Zgrada na amortizerima: Pionirski poduhvat u srpskom građevinarstvu

Sa konstruktorima Instituta Biosens u Novom Sadu razgovaramo o tome kako se podiže objekat koji je otporan na vibracije. 

Često se pitamo da li je Srbija „deo sveta“ i da li naši inženjeri, ukoliko im se pruži prilika, mogu da se uhvate u koštac sa najizazovnijim inženjerskim problemima. Priloge o objektima izvedenim na „amortizerima“ imali smo prilike da vidimo samo na televiziji. Sada se jedan takav ambiciozan projekat izvodi u Novom Sadu.

O objektu Instituta Biosens već je bilo redova na našem portalu i sa pravom smo ga izabrali kao jedan od najznačajnijih objekata koji se grade u Srbiji u 2022. godini.

Pročitajte još na Gradnja.rs:

• 18 domaćih građevinskih projekata koji će obeležiti ovu godinu
• U Novom Sadu počela izgradnja objekta otpornog na vibracije

Oprema osetljiva na vibracije

Pored nesvakidašnje arhitekture, karakterističnog konstruktivnog rešenja sa konzolom, i „šume“ instalacija, ono što pre svega čini ovaj objekat posebnim jeste bazna izolacija objekta, koja predstavlja kombinaciju seizmičkih izolatora i ležišta za izolaciju od svakodnevnih vibracija. Na ovaj način objekat je zaštićen od projektnog zemljotresa, ali i oprema osetljiva na vibracije je zaštićena antivibracionim ležištem.

Vredi odmah na startu predstaviti ljude koji su učestvovali u realizaciji ovog projekta i kroz čija kratka svedočenja ćemo saznati nešto više o ovom za Srbiju i region jedinstvenom građevinskom poduhvatu. To su prof. dr Danilo Ristić i van. prof. Jelena Ristić, doc dr. Dragan Zlatkov, ass. Andrija Zorić (projektanti objekta BioSens instituta) koji su bili deo tima projektanstskog biroa EuroCons Group iz Vršca.

Takođe, tu su i dr Željko Žugić, stručni nadzor i predstavnik naručioca tokom usvajanja tehničkog rešenja i izvođenja fundiranja objekta, doc. dr Marko Marinković, sa Građevinskog fakulteta, Univerziteta u Beogradu, koji je predložio tehničko rešenje sistema baznih izolatora i prigušivača i implementirao ga na gradilištu, Zoran Đenadija dipl. inž. građ., odgovorni izvođač radova (GAT Novi Sad)

O primeni antivibracionih tehnologija do sad smo imali prilike da čitamo isključivo kroz naučne radove i predavanja.

Dr Željko Žugić na početku navodi da smo o primeni antivibracionih tehnologija do sad imali priliku da čitamo isključivo kroz naučne radove i predavanja, te da mu je stoga drago da nije sve ostalo na teoriji i da su on i njegovi saradnici ovaj pionirski poduhvat u srpskom građevinarstvu uspešno sproveli.

Cilj je, dodaje, da kroz buduće kapitalne projekte (objekte bolnica, škola, fakulteta…) ovo na neki način postane standard za javne objekte u Srbiji koji se prema važećim pravilnicima moraju projektovati na najveći nivo zaštite na zemljotrese.

„Uz odgovarajuće mikrozoniranje (preciznije definisanje seizmičkog hazarda) ovim bi problem seizmičke zaštitite novih objekata bio u potpunosti rešen“ – objašnjava Žugić.

Jedinstvena prilika za implementiranje teorije

„Kada sam 2018. godine dobio priliku da vodim ovaj projekat i video da je moj profesor Danilo Ristić iz Skoplja učestvovao u postavljanju ideje da se objekat bazno izoluje, shvatio sam da godine učenja nisu bile uzalud i da jedinstvena prilika da se na terenu implementira ono što svi u teritoriji znamo da može rešiti antivibracione probleme kod objekata od značaja, laboratorija sa skupom opremom, proizvodnim pogonima, železničkim i metro stajalištima u gradskim jezgrima itd.“ – navodi Žugić.

Dodaje da je u toku je tender za nabavku kompletne opreme (između ostalog i antivibracionih stolova) čime će biti zaokružen proces formiranja ove jedinstvene laboratorije na teritoriji Srbije i Balkana.

