Инструкции 4 – Оценка безопасности

Для оценки устойчивости в первую очередь необходимо определить два ключевых коэффициента, а именно:

максимальная растягивающая нагрузка
максимальная опрокидывающая нагрузка.

Далее эти термины используются без пояснений.

Но сначала приведем определения обоих терминов:

Растягивающее усилие – усилие, чтобы на верхнюю часть дерева или момент на ствол, которые должны действовать на них так, чтобы ствол сломался.
Опрокидывающий момент усилие, чтобы на верхнюю часть дерева или момент на ствол, которые должны действовать на них так, чтобы дерево было выкорчевано и упало.
Далее необходимо определить максимальную ветровую нагрузку, действующую на верхнюю часть дерева и, таким образом, максимальный момент, действующий на основание ствола дерева.
Для этого процедура выглядит следующим образом:
Сначала для определения верхней поверхности и ее центра воспользуйтесь программой ArWilo. Это будет важно для последующих расчетов и принимается за рычаг.

Расчет ветровой нагрузки

Вводные значения

Ak Парусность дерева
LD Плотность воздуха
LA Центр нагрузки
cw Cw значение
v Скорость ветра
ά Коэффициент рельефа
tu Коэффициент порыва ветра
h(g) Высота грунта на границе слоя
w Частотный коэффициент
v (=32,7м/с) Скорость ветра в баллах по шкале Бофорта. 12

1. В первую очередь требуется определить скорость ветра:

Для этого используется следующая формула:
v real = (tu*v*( (LA x / h(g))^ ά)) m/s

Описание:
Сначала устанавливается коэффициент от центра нагрузки и высоты грунта на границе слоя. Данный коэффициент увеличивается до высокомощного коэффициента рельефа. Затем результат перемножается на силу ветра и коэффициент порыва ветра.
Этот результат является действительной скоростью ветра на центр нагрузки дерева.

2. Следующий шаг – установление момента, действующего на дерево или основание ствола по отношению к установленной ветровой нагрузке.

Для этого используется следующая формула:
Fоснования ствола= Ak* LA*cw* LD *vreal^2 Nm

Описание:
Теперь скорость ветра, полученная ранее, возводится в квадрат (= умножается на саму себя). Полученный квадрат величины теперь умножается на парусность дерева, центр нагрузки (=рычаг), cw значение дерева и плотность воздуха.

Данный результат теперь выражает момент в Ньютон на метр, действующий на основание ствола при силе ветра в 12 баллов.

Полученный результат может использоваться в качестве референтного значения в любое время. Мера безопасности определяется путем сравнения опрокидывающего момента или растягивающего усилия. Если опрокидывающая или растягивающая нагрузка ниже ветровой нагрузки (значения менее 1 в поле результата), значит, есть срочная необходимость действовать. Обычно значение безопасности в 1,5 принимается как минимальное значение (+ 0,5 как коэффициент безопасности нa ошибки и другие факторы, не поддающиеся учету при расчетах).

Испытание на растяжение

В ходе теста на растяжение нагрузка подается на дереве под углом y. Затем наблюдают, под каким z дерево наклоняется. С помощью обобщенной кривой наклона можно посчитать, какой % опрокидывающей нагрузки составляет изначальная нагрузка. Обобщенная кривая наклона нелинейная функция, а показательная. Ось y показывает прямую линию, по которой наклоняется дерево, процент опрокидывающей нагрузки отображается на оси x. Это означает, что, например. 0.25°составляют 40 % опрокидывающей нагрузки.

Теперь необходимо определить фактическое значение тригонометрически, так как мы тянули не под углом 90° к дереву. Для этого должна быть оказана нагрузка, действующая перпендикулярно. Затем данное значение можно довести до 100% путем простого вычисления процента. Теперь это значение умножьте на измерение высоты, на которую подается нагрузка, т.е.рычаг, чтобы установить максимальный момент, являющийся причиной разламывания основания ствола.

Затем полученная опрокидывающая нагрузка соотносится с максимальной ветровой нагрузкой и, таким образом получается безопасность дерева в процентах.

TOP