В октябре 1998 года была утверждена программа научных исследований и сопровождения конструкторских разработок рабочей документации восстановления Успенского собора Киево-Печерской Лавры. Программа состояла из следующих разделов:
Натурные и стендовые исследования – исполнители АО «Киевпроект», институт «Укрпроектреетаврация», КГТУБА, НИИСК. Предусматривались натурные испытания фундаментов, усиленных сваями (исходными данными предельное сопротивление грунта под острием и на боковой поверхности свай), стендовые испытания фрагментов частей сохранившейся и новой кладки стен на статические нагрузки (на основе экспериментальных значений модулей деформации кладки стен и ее несущей способности), исследования живописи (исполнители институт «Укрпроектреитаврация» и ГНТЦ «Конрест»).
Численное моделирование напряженно-деформированного состояния (НДС) фрагментов основания и конструкций собора – исполнители АО «Киевпроект». институт «Укрпроектреставрация». КГТУБА, НИИСК и геологический институт КУ. Исследовалось численное моделирование взаимодействия свай, свай и остатков фундаментов с основанием (исходные данные для проектирования – несущая способность свай и фундаментов, усиленных сваями и деформации основания в различных зонах собора). Предусматривались расчеты пилонов и различных схем усиления (металлическая обойма, бетонная рубашка) (исходные данные – обоснование рационального технического решения усиления). Планировалось проведение расчетов усиленных сваями фундаментов и их влияний на деформации основания от обвалов полостей, существующих каналов и штолен (на основе разработки конструктивных решений фундаментов и конструкций верхней части собора), расчеты возможностей изменения гидродинамических условий площадки при восстановлении собора и расчеты устойчивости склонов (на основе определения коэффициента устойчивости склонов).
Исследование взаимодействия оснований и несущих конструкций собора при основном и особом сочетаниях нагрузок. Планировалось выполнение пространственных расчетов собора по допмациям и прочности по комплексной схеме «основа»-„фундамент“-«элементы усиления»-«верхнее строение» (основе разработки рациональных конструктивных решений и технологии восстановления собора). В этом разделе предусматривалась оценка взаимодействия элементов системы, оценка взаимного влияния элементов усиления фундаментов и определение их совместной работы, исследования эффективных конструктивных решений соединения существующей части собора с новой, расчеты НДС основы и конструкции собора на разных этапах нагрузки и включения в работу существующих и новых конструкций, разработка и расчеты конструктивных мер защиты для основного и особых сочетаний нагрузок.
Натурные и инструментальные наблюдения за деформациями собора и окружающей застройки при его восстановлении исполнители института «Укроэктреставрация», НИИСК, КГТУБА, Геологический институт КУ. Предполагалось наблюдение за пространственной работой собора во время восстановления (на основе получения информации для быстрого реагирования и научных исследований) наблюдение за взаимодействием здания собора с основой, геодезические наблюдения за перемещениями части собора, наблюдение за деформациями стен, их сечениями и местами соединения старой и новой кладки наблюдение за деформациями пространственных конструкций куполов, покрытия перекрытия (своды, купола, маковки основе данных инструментальных наблюдений).
Акустические исследования и натурные измерения – исполнители АО «Киевпроект», НИИСК. Предполагалась экспериментальная оценка акустических характеристик глашатаев – резонаторов собора и разработка их конструктивных решений (конструктивные решения глашатаев и рекомендации по их размещению), исследование звукопоглощающих свойств облицовочных материалов внутренних поверхностей собора (рекомендации по применению).
Научное сопровождение конструктивных разработок на стадии рабочей документации – исполнители институт «Укрпроектреставрация», АО „Киевпроект“, НИИСК, КГТУБА, ГТТЦ «Конрест», ИА НАН Украины. Оно включало оценку несущей способности конструкций Успенского собора по результатам выполненных исследований и расчетов (оценка запаса несущей способности конструкций собора для его восстановления), подбор армирования и разработку рекомендаций по проектированию несущих конструкций собора (фундаменты-стены на основе расчетного обоснования конструктивных решений собора, исследования строительных материалов на основе составленного атласа и коллекции «Строительные материалы Успенского собора», конструкции стабилизации сохранившихся пилонов и стен и их соединение.
Разработка технологий – исполнители институт «Укрпроектреставрация», „Укртехбуд“, ГНТЦ «Конрест».
