Candidate of Technical Sciences, Leading Researcher, Head of the Seismometry Laboratory
кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией сейсмометрии
Junior Researcher, Seismometry Laboratory
младший научный сотрудник лаборатории сейсмометрии
Junior Researcher, Laboratory of Seismometry
младший научный сотрудник лаборатории сейсмометрии
Director of the Project and Research Office
директор проектного и научно-исследовательского офиса
The problem of determining the dynamic characteristics of buildings based on microseismic observations is considered. The relevance of the research is associated with regulatory requirements that necessitate the determination of actual dynamic parameters of buildings during structural inspection and monitoring. Existing approaches based on microseismic background analysis allow the identification of natural frequencies; however, they do not always provide unambiguous identification of vibration modes and their type (bending or torsional). The aim of this study is to refine the methodology for building surveys by improving the identification of vibration types and mode shapes through the comparison of experimental observations with numerical modeling results. The object of the study is the building of the Institute of Geophysics of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (IG UB RAS). Ambient vibration (microtremor) recordings were performed, followed by spectral analysis of the signals to determine the natural frequencies of the building. The obtained experimental data were compared with the results of numerical modeling carried out in the SCAD software environment, taking into account the structural characteristics of the building and the geological properties of the foundation. The comparison showed good agreement between experimentally determined and calculated frequencies. It was also found that different vibration modes, including bending and torsional modes, may dominate in different parts of the building. The results demonstrate the effectiveness of a combined approach based on instrumental observations and numerical modeling for refining the dynamic characteristics of buildings and may contribute to the development of criteria for the interpretation of microseismic data and the improvement of methodologies for evaluating building dynamics.
Рассмотрена проблема определения динамических характеристик зданий на основе микросейсмических наблюдений. Актуальность исследования обусловлена требованиями нормативных документов, предусматривающих необходимость определения фактических динамических параметров зданий при их обследовании и мониторинге. Существующие методики, основанные на анализе микросейсмического фона, позволяют определить собственные частоты колебаний, однако не всегда обеспечивают однозначную идентификацию мод колебаний и их характера (изгибного или крутильного). Цель исследования - уточнение методики обследования зданий в части определения характера колебаний и идентификации мод собственных колебаний на основе сопоставления экспериментальных и расчетных данных. Объектом исследования является здание Института геофизики УрО РАН. Выполнена регистрация микросейсмического фона, проведен спектральный анализ записей и определены частоты собственных колебаний здания. Полученные экспериментальные данные сопоставлены с результатами численного моделирования, выполненного в программном комплексе SCAD с учетом конструктивных особенностей здания и геологических характеристик основания. Сравнение показало согласованность экспериментально определенных частот с расчетными значениями. Установлено, что в различных частях здания могут доминировать разные формы колебаний, включая изгибные и крутильные моды. Полученные результаты подтверждают эффективность комплексного подхода, основанного на совместном использовании инструментальных наблюдений и численного моделирования, для уточнения динамических характеристик зданий. Полученные результаты могут быть использованы при формировании критериев интерпретации микросейсмических данных и уточнении методики оценки динамических характеристик зданий.