ارائه یک مدل ریاضی کاربردی به منظور برآورد استحکام تنه و ضریب اطمینان درختان با تاج گنبدی در مقابل نیروی باد

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

چکیده

یکی از راههای جلوگیری و کاهش خسارات ناشی از شکست درختان اجرای برنامه پایش وضعیت است. عیوبی نظیر پوسیدگی، پوکی و حفره در تنه درختان موجب کاهش مقاومت در برابر نیروهای وارده از تاج، نظیر باد می شود. در این مقاله با استفاده از تکنیک مدل سازی ریاضی بر پایه روش های مقاومت مصالح، پارامتر های اثرگذار در مقاومت مکانیکی تنه درختان با تاج گنبدی در مقابل باد بررسی، و مدلی کاربردی به منظورتعیین ضریب اطمینان استحکام تنه در برابر نیروهای ناشی از باد تهیه شد. در این مدل می توان با در دست داشتن برخی پارامتر های هندسی نظیر (ابعاد تاج و تنه، چگالی حجمی تاج، سطح و حجم تاج در مقابل باد، قطر مقطع و حفره، و پوسیدگی در مقطع تحت بررسی) وپارامترهای مکانیکی مانند (مدول الاستیسیته چوب، حداکثر تنش قابل تحمل، حداکثر سرعت باد در منطقه، وزن تاج و تنه) تنش کل ایجاد شده در مقطع مورد نظر را بدست آورد. با مقایسه حداکثر تنش کل در تنه با تنش قابل تحمل چوب درخت، ضریب اطمینان تنه، برای یک نمونه درخت چنار محاسبه گردید. همچنین این مدل نشان داد حداکثر تنش کل ایجاد شده در مقطع درخت تحت شرایط یکسان سرعت باد، ارتفاع درخت و چگالی تاج با تغییر قطر حفره داخلی از 40 درصد قطر تنه به صورت تابع درجه چهار با R2 99/0 به طور ناگهانی افزایش یافت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Developing a Practical Mathematic Model, to Estimate Strength and Factor of Safety of Embowed Crown Trees, Against Wind Force

نویسندگان [English]

  • J. Baradaran Motie
  • M. Shakeri
چکیده [English]

Conditional monitoring is prerequisite to prevent severe damage or falling down the trees. Problems such as trunk decays, reduces trees resistance against wind and floods. In this study, a mathematical modeling technique is being selected to determine the trees strength against such events. Finally, an applicable model for safety factor was created By having numeral (dimensions of crown and trunk, crown density, crown volume, section diameter, internal cavity diameter etc.) and mechanical (modulus of elasticity of wood, allowable stress, maximum wind speed, crown and trunk weight) parameters of tree. By using this model we may estimate the total maximum stress in critical plane of the trunk. Comparing allowable stress of trunk wood leads us to calculate the safety factor of the tree. The results indicated that the total maximum stress in trunk increases exponentially after the diameter of internal cavity exceeds 40 percent of trunk in critical plane.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Trunk strength
  • Crown density
  • Wind speed
  • Factor of safety
  • Mathematic model