Prednost je što se bazna izolacija može ugraditi i na postojeće objekte.

Kako navodi naš prvi sagovornik, u komunikaciji sa kolegama iz nemačke kompanije MAURER – koji su isporučili izolatore i prigušivače prema proračunu i dizajnu doc. dr Marka Marinkovića – pokazala se sva kompetentnost ljudi iz Srbije, jer su pre svega vrhunski naučnici iz Instituta Biosens znali šta žele da dobiju, a na njima je bilo da to sprovedu u odgovarajućim rokovima i vrhunskom kvalitetu.

Ove tehnologije, dodaje, mogu se primeniti i u industrijskim objektima gde postoje mašine koje proizvode vibracije i koje mogu uticati na funkcionalnost okolnih uređaja/mašina ali i izazvati neprijatne radne uslove zaposlenih u okolnim kancelarijskim prostorima.

Takođe, bazna izolacija se primenjuje za zaštitu objekata od vitalnog značaja (bolnica i oprema u bolnicama, muzeji, pozorišta, stadioni, školski objekti, domovi za stara lica itd.).

„Prednost je što se bazna izolacija može ugraditi i na postojeće objekte, tako da postoji dosta primera u svetu gde su objekti od istorijskog značaja zaštićeni postavljanjem sistema izolatora i prigušivača“ – kaže Žugić.

Stroži kriterijumi od uobičajenog

Doc. dr Marko Marinković kaže za naš portal da su zahtevi koji su postavljeni u projektnom zadatku bili strogi, te da zgrada laboratorije mora da ispuni znatno strožije kriterijume od uobičajenih objekata.

„Dodatno, u slučaju dejstva zemljotresa, zgrada laboratorije mora da ostane neoštećena, ali i oprema u zgradi ne sme da pretrpi nikakva oštećenja“ – navodi Marinković.

Pored toga, dodaje, nesmetana upotreba visoko osetljive opreme i primena visoko preciznih aktivnosti u objektu mora biti moguća i u toku svakodnevnih aktivnosti u okolini objekta.

Objekat treba da prihvati sva moguća statička i dinamička opterećenja koja mogu narušiti sprovođenje eksperimenata.

S obzirom da je predmetni objekat jedinstven na ovim prostorima i predviđena upotreba laboratorija je osnovna delatnost od velike važnosti za institut BioSens, Marinković navodi da je potrebno posebnu pažnju posvetiti obezbeđenju funkcionalnosti objekata i opreme u incidentnim situacijama kao što je zemljotres, ali i u svakodnevnim pobudama od okolnog saobraćaja, mehanizacije, sportskih aktivnosti itd.

„To znači da objekat treba da prihvati sva moguća statička i dinamička opterećenja koja mogu narušiti sprovođenje eksperimenata u laboratorijama“ – ističe naš sagovornik.

Kako dalje objašnjava, ovaj zadatak je ispunjen projektovanjem sfernih kliznih ležišta (Sliding Isolation Pendulum Bearings-SIP) u kombinaciji sa poliuretanskom pločom.

Dvojaka funkcija baznih izolatora

Ovo rešenje je jedinstveno, objašnjava Marinković, tako da je funkcija baznih izolatora dvojaka: čuva konstrukciju od dejstva zemljotresa i ujedno omogućava izolaciju spoljašnjih vibracija u toku svakodnevne upotrebe objekta.

„Primenom ovih ležišta, nova zgrada BioSens instituta je postala prvi objekat takve vrste u Evropi, i mislim da na tu činjenicu treba da budu ponosni svi građevinski inženjeri u Srbiji ali i naši sugrađani“ – ističe on.

Dodaje da rešenje koje su predložili i koje je usvojeno jesu sferne klizne površine sa lubrikantom koji omogućava nizak koeficijent trenja (oko 1%).

„Pri dejstvu seizmičkog opterećenja klizač se kreće sfernom površinom i konstrukcija sa ovakvim ležištima se ponaša kao klatno u toku kretanja, a period oscilovanja ovako dobijenog klatna je kontrolisan radijusom krivine klizne površine“ – navodi Marinković.

Klizač se kreće sfernom površinom i konstrukcija sa ovakvim ležištima se ponaša kao klatno u toku kretanja.

