Isolatoren

Der effektivste Ansatz für Erdbebenschutz ist die Verknüpfung der Konzepte der Isolierung und der Energiedissipation, der Energieumwandlung in Wärme und dadurch eine Abminderung der Erdbebenstöße. MAURER Isolatoren ermöglichen eine effektive Entkopplung von Bauwerken vom Untergrund. Somit können schwerwiegende Bauwerkschäden durch Erdbebeneinwirkung vermieden werden. MAURER Isolatoren erfüllen durch ihre Konstruktion optimal die vier Grundanforderungen: Abtragung der Vertikallasten, horizontale Verschiebbarkeit, horizontale Rückstellung und effektive Energiedissipation.

Bleikernlager: MLRB

MAURER Bleikernlager (MLRB, MAURER Lead Rubber Bearing) sind Erbebenvorrichtungen als eine Kombination eines konventionellen Elastomerlagers mit eingefügten Bleizylindern. Während das Elastomerlager hauptsächlich die Lagerungs- und Rückstellfunktion übernimmt, dient der Bleikern der effizienten Energiedissipation im Erdbebenlastfall. Deshalb hat die Hysterese bei diesen Lagern eine deutlich größere Fläche und die horizontale Reaktionskraft ist aufgrund des Bleikerns größer als bei konventionellen Elastomerlagern. MAURER Bleikernlager werden im Brücken- und Hochbau eingesetzt.

Elastomerlager: MLDRB und MHDRB

MAURER Elastomerlager sind Isolatoren und weisen die Eigenschaften eines konventionellen Bauwerkslagers auf. Sie zeichnen sich durch eine gute rückstellende Wirkung bei horizontaler Auslenkung aus. MAURER Elastomerlager entkoppeln die Struktur und das Fundament im Erdbebenfall.

Je nach Anforderung stehen Elastomermischungen mit niedriger (MLDRB, MAURER Low Damping Rubber Bearing) und hoher Dämpfung (MHDRB, MAURER High Damping Rubber Bearing) zur Verfügung.

Elastomerisolatoren mit niedriger Dämpfung bestehen aus mehreren übereinanderliegenden Schichten eines speziellen Elastomers, die durch Stahlbleche verbunden sind. Die Isolatoren übertragen die Vertikallasten aus dem Bauwerk bei gleichzeitiger Verdrehbarkeit und elastischer Rückstellung, die abhängig von der Höhe des Elastomers und dessen Schubmoduls ist. Der Schubmodul liegt, je nach Anforderung zwischen 0,6 und 1,2 N/mm2.

Elastomerisolatoren mit hoher Dämpfung bestehen aus einem Elastomer mit hochdämpfenden Eigenschaften. Das High Damping Rubber besitzt eine größere Berührungsfläche zwischen Elastomermolekül und Füllstoff, was zu höheren Dämpfungsraten von 10% bis 20% führt und damit eine deutlich fülligere Hysterese ergibt.

Flachgleiter

MAURER Flächengleitlager sind Bauwerkslager mit speziellen Dissipationseigenschaften. Durch Einsatz des Gleitwerkstoffs MSM® in geschmierter und ungeschmierter Form kann aus einem breiten Band an Reibungszahlen ausgewählt werden, und es werden die Anforderungen an ein Gleitlager im Gebrauchszustand normgerecht erfüllt.

Flächengleitlager sind im Unterschied zu Gleitpendellagern nicht rückzentrierend und sind deshalb als Erdbebenisolator in Kombination mit einem rückzentrierendem Element wie z. B. MARTI zu kombinieren.

MAURER Flächengleitlager und Flächen-Kippgleitlager in Kombination mit einer weiteren rückzentrierender Vorrichtung eignen sich hervorragend als Isolatoren im Hoch- und Brückenbau.

Flachgleiter ohne Rückzentrierung (SI)

Diese Flachgleiter ohne Rückzentrierung haben eine ebene Gleitplatte, die horizontale Verschiebungen ermöglicht. Die Energiedissipation wird durch die Reibung zwischen MSM® und dem Edelstahl-Gleitblech ermöglicht.

