UTM MTS),  perpanjangan  putus  (ISO  37  Tipe  2, UTM MTS) pada kondisi sebelum dan setelah pengusangan  yang  dipercepat  (ISO  188), pampatan  tetap  (ISO  815  Tipe  A,  E-set tester), kuat sobek (ISO 34 Metode A, UTM MTS),  serta  ketahanan  ozon  (ISO  1431-1, Ozone  Chamber  Toyoseiki).  Sementara karakterisasi  sifat  dinamik  yang  meliputi parameter dynamic  shear  modulu s  dan damping  property mengikuti  prosedur standar  yang  tercantum  dalam  ISO 1827:2016  menggunakan  instrument  UTM MTS (kapasitas beban 10 kN) (BS-EN 15129, 2009).

## Aplikasi  Karet  Peredam  Gempa  dalam Bangunan Rumah Tinggal Sederhana
Dalam aplikasi karet peredam gempa ke  dalam  bangunan  dibutuhkan  data properties karet  peredam  gempa  sebagai data input dalam  mensimulasi  penerapan karet  peredam  gempa  dalam  bangunan rumah  tinggal  sederhana.  Data input yang dibutuhkan  diantaranya  data  tegangan regangan  hasil  pengujian  kuat  tarik  karet sebagai input dalam  menganalisa  perilaku karet peredam gempa. Setelah perilaku karet peredam  gempa  didapatkan,  langkah selanjutnya  adalah  mendesain  dimensi karet  peredam  gempa.  Dimensi  karet peredam  gempa  yang  akan  digunakan sebagai  alat  peredam  dalam  bangunan rumah tinggal sederhana dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Detail dimensi karet peredam gempa
Figure 1. Detailed dimensions of seismic rubber base isolator
Aplikasi Penggunaan Karet Alam sebagai Alat Peredam Gempa pada Bangunan Rumah Tinggal Sederhana
Sedangkan  posisi  karet  peredam gempa jika diaplikasikan di dalam bangunan rumah  tinggal  sederhana  berada  di  antara
bagian  atas  pondasi  dan  bagian  bawah kolom seperti terlihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Posisi karet peredam gempa dalam bangungan
Figure 2. Position of seismic rubber base isolator in the building
Dari  dimensi  karet  peredam  gempa pada  Gambar  1,  dihasilkan properties berupa  rasio  redaman,  kekakuan  vertikal, dan  kekakuan  horizontal  yang  digunakan sebagai  data  input  ke  dalam  pemodelan
simulasi  aplikasi  karet  peredam  gempa menggunakan program bantu ETABS. Nilai rasio  redaman  dapat  dihitung  dengan persamaan (1) (Kelly & Calabrese, 2012).
dimana W mewakili  besarnya  energi  yang d diserap  sama  dengan  luasan  area  kurva histeretik dan W merupakan energi elastik s yang  ditentukan  dengan  menggunakan rumus  pada  persamaan  (2) (Kelly  & Calabrese, 2012).
dan Δ adalah rata-rata perpindahan yang max didefinisikan  sesuai  dengan  persamaan  (3) (Kelly & Calabrese, 2012).
Penggunaan  karet  peredam  gempa dapat  memperpanjang  periode  getar bangunan  (NEHRP  FEMA-451B,  2006). Bangunan  rumah  tinggal  merupakan bangunan  tingkat  rendah  yang  umumnya memiliki  periode  getar  rendah  dan  rawan terjadi  kerusakan  dan  bahkan  rubuh  bila terjadi  gempa.  Hal  ini  sering  disebabkan karena  kurangnya  perhatian  mengenai pendetailan  penulangan  pada  bangunan rumah  tinggal  khususnya  perumahan rakyat.  Karena  keawaman  masyarakat
sehingga  pembangunan  rumah  tinggal (bukan  rumah  mewah)  sering  diserahkan k e p a d a   p e l a k s a n a   n o n   a h l i   ( t i d a k bersertifikat)  yang  tidak  melakukan perhitungan dan analisis struktur. Dengan menggunakan  karet  peredam  gempa diharapkan  daktilitas  yang  tidak  diperoleh dari pendetailan tulangan yang benar, dapat digantikan  dengan  keberadaan  karet peredam gempa melalui mekanisme disipasi energi gempa dari tanah sebelum masuk ke bangunan (Wijaya & Kusumawati, 2021).

