Geoinformatika 2016; 2(58) : 68-78
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА РАСЧЕТНОЙ ВИБРАЦИОННОЙ МОДЕЛИ БОЛЬШОЙ ЛАВРСКОЙ КОЛОКОЛЬНИ КИЕВО-ПЕЧЕРСКОГО ЗАПОВЕДНИКА
А.В. Кендзера1, И.Д. Белов2, С.В. Щербина1, Ю.В. Лесовой1, В.А. Ильенко1, В.В. Гайдайчук2, О.П. Дедов2, И.А. Черевко3
1Институт геофизики им. С.И. Субботина НАН Украины, просп. Палладина, 32, Kиев 03680, Украина, e-mail: kendzera@igph.kiev.ua, nohup@ukr.net, lisovyi@ukr.net, hgy@yandex.ua
2Киевский национальный университет строительства и архитектуры, просп. Воздухофлотский, 31, Киев-037, 03680, Украина, e-mail: vcbk@ukr.net
3Национальный Киево-Печерский историко-культурный заповедник, ул. Лаврская, 9, Киев 01015, Украина, e-mail: ira071165@yahoo.com
Рассмотрены результаты исследовательских работ по изучению сейсмостойкости Большой лаврской колокольни, исследована ее реакция на внешние сейсмические воздействия разного происхождения. Приведены результаты спектрального анализа наблюденных записей сейсмических колебаний. Определены собственные частоты колебаний колокольни. Проведен анализ экспериментальных данных сейсмических наблюдений и выполнено сравнение с теоретической моделью колебаний колокольни. Большая лаврская колокольня является историческим памятником архитектуры национального значения. Она построена в 1731–1744 гг. и представляет собой кирпичную восьмигранную в плане четырехъярусную башню высотой 96,87 м, завершающуюся большим куполом и малым куполом с крестом. Измерение сейсмических колебаний проводилось с помощью акселерометра ZET 048C и велосиметра GURALP CMG-40T на четырех уровнях колокольни и на расстоянии 10 м от нее. Точки наблюдений располагались в проемах наружных несущих стен для исключения фоновых воздействий от колебаний второстепенных элементов конструкции колокольни. В результате получены трехкомпонентные записи реакции колокольни на внешний микросейсмический шум. Определены амплитуды наблюденных колебаний и выполнен спектральный анализ их скорости и ускорения. Результаты натурных наблюдений совпали в инженерном диапазоне частот со значениями параметров колебаний, рассчитанных для математической модели колокольни. Установлено, что усредненные амплитуды ускорения не увеличиваются с высотой точек наблюдений над земной поверхностью. Усредненные амплитуды скорости изменяются с высотой установки точек наблюдения по экспоненциальному закону. Разработана методика периодического исследования технического состояния колокольни путем проверки стабильности собственных ее частот и амплитуд зарегистрированных колебаний в определенных точках колокольни. Методика не требует проведения длительных технических обследований сооружения.
Ключевые слова: спектральный анализ, спектрограммы, вибрационная диагностика, собственные колебания, виброускорение, виброскорость.