Gleitpendellager

MAURER Gleitpendellager weisen die herausragenden Merkmale eines Kalottenlagers auf. Die rückstellende Wirkung wird nach dem Prinzip eines Pendels durch die gekrümmte Hauptgleitfläche erreicht. Durch die Reibung in der Gleitfläche wird Energie dissipiert. Durch Einsatz des Gleitwerkstoffs MSM® in geschmierter und ungeschmierter Form kann aus einem breiten Band an Reibungszahlen zwischen 1% und 7% ausgewählt werden, und es werden die Anforderungen an ein Gleitlager im Gebrauchszustand normgerecht erfüllt.

Durch Variation der Reibungsfaktoren, des Pendelradius und der Lagerbewegung werden die Gleitpendellager individuell anhand der Spezifikation konzipiert. Es können Vertikallasten von 250 MN und mehr von einem Gleitpendellager abgetragen werden, was einer Masse von 25.000 t entspricht.

MAURER Gleitpendellager sind vollkommen wartungsfrei und weisen eine Betriebslebensdauer von 100 Jahren und mehr auf. MAURER Gleitpendellagern werden im Erdbebenfall ohne Losbrech-Effekt unmittelbar aktiviert, da die Haftreibung geringfügig höher als die Gleitreibung ist.

Um eine noch höhere Dämpfung zu realisieren, können Gleitpendellager mit zusätzlichen horizontalen Dämpfern, wie MAURER Hydraulikdämpfer oder MAURER Hysterese-Dämpfer, kombiniert werden.

Gleitpendellager mit Rückzentrierung (SIP)

Diese Gleitpendellager haben eine konkave Gleitplatte und funktionieren wie ein Pendel. Ein Teil der kinetischen Energie wird in potentielle Energie umgewandelt. Diese Speicherung von potentieller Energie liefert die erforderliche Fähigkeit zur Rückzentrierung des Lagers.


Doppeltes Gleitpendellager mit Rückzentrierung (SIP-D)

Bei den SIP-D Isolatoren bewegt sich die Kalotte zwischen zwei symmetrischen, konkaven Lagerplatten, wodurch die Verschiebungsfähigkeit verglichen mit den einfachen Gleitpendellagern (SIP) bei gleichem Durchmesser verdoppelt wird. Umgekehrt können die Abmessungen des Lagers bei gleichem Verschiebeweg deutlich reduziert werden.


Adaptives Gleitpendellager (SIP-Adaptive)

  • Minimierung der Bauwerksbeschleunigung bei optimierter Verschiebekapazität des Isolators und mit abstimmbarem Schubwiderstand

Das MAURER SIP-Adaptive stellt einen neuen Typ eines Doppel-Gleitpendellagers dar, bei dem effektiver Radius und Reibkoeffizient der ungeschmierten Gleitfläche für maximale Reduktion der Bauwerksbeschleunigung für den Lastfall des Design-Erdbebens ausgelegt werden, während effektiver Radius und Reibkoeffizient der geschmierten Gleitfläche für höchste Basisisolation bei sehr niedrigen Bodenerschütterungen angesetzt werden, womit maximale Erdbebenisolation über einen weiten Erschütterungsbereich erreicht wird. Wegen der nichtlinearen und komplexen Dynamik des MAURER SIP-Adaptive werden die Parameter beider Gleitflächen über modellbasierte nichtlineare dynamische Simulation optimal auf die vom Kunden spezifizierten Lastfälle ausgelegt. Diese Entwurfsplanung wird von MAURER angeboten.

MARTI

MARTI: Gleitflächenisolatoren und Stahl-Hysterese-Dämpfer mit Rückzentrierung

MARTI (MAURER Adaptive Re-Centering Torsion Isolator) ist die Kombination aus einem Gleitflächenisolator und einem Hysterese-Dämpfer. Der Gleitflächenisolator sorgt für eine vertikale Lastübertragung, horizontale Flexibilität und eine geringe Dämpfung durch Reibung. Der Hysterese-Dämpfer ergänzt durch weitere Dämpfung und Rückzentrierung die Funktionalität des MARTI. Der Hysterese-Dämpfer ist identisch mit dem MRSD.