## Wijaya, Rachmansyah, Cifriadi, Puspitasari, dan Falaah
Bangunan rumah tinggal sederhana diasumsikan  dibangun  di  Jakarta  dengan parameter tanah adalah tanah lunak. Denah rumah  tinggal  sederhana  yang  menjadi
model untuk aplikasi karet peredam gempa dapat dilihat pada Gambar 3. persamaan (3) (Kelly & Calabrese, 2012).
Gambar 3. Denah rumah tinggal sederhana Figure 3. Residential housing floor plans

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Pengujian Sifat Komposit Karet
Kompon karet yang telah dimaturasi selama 24 jam kemudian dicuplik sekitar 50 g sebagai  sampel  uji  karakteristik vulkanisasi.  Uji  karakteristik  vulkanisasi
dilaksanakan  dalam  instrumen Moving  Die o Rheometer ( Alpha 2000)  pada  suhu  150 C selama 30 menit dapat dilihat pada Tabel 2.
Kecepatan torsi maksimum (S'maks, MH)  dihasilkan  dari  spesimen  AC4, sedangkan kecepatan torsi minimum (S'min, ML)  diperoleh  dari  spesimen  AC3.  Selisih
Tabel 2. Hasil rheometer kompon karet tahan gempa Table 2. Rheometer results of earthquake-resistant rubber compound

## Aplikasi Penggunaan Karet Alam sebagai Alat Peredam Gempa pada Bangunan Rumah Tinggal Sederhana
dari  nilai  kecepatan  torsi  maksimum  dan minimum (S'maks – min) akan memengaruhi nilai  modulus  geser.  Durasi  proses vulkanisasi  optimal  (t )  dipengaruhi  dari 90 variasi  dosis carbon  black dan  dosis  CBS pada  spesimen  AC1  sampai  AC4.  CBS adalah  bahan  pencepat  dan  bersifat  basa sedangkan carbon black bersifat asam tetapi dapat  memperlambat  proses  pematangan, tugasnya  sebagai  bahan  pengisi.  Kedua bahan  ini  jika  dicampurkan  akan  bereaksi d a n   s a t u   s a m a   l a i n   a k a n   s a l i n g mempercepat  dan  memperlambat  proses pematangan.  Dari  dosis carbon  black pada formula kompon karet pada Tabel 1 terlihat AC 1-2 adalah 40-45 bsk, begitu juga AC 3-4
adalah 40-45 bsk , sedangkan dosis CBS AC 1-2 adalah 1,5 bsk dan AC 3-4 adalah 2 bsk. Pada Tabel 2 terlihat durasi pematangan dan vulkanisasi AC1 adalah yang paling optimal. Waktu  vulkanisasi  optimal  ( t )  yang 90 diperoleh dari hasil pengujian karakteristik vulkanisasi digunakan sebagai dasar dalam menentukan  kondisi  pencetakan  kompon menjadi  vulkanisat  potongan  sampel  uji dalam  mesin  cetak  hidraulik  dapat  dilihat pada Gambar 4.
