Isolatoren
MAURER Isolatoren sind speziell modifizierte Bauwerkslager, die eine effektive Entkopplung der Bauwerke vom Untergrund ermöglichen. Die Schwingperiode des Bauwerks wird so auf das notwendige Maß – in der Regel zwischen zwei und fünf Sekunden – verlängert. Zugleich bewirkt eine Anhebung der Dämpfung durch Energiedissipation in den Bauteilen eine zusätzliche Reduzierung der Beschleunigungen und letztlich auch der einwirkenden Kräfte im Bauwerk. Aufgrund der um Faktor zwei bis fünf geringeren Beschleunigungen, können schwerwiegende Bauwerkschäden durch seismische Einwirkung vermieden werden.
- Abtragung der Vertikallasten
- Horizontale Verschiebbarkeit und Rotationsmöglichkeiten
- Horizontale Rückstellung
- Effektive Energiedissipation mit Erhöhung der Dämpfung
MAURER Gleitpendel: SIP®-A, SIP®-D, SIP®
MAURER Flachgleiter: SI
MAURER Elastomerlager: MLRB, MLDRB/MHDRB
MAURER Isolatoren | Gleitpendel und Flachgleiter | Elastomerlager |
Bewegungskapazität | ≥ ±1,5 m | < ±500 mm dann unwirtschaftlich |
Verdrehkapazität | ≥ ±0,3 rad | < ±0,015 rad |
Temperatur | -50° bis +80°C | -30° bis +50°C |
Abmessungen | klein bis mittel | groß |
Lebensdauer | > 50 Jahre | 30 Jahre |
Isolierperiode | 2 - 6 sec | < 3 sec |
Veränderung nach Erdbeben | 4 - 6 MCE-Ereignisse möglich; | 2 - 3 MCE-Ereignisse möglich |
kein Verschleiß | ||
Wartung | quasi wartungsfrei | quasi wartungsfrei |
Flachgleiter - SI
MAURER Flachgleitlager sind ebene Bauwerkslager mit speziellen Dissipationseigenschaften bei horizontalen Gleitbewegungen. Durch Einsatz des Gleitwerkstoffs MSM® in geschmierter und ungeschmierter Form, kann die Reibung zur Energiedissipation bzw. notwendigen Dämpfung festgelegt werden. Für die notwendige Rückzentrierung werden diese Lager in der Regel mit Elastomerlagern (MLRB oder ähnlich) kombiniert. SI Flachgleiter verfügen über eine flache Gleitplatte, die horizontale Verschiebungen aufnimmt, jedoch keine Rückzentrierung erzeugt. Die Rotationskapazität ist sehr gut. Die Auslegung kann optimal nur auf eine bestimmte Erdbebenstärke erfolgen.
Gleitpendellager - SIP®
Die horizontale Bewegung in Gleitpendellagern erfolgt in einer konkav gekrümmten Gleitplatte mit einem definierten Krümmungsradius. Dabei speichert das Lager bei horizontalen Gleitbewegungen potenzielle Energie, indem es an Bauhöhe zunimmt. Somit kann dieses Lager aufgrund von Serviceverschiebungen bzw. während und nach einem Erdbeben in die Ausgangsposition zurückkehren. Zudem steuert der Krümmungsradius die Pendelperiode, welche benötigt wird, um im Antwortspektrum in Bereiche geringerer Beschleunigungen zu gelangen. Die Reibung in der Gleitpaarung MSM® und Edelstahlblech erzeugt die notwendige Dämpfung, um die horizontalen Erdbebenbewegungen zu kontrollieren bzw. zu limitieren. Für die Kombination aus Erdbeben- und Erschütterungsschutz wurde das MAURER Gleitpendellager SIP®-V konzipiert.
SIP®-A Adaptives Gleitpendellager
erzeugt eine optimale strukturelle Isolierung, unabhängig von der Stärke des Erdbebens. Die zweistufige Wirkweise gewährleistet bei thermischen Bewegungen und geringeren Erdbebenintensitäten nur kleine Schubwiderstände – sehr gut für Auslegung der Gründung/ des Unterbau. Bei stärkeren Erdbeben erhöht sich die Dämpfung und auch die Steifigkeit kann vergrößert werden. Somit reduzieren sich die seismischen Bauwerksbewegungen erheblich. Zusätzlich ist eine hohe Rotationskapazität gewährleistet.