Dodatni razlog za izbor ovakvog ležišta je prednost ovakvih izolatora koja se ogleda u ponovnom vraćanju u početni položaj (recentriranje) pomoću svoje težine, objašnjava Marinković.

„Na taj način upotrebom SIP izolatora rešavamo četiri glavna zahteva seizmičke izolacije: vertikalno prenošenje opterećenja, horizontalno pomeranje, potrošnja energije i recentriranje“ – dodaje on.

Kako dalje navodi, poliuretansko ležište je postavljeno unutar SIP izolatora i na taj način su izolovane vertikalne vibracije koje dolaze iz okoline objekta i mogu da ugroze funkcionisanje opreme unutar zgrade. Takođe, dodaje Marinković, nosivost i dimenzije poliuretanskog ležišta su isprojektovane u skladu sa radijusom SIP izolatora, težine natkonstrukcije i nivoa frekvencije koju treba izolovati.

Prednost kombinacije SIP izolatora i poliuretanskog ležišta se ogleda i u lakšem izvođenju, jer na ovaj način je potrebno samo postaviti SIP izolator iznad koga se može direktno izliti armiranobetonska ploča, objašnjava naš sagovornik.

Tako, dodaje on, nema potrebe za prekidanjem u betoniranju i formiranjem kratkog betonskog elementa na koji bi se postavilo poliuretansko ležište, već celo rešenje dolazi kao jedan paket/element na gradilište i tako se ugrađuje.

Dodatna otežavajuća okolnost

„Dodatna otežavajuća okolnost je bila to što je predviđeno da se bazno izolovani objekat laboratorija nalazi unutar kompleksa nove zgrade Instituta BioSens, okružen okolnim delovima kompleksa. Tako da je bilo potrebno osigurati da izolovani objekat ne bude ugrožen pomeranjem okolnog objekta usled dejstva zemljotresa“ – kaže Marinković.

Na spoju dva objekta postavljeni su sistemi prigušivača – dampera.

Kako bi se ovo predupredilo predloženo je postavljanje sistema prigušivača (dampera) na spoju ova dva objekta.  Prigušivači su postavljeni na poslednjoj etaži gde se očekuje najveće pomeranje okolnog objekta, a njihov dodatni benefit  jeste povećanje prigušenja koje smanjuje uticaje usled zemljotresa.

„Posebno bih istakao profesionalnost šefa gradilišta Zorana Đenadije i njegovog tima radnika, koji su stručno sproveli proces postavljanja izolatora i prigušivača po prvi put u Srbiji na jednoj zgradi. Odgovornost i preciznost sa kojom su oni izveli ovaj projekat je na svetskom nivou“ – kaže na kraju Marinković.

Prof. dr Danilo Ristić ističe da mu je posebno drago da je ovaj projekat sproveo mlad tim stručnjaka koji može još mnogo ovakvih projekata da uradi zajedno. Dodaje da ovakvi projekti dokazuju da regionalna saradnja i udruživanje institucija sa Balkana može kao rezultantu dati dodatnu vrednost.

Velika odgovornost ali i veliki izazov

Odgovorni izvođač radova, dipl. inž. građ. Zoran Đenadija ističe za Gradnju da su on i članovi njegovog tima od prvog momenta bili svesni da rade nešto potpuno novo i posebno, što je, napominje, svakako predstavljalo veliku odgovornost s jedne strane, ali u isto vreme i veliki izazov.

„Kao odgovorni izvođač radova sam zajedno sa mojim timom dao sve od sebe da se dobro upoznamo sa sistemom i na korektan način izvršimo ugradnju. U efikasnoj komunikaciji i saradnji sa projektantskim timom, kao i nemačkom kompanijom MAURER, iz nekoliko iteracija osmislili smo i razradili sve detalje ugradnje i uspešno smo realizovali ovakve aktivnosti po prvi put u Srbiji i regionu“ – ističe Đenadija.

Dodaje da su prva ispitivanja sistema sprovedena i da su rezultati pozitivni, te sada sledi dalji nastavak gradnje i finalno ispitivanje na kraju projekta, kao i postavljanje monitoring sistema kako bi se pratile vibracije na pozicijama osetljive opreme.