Dari  Gambar  3  terlihat  karet  kode AC1 sampai AC4 terjadi fase pravulkanisasi awal di bawah menit ke-5 dengan nilai torsi di atas 1,5 N-m. Fase pravulkanisasi dapat
Gambar 4. Durasi vulkanisasi optimal dari rheometer Figure 4. Optimal vulcanization duration of the rheometer
memengaruhi  sifat hyperelastic karet nantinya. Penggunaan karbon sebagai filler turut  mempercepat  fase  pravulkanisasi. Dengan  mempercepat  fase  pravulkanisasi pada  nilai  torsi  rendah  akan  sangat menguntungkan  produksi  sebuah  base isolator.  Fase  pravulkanisasi  sangat menentukan  karakteristik  karet,  karena proses pencampuran senyawa kimia terjadi pada  fase  pravulkanisasi.  Setelah  melewati fase pravulkanisasi, selanjutnya adalah fase vulkanisasi, pada fase ini terlihat karet kode
AC1  sampai  AC4  berada  diatas  5  N-m, dimana  standar  nilai  torsi  minimum  pada fase  vulkanisasi  adalah  5  N-m.  Nilai  torsi minimum  ini  menggambarkan  tingkat viskositas  kompon  karet  yang  digunakan sebagai  karet  peredam  gempa.  Hasil pengujian  sifat  mekanik  komposit  karet peredam gempa dapat dilihat pada Tabel 3.
Hasil  pengujian  sifat  mekanik  dan sifat  dinamik  karet  peredam  gempa  pada Tabel 3, digunakan untuk menentukan sifat
Wijaya, Rachmansyah, Cifriadi, Puspitasari, dan Falaah
redaman karet tahan gempa sesuai   dengan parameter pengujian yaitu frekuensi 10 Hz dan kecepatan tarik sesuai ISO 1827 adalah 5 mm/menit, regangan 30 persen, cycle lima kali  ( conditioning ),  dan  satu  kali  ( test running ) (He et al., 2021) dapat dilihat pada Gambar 5.
Dengan  menggunakan  persamaan (1) untuk menyelesaikan nilai rasio redaman karet  dengan  tipe  AC1  sampai  AC4  pada Tabel  3  dan  Gambar  5  diperoleh  nilai redaman  karet  tertinggi  adalah  AC4  yaitu sebesar 3 persen. Nilai rasio redaman pada karet murni AC4 dibandingkan dengan nilai rasio  redaman  karet  peredam  gempa  yang
Tabel 3. Parameter pengujian sifat mekanik karet peredam gempa Table 3. Parameters for testing the mechanical properties of seismic rubber base isolator
Gambar 5. Sifat redaman karet peredam gempa
Figure 5. Damping properties of seismic rubber base isolator
Aplikasi Penggunaan Karet Alam sebagai Alat Peredam Gempa pada Bangunan Rumah Tinggal Sederhana
sudah  komposit  menjadi  alat  peredam gempa yang sudah disusun dengan lapisan multi-layer woven roving fiberglass (Gambar 1),  menghasilkan  kurva  histeretik  seperti terlihat pada Gambar 6.
Dari  Gambar  5  dan  6,  serta persamaan  (1),  (2),  dan  (3)  dihasilkan  nilai rasio redaman sebesar 9 persen. Nilai rasio redaman  9  persen  sangat  cocok  untuk diaplikasikan pada bangunan dengan beban
Gambar 6. Kurva histeretik karet peredam gempa (komposit)
Figure 6. Hysteretic curve of seismic rubber base isolator (composite)
aksial  rendah  seperti  bangunan  rumah tinggal (Wijaya & Kusumawati, 2021).
Pengaplikasian  karet  peredam gempa  pada  rumah  tinggal  sederhana (Gambar  2)  yang  berlokasi  di  Jakarta menghasilkan waktu getar pada saat gempa sebesar 1,1 detik. Bila dibandingkan dengan kondisi  saat  belum  diaplikasikan  karet peredam gempa dimana peletakan tumpuan dasar  adalah  tumpuan  jepit  menghasilkan waktu  getar  sebesar  0,4  detik.  Hal  ini membuktikan bahwa aplikasi karet peredam gempa mampu memperpanjang waktu getar bangunan (Wijaya et al., 2019).
