forces in motion

Novi Sad. Hochsensible Messinstrumente neben stark befahrenen Straßen und in einem Erdbebengebiet: Um das Labor zu schützen, entwickelte MAURER in Kooperation mit der Getzner Werkstoffe GmbH das neue SIP®-V- Lager. In einem Bauteil isolieren vier SIP®-V den hochsensiblen Gebäudekern des BioSens Instituts in Novi Sad gegen zwei Lastfälle, die unterschiedlicher nicht sein könnten: hochfrequente Schwingungen und Erdbeben.

Das Forschungs- und Entwicklungsinstitut BioSens wurde 2015 in Belgrad gegründet und gehört zur Universität Novi Sad, wo jetzt auch der Neubau entstand. Es gilt als Pionier der digitalen und nachhaltigen Landwirtschaft. Mikro- und Nanoelektronik, Sensordesign und zelluläre Landwirtschaft sind einige seiner Wissenschaftsbereiche, entsprechend sensibel ist der Laborbereich im Neubau des Instituts.

Die Anforderungen für das BioSens Forschungsgebäude für nachhaltige Landwirtschaft waren klar: Im Inneren hat der Neubau einen kleinen Gebäudekern mit einem Grundriss von 8 x 7 m und 4 Stockwerken mit ca. 17 m Höhe. Dieser Kern beheimatet komplexe und teure Laborinstrumente und Mikroskope. Sie müssen vor Bodenvibrationen aus dem Straßenverkehr und Erdbeben geschützt werden. Der Rest des Instituts-Gebäudes hat normale Anforderungen.

MAURER Gleitpendellager mit integriertem Erschütterungsschutz SIP®-V
Der Gebäudekern steht mittlerweile auf vier Gleitpendellagern SIP®-V (SIP = Sliding Isolation Pendulum) mit integrierten Erschütterungsschutz. Das V steht für „Vibration Isolation“.

Diese Neuentwicklung kombiniert Erdbeben- und Erschütterungsschutz in einem Bauteil. Hierfür kooperierten zwei Spezialisten und bündelten ihre Kompetenzen: MAURER SE (München) und die Getzner Werkstoffe GmbH (Österreich). Federführender Planer war Dr. Marko Marinković von der SDA-engineering. In den Puck des klassischen Doppelgleitpendellagers SIP®-D (= Erdbebenschutz) wurde ein Lager aus dem dynamisch hochwirksamen Werkstoff Sylodyn® (= Vibrationsschutz) eingebettet.

Details zum Erdbebenschutz
Basis für das SIP®-V ist das seit 2004 eingesetzte Doppelgleitpendellager MAURER SIP®-D. Es hat zwei (D für double) konkave Hauptgleitflächen und einen Puck und ist mit dem Gleitmaterial MSM® (= MAURER Sliding Material) ausgestattet.
SIP®-Lager haben für dieses Projekt vier Funktionen:

• Sie isolieren das Gebäude von seinen Fundamenten und erlauben bis zu ±100 mm horizontale Bewegung in alle Richtungen.
• Sie begrenzen die Bewegungen durch innere Reibung, indem die Bewegungsenergie in Wärme umgewandelt wird. Konkret wird eine horizontale Erdbebenbeschleunigung von 0,2 g mindestens halbiert.
• Sie zentrieren den Gebäudekern nach einem Erdbeben wieder in seine ursprüngliche Position, weil sie konkave Gleitflächen besitzen.
• Sie übertragen vertikale Lasten bis maximal 4000 kN.

Details zum Erschütterungsschutz
Um das BioSens-Labor vor alltäglichen Mikroschwingungen des Erdbodens, z.B. aus Verkehr und Lärm, zu schützen, wurde in die Pucks der vier SIP®-Lager ein Sylodyn®-Lager von Getzner (www.getzner.com) eingebettet.

Sylodyn® wird seit über 25 Jahren weltweit zur Isolierung von Bauwerken eingesetzt. Das geschlossenzellige Elastomer verhindert störende Vibrationen und sekundären Luftschall. Speziell die Sylodyn®-HRB-HS-Typen bieten Hochleistungsschwingungsschutz auf kleinstem Raum und waren damit optimal in das Gleitpendellager SIP®-V integrierbar. Der Erschütterungsschutz schirmt Schwingungen von mindestens 15 Hz ab.

Die Doppelgleitpendellager SIP®-V sind 650x650x210mm groß und haben eine Lebensdauer von über 50 Jahren.

Dynamische Erdbeben- und Vibrationstests
Um die Funktion der neuen Lager sicherzustellen, wurden sie am EUCENTRE in Pavia gemäß der EN 15129 geprüft. Alle Parameter der Schwingungsdämpfung, d. h. natürliche Frequenz, effektive Dämpfung und Tragfähigkeit, wurden nachgewiesen.

Dämpfer schützen gegen Kippen
Damit die schlanke Struktur des Gebäudekerns nicht kippt, baute MAURER zudem im obersten Stockwerk vier Hydraulikdämpfer zur Kippmomentabstützung ein.
Die SIP®-V-Lager wurden im Dezember 2021, die Dämpfer im März 2022 eingebaut. Das neue BioSens Institut nahm im April 2023 seinen Betrieb auf.