ارايه يك مدل رياضي كاربردي به منظور برآورد استحكام تنه و ضريب اطمينان درختان با تاج گنبدي در مقابل نيروي باد

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

يكي از راههاي جلوگيري و كاهش خسارات ناشي از شكست درختان اجراي برنامه پايش وضعيت است. عيوبي نظير پوسيدگي، پوكي و حفره در تنه درختان موجب كاهش مقاومت در برابر نيروهاي وارده از تاج، نظير باد مي شود. در اين مقاله با استفاده از تكنيك مدل سازي رياضي بر پايه روش هاي مقاومت مصالح، پارامتر هاي اثرگذار در مقاومت مكانيكي تنه درختان با تاج گنبدي در مقابل باد بررسي، و مدلي كاربردي به منظورتعيين ضريب اطمينان استحكام تنه در برابر نيروهاي ناشي از باد تهيه شد. در اين مدل مي توان با در دست داشتن برخي پارامتر هاي هندسي نظير (ابعاد تاج و تنه، چگالي حجمي تاج، سطح و حجم تاج در مقابل باد، قطر مقطع و حفره، و پوسيدگي در مقطع تحت بررسي) وپارامترهاي مكانيكي مانند (مدول الاستيسيته چوب، حداكثر تنش قابل تحمل، حداكثر سرعت باد در منطقه، وزن تاج و تنه) تنش كل ايجاد شده در مقطع مورد نظر را بدست آورد. با مقايسه حداكثر تنش كل در تنه با تنش قابل تحمل چوب درخت، ضريب اطمينان تنه، براي يك نمونه درخت چنار محاسبه گرديد. همچنين اين مدل نشان داد حداكثر تنش كل ايجاد شده در مقطع درخت تحت شرايط يكسان سرعت باد، ارتفاع درخت و چگالي تاج با تغيير قطر حفره داخلي از 40 درصد قطر تنه به صورت تابع درجه چهار با R2 99/0 به طور ناگهاني افزايش يافت.

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.