Aplikasi  rumah  tinggal  sederhana tanpa  alat  peredam  gempa  dilakukan dengan  simulasi  analisis non  linier  time history menggunakan  ETABS  18.1.0    pada
sebelas ground  motion rekaman  gempa antara lain: San Fernando, Corinth Greece, Loma  Prieta,  Landers  Joshua  Tree  station, Landers  Morongo  Valley  Fire  station, Landers  North  Palm  Springs  Fire  station, Chuetsu-oki    Yoshikawaku  station, Chuetsu-oki  Nigh11  station,  Iwate  Kami Miyagi station, Iwate Yokote Masuda station, d a n   I w a t e   Y u z a w a   t o w n   s t a t i o n , menghasilkan performance criteria yaitu life safety dan collapse prevention yang artinya ketika terjadi gempa, maka bangunan akan rusak. Pemodelan bangunan rumah tinggal sederhana tanpa alat peredam gempa dapat dilihat pada Gambar 7.
Dari  sebelas ground  motion yang disimulasikan, ground  motion Corinth menghasilkan  performa  terburuk.  Pada Gambar  8  terlihat  bahwa performance criteria ketika  terjadi  gempa  mengalami
Wijaya, Rachmansyah, Cifriadi, Puspitasari, dan Falaah

## Gambar 7. Pemodelan rumah tanpa karet peredam gempa
Figure 7. Modeling of a residential housing without seismic rubber base isolator
Gambar 8. Kerusakan struktur rumah tinggal tanpa karet peredam gempa Figure 8. Damage to residential structures without seismic rubber base isolator
kerusakan  pada  elemen  kolom  dan  balok, hal ini ditunjukan melalui titik merah pada hampir  semua  elemen  balok  dan  kolom. Level kerusakan masuk kategori kerusakan yang tidak dapat diperbaiki.
Pada  simulasi  studi  bangunan rumah  tinggal  sederhana  menggunakan karet peredam gempa, analisis non linier time history menunjukan efektifitas penggunaan karet  peredam  gempa  untuk  mendisipasi
Aplikasi Penggunaan Karet Alam sebagai Alat Peredam Gempa pada Bangunan Rumah Tinggal Sederhana
energi  gempa.  Input  rasio  redaman  dari persamaan (1), (2), dan (3), kurva histeretik p a d a   G a m b a r   6   d i m o d e l k a n   d a n menghasilkan  perpanjangan  periode  getar bangunan  yaitu  sebesar  1,1  detik  seperti terlihat pada Gambar 9.
Dari  kriteria  performa  bangunan dengan karet peredam gempa diperoleh hasil yang  lebih  baik  secara  signifikan.  Pada model  rumah  tanpa  karet  peredam  gempa didapat  level  kerusakan  pada  point  E (Gambar 8), sedangkan pada model dengan
Gambar 9. Periode getar rumah tinggal sederhana menggunakan karet peredam gempa Figure 9. Vibration period of a residential housing using seismic rubber base isolator
menggunakan karet peredam gempa didapat level kerusakan B. Maximum Drift Ratio pada analisis non linier time history didapat pada ground  motion Corinth,  dimana  diperoleh Drift  Ratio yang  termasuk  dalam  kriteria Immediate Occupancy (IO) to Damage Control (DC) .  Grafik  hasil  analisis drift pada  setiap level lantai disajikan pada Gambar 10.
Dari  Gambar  810  terlihat  bahwa rentang performa bangunan berada pada IO sampai DC ,  artinya  pemasangan  karet peredam  gempa  pada  dasar  bangunan mampu mendisipasi energi gempa, sehingga struktur  atas  rumah  tinggal  tidak mengalami  deformasi.  Pada  level IO dipastikan  tidak  akan  terjadi  kerusakan
Gambar 10. Drift ratio rumah tinggal sederhana dengan karet peredam gempa Figure 10. Drift ratio of a simple residential house with seismic rubber base isolator
Wijaya, Rachmansyah, Cifriadi, Puspitasari, dan Falaah
sama  sekali,  namun  ketika  performa mencapai  level DC maka  akan  terjadi kerusakan  minor  non  struktural  yang perbaikannya  bisa  dilakukan  dalam  waktu satu  hari  dan  tidak  memakan  biaya  yang mahal.