SIP®-D Doppelgleitpendellager
besitzt eine Kalotte, die zwischen den zwei identischen konkaven Lagerplatten bewegt. So wird die Bewegungskapazität im Vergleich zu einem einzelnen SIP® mit gleichem Durchmesser verdoppelt. Daher kann die Größe der Lageraufstandsfläche bei gleicher Bewegungskapazität erheblich reduziert werden. Es besteht nur eingeschränkte Rotationskapazität. Die Auslegung kann optimal nur auf eine bestimmte Erdbebenstärke erfolgen.
SIP® Gleitpendellager
haben eine konkave Gleitplatte und bewegen daher nur auf dieser einen Gleitplatte, was zu einer größeren Gleitplatte führt. Vorteilhaft ist, dass die Ausmittigkeit der Lasteinleitung nur auf einer Seite – zum Überbau oder Unterbau – entsteht. Die Rotationskapazität ist sehr gut. Die Auslegung kann optimal nur auf eine bestimmte Erdbebenstärke erfolgen.
Gleitpendellager mit Rückzentrierung | SIP®-A | SIP®-D | SIP® |
Verhalten bei schwachen, häufigen Erdbeben | ++++ | ++ | ++ |
Verhalten bei Erdbeben DBE | ++++ | +++ | +++ |
Verhalten bei Erdbeben MCE | ++++ | ++ | ++ |
Baugröße | +++ | +++ | ++ |
Verdrehung | ++++ | + | ++++ |
Schubwiderstand | ++++ | ++ | ++ |
Relativbewegungen | +++ | ++ | ++ |
Rückzentrierung | ++++ | ++++ | ++++ |
Gleitpendellager ohne Rückzentrierung | SI | |||||||
Verhalten bei schwachen, häufigen Erdbeben | ++ | |||||||
Verhalten bei Erdbeben DBE | ++ | |||||||
Verhalten bei Erdbeben MCE | + | |||||||
Baugröße | ++ | |||||||
Verdrehung | ++++ | |||||||
Schubwiderstand | +++ | |||||||
Relativbewegungen | + | |||||||
Rückzentrierung | + |
Elastomerlager
Bewehrte Elastomerlager werden bei Erdbeben schubverformt. Diese Isolatoren übertragen die vertikalen Lasten vom Bauwerk auf das Fundament und ermöglichen gleichzeitig Verdrehungen und elastische Rückzentrierung des Überbaus.
Elastomerlager mit Bleikern - MLRB
Die horizontale elastische Verformung der Elastomerschichten und die Energiedissipation des ebenfalls verformenden Bleikerns bewirkt eine hochgradige Bedämpfung des Bauwerks bzw. Bewegungen werden sehr gut abgemindert. Diese Lager sind für starke Erdbeben geeignet.
MAURER Elastomerlager | MLRB |
Schubmodul G | 0,4 – 1,1 N/mm² |
Effektive Dämpfung ζ | ~ 5 bis 35 % |
Bewegungen (Standard) | bis ± 500 mm |
Vertikale Lasten (Standard) | 1.000 – 41.000 kN |
Elastomerlager niedrig und hoch dämpfend - MLDRB / MHDRB
Durch die Materialwahl des Elastomers werden die unterschiedlichen Dämpfungsgrade erzeugt. Im Vergleich zu Bleikernisolatoren ist die Dämpfung bei diesen Lagern jedoch immer relativ gering. Daher werden diese in der Regel bei geringen Erdbebenbelastungen oder in Kombination mit Hydraulikdämpfern eingesetzt.
MAURER Low Damping Rubber Bearing: MLDRB
MAURER High Damping Rubber Bearing: MHDRB
MAURER Elastomerlager | MLDRB | MLDRB |
Schubmodul G | 0,4 – 1,1 N/mm² | 0,4 – 1,1 N/mm² |
Dämpfungsgrad bei 100% Schubverformung | 6 % | 10 % |