В случае возникновения угрозы механической безопасности здания (сооружения) необходим оперативный контроль технического состояния объекта для своевременного принятия соответствующих мер. Согласно п. 5.1.5 ГОСТ 31937-2011 (Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния), в случае аварийного состояния конструкций (грунтовых оснований) устанавливается обязательный режим мониторинга технического состояния. Одним из контролируемых параметров является частота (период) основного тона собственных колебаний, изменение которого между сериями наблюдения (или в течении мониторинга) свидетельствует о изменении динамических и жесткостных характеристик исследуемого объекта. Определение параметров основного тона собственных колебаний регламентировано ГОСТ 34081-2017 (Здания и сооружения. Определение параметров основного тона собственных колебаний).
От отношения частоты собственных колебаний f0 к частоте вынуждающих колебаний f зависит интенсивность раскачки зданий. По мере приближения частоты вынуждающих колебаний к собственной частоте, колебания здания увеличиваются и достигают максимума при равенстве частот. В ГОСТ 52892-2007 (Вибрация и удар. Вибрация здания. Измерение вибрации и оценка ее воздействия на конструкцию) отмечено, что вибрация может стать причиной повреждения конструкции здания, снизив ее эксплуатационную надежность. В справочном приложении приведен национальный стандарт Германии (Воздействие вибрации на сооружения), в котором дополнительно предлагается измерять скорость в горизонтальном направлении для верхнего перекрытия сооружения. Предельные значения этой характеристики для кратковременной и продолжительной вибрации приведены в справочном приложении к данному ГОСТу.
Принципиальная схема подключения сейсмопавильона
Лаборатория ПТС «ГИ УрО РАН» имеет положительный опыт производства работ по сейсмическому мониторингу технического состояния инженерных сооружений. Сбор и архивирование сейсмических данных при этом могут производиться как непрерывно, в режиме реального времени, так и в заданные периоды либо по запросу оператора. Разработанный сотрудниками лаборатории пакет программ обеспечивает полностью автоматическую обработку собранных данных с публикацией результатов на специально созданной веб-странице. Такой подход дает возможность просматривать результаты расчетов в реальном времени с любого устройства, у которого есть доступ в сеть Интернет, и проводить непрерывный контроль состояния здания и работоспособности аппаратуры.
Пример спектрограммы (а–в), полученные в ходе сейсмического мониторинга, и графики изменения частот (г–е), соответствующих максимальным амплитудам для заданного диапазона частот (указан заливкой); а, г – компонента вдоль здания; б, д – поперек здания; в, е – вертикальная компонента;
1 – гармоника 2.88 Гц; 2 – гармоника 4.10 Гц
Также предусмотрена возможность дополнить программное обеспечение определением максимального модуля вектора массовой скорости смещения. Это позволит в автоматическом режиме контролировать уровень вибраций естественной и техногенной природы (землетрясения, массовые взрывы на горнодобывающих объектах, вибрации от движения метро, от забивания свай и др.).