Setelah  dilakukan  3 D simulasi gempa non linier time history sebelas ground motion studi  kasus  rumah  tinggal  baik dengan karet peredam gempa maupun tanpa karet  peredam  gempa  didapat  bahwa  karet peredam  gempa  buatan  lokal  mampu berperilaku  selayaknya  karet  peredam gempa impor yang mahal harganya. Perilaku bangunan  yang  menggunakan  karet  alam sebagai peredam gempa memberikan kinerja yang  lebih  baik  dibandingkan  dengan bangunan  tanpa  karet  alat  alam  sebagai peredam gempa.

## KESIMPULAN DAN SARAN
Hampir  setiap  terjadi  gempa  bumi, selalu  yang  menjadi  korban  adalah  rakyat kecil.  Dimana  bangunan  rumah  tinggal sederhana  sering  diabaikan  dalam  proses engineering dengan alasan biaya mahal jika dibangun  dengan  detail  penulangan  baja yang  dihitung  dengan  pertimbangan daktilitas  tinggi.  Karet  peredam  gempa sesuai  dengan  fungsinya  akan  mampu meredam  gempa,  namun  bagi  rakyat  kecil karet peredam gempa adalah barang mewah yang  sangat  mahal  karena  harus  diimpor dari  luar  negeri.  Belum  adanya  produksi lokal  yang  menyebabkan  mahalnya  harga karet  peredam  gempa.  Dari  hasil  simulasi aplikasi karet peredam gempa pada rumah tinggal  sederhana,  karet  peredam  gempa buatan  lokal  mampu  menaikan  kinerja struktur bangunan, memperpanjang periode getar ketika terjadi gempa, dan mengurangi kerusakan bangunan. Perilaku daktail yang diharapkan  dicapai  dengan  penggunaan karet  peredam  gempa  terealisasi  dengan nilai  rasio  redaman  sebesar  9  persen. Dengan hasil penelitian ini optimisme tinggi u n t u k   k e b a n g k i t a n   p r o d u k   l o k a l kedepannya dapat diwujudkan. Kekurangan dari penelitian ini adalah pengujian protype
alat peredam gempa masih dilakukan secara numerik, dan simulasi aplikasi penggunaan karet  peredam  gempa  pada  bangunan rumah  tinggal  masih  dilakukan  dengan program komputer. Kedepannya diharapkan hasil simulasi numerik ini dapat dibuktikan dengan pengujian secara skala penuh.

## KONTRIBUSI PENULIS
Rancangan  penelitian,  analisis numerik,  interpretasi  hasil  pengujian,  dan penulisan naskah publikasi dilakukan oleh Usman Wijaya, pembuatan prototype woven r o v i n g   f i b e r g l a s s d i l a k u k a n   o l e h Rachmansyah,  pembuatan  kompon  dan pengujian sampel karet dilakukan oleh tim Adi  Cifriadi,  Santi  Puspitasari,  dan  Asron Falaah.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih yang sebesar-besarnya kepada Kementerian Pendidikan,  Kebudayaan,  Riset  dan Teknologi  Direktorat  Jenderal  Pendidikan Tinggi,  Riset,  dan  Teknologi,  Direktorat Sumber Daya atas bantuan hibah penelitian d e n g a n   n o m o r   k o n t r a k 028/E4.1/AK.04.PRN/2021. Ucapan terima kasih  disampaikan  juga  kepada  seluruh pihak yang telah membantu penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
BS-EN 15129. (2009). Anti Seismic Devices.
