Standsicherheitsberechnung

(Berechnung der Verankerungsfestigkeit der Wurzeln mithilfe der Neigung des Stammfußes)

Die Berechnung der Standsicherheit erlaubt Rückschlüsse auf das Verhalten eines Baumes bei hoher Windlast. Bäume reagieren auf Windlast mit einer geringen Neigung des Wurzeltellers. Der Wurzel-Erde-Verbund reagiert elastisch auf die Windlast bis zur Erreichung eines Grenzwerts, ab dem der Baum zu kippen beginnt. Das „Wurzelkippen“ wird im Wesentlichen durch die Dehnung der lastabtragenden Wurzeln sowie die Bodenverformung erzeugt und ergibt eine lichtlineare Funktion (Verallgemeinerte Kippkurve nach WESSOLLY).

Bei einem Zugversuch simuliert man eine Windlast durch Einleitung einer Windersatzlast in den Stamm. Mithilfe von Neigungswinkelsensoren wird die minimale Neigung der Wurzelplatte (im 1/100°-Bereich) und die daraus resultierende Neigung der Stammbasis gemessen und erfasst. In einzelnen Lastschritten wird die Zugkraft erhöht. Falls im Zuge der Simulation kritische Sensorgrenzwerte im Bereich der Stammdehnung oder Wurzelkippen erreicht werden, wird die Zuglast entsprechend begrenzt.

Dann werden mithilfe von TSE die in den einzelnen Lastschritten erfassten Messwerte hochgerechnet, so dass Prognosewerte für das Verhalten des Baums für die angenommene Windstärke (i.d.R. Orkan) vorliegen. Diese Werte werden verglichen mit empirischen Grenzwerten über das natürliche Kippverhalten von Bäumen (Verallgemeinerte Kippkurve). So ist erkennbar, ob der untersuchte Baum innerhalb des „Normverhalten“ auf die simulierte Windbelastung reagiert. Als Berechnungsergebnis erhält man einen Faktor, der die Standsicherheit des jeweiligen Baums abbildet.

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