Calabrese,  A.,  Losanno,  D.,  Spizzuoco,  M.,
Strano,  S.,  &  Terzo,  M.  (2019). Recycled  rubber  fiber  reinforced bearings (RR-FRBs) as base isolators for residential buildings in developing countries:  The  demonstration building  of  Pasir  Badak,  Indonesia. E n g i n e e r i n g   S t r u c t u r e s ,   1 9 2 , 1 2 6 –
1 4 4 . https://doi.org/10.1016/j.engstruct
.2019.04.076
He,  H.,  Zhang,  Q.,  Zhang,  Y.,  Chen,  J., Zhang,  L.,  &  Li,  F.  (2021).  A comparative study of 85 hyperelastic constitutive models for both unfilled rubber  and  highly  filled  rubber nanocomposite  material.  Nano M a t e r i a l s   S c i e n c e . https://doi.org/10.1016/j.nanoms. 2021.07.003
Kelly, J. M., & Calabrese, A. (2012). Pacific earthquake engineering mechanics of fiber reinforced bearings.
Koupai,  S.,  Bakhshi,  A.,  &  Tabrizi,  V.  V.
(2017).  Experimental  investigation on  effects  of  elastomer  components o n   d y n a m i c   a n d   m e c h a n i c a l properties  in  seismic  isolator compounds. Construction  and Building  Materials ,  135,  267–278. https://doi.org/10.1016/j.conbuild mat.2016.12.184
NEHRP  FEMA-451B.  (2006).  NEHRP r e c o m m e n d e d   p r o v i s i o n s : instructional materials (FEMA 451B). Notes, 1–27.
Sierra,  I.  E.,  Losanno,  D.,  Strano,  S., Marulanda, J., & Thomson, P. (2019). Development  and  experimental behavior of HDR seismic isolators for low-rise  residential  buildings. E n g i n e e r i n g   S t r u c t u r e s ,   1 8 3 ,
8
9 4 – 9 0 6 . https://doi.org/10.1016/j.engstruct .2019.01.037
Tavio,  &  Wijaya,  U.  (2020).  Experimental study  of  Indonesian  low-cost  glass fiber reinforced elastomeric isolators (GFREI). International  Journal  on Advanced  Science,  Engineering  and Information  Technology ,  10(1),
3
1 1 – 3 1 7 . https://doi.org/10.18517/ijaseit.10 .1.8054
Tsiavos,  A.,  Haladij,  P.,  Sextos,  A.,  & Alexander,  N.  A.  (2020).  Analytical investigation  of  the  effect  of  a deformable  sliding  layer  on  the dynamic  response  of  seismically isolated  structures. Structures ,  27, 2 4 2 6 – 2 4 3 6 . https://doi.org/10.1016/j.istruc.20 20.08.016
Wijaya,  U.,  Soegiarso,  R.,  &  Tavio.  (2019). Seismic performance evaluation of a base-isolated  building. International Journal  of  Civil  Engineering  and Technology (IJCIET) , 10(1), 285–296.
Wijaya,  U.,  &  Kusumawati,  E.  (2021). Experimental study of two stages on the  use  of  local  rubber  a s  base isolator  for  dwelling  houses.  Lecture Notes  in  Civil  Engineering ,  132,
5 3 4 – 5 4 2 . https://doi.org/10.1007/978-981- 33-6311-3_62
Yang,  X.,  Su,  H.,  Liu,  L.,  &  Lei,  Y.  (2020). Identification  of  the  nonlinear characteristics of rubber bearings in model-free  base-isolated  buildings using  partial  measurements  of seismic  responses. Journal  of  Low Frequency Noise Vibration and Active C o n t r o l ,   3 9 ( 3 ) ,   6 9 0 – 7 0 3 . https://doi.org/10.1177/14613484 19843385
Wijaya, Rachmansyah, Cifriadi, Puspitasari, dan Falaah