[发明专利]树木风载荷测定方法

摘要

本发明公开了一种树木风载荷的测定方法。该测定方法，包括测定树干在风压作用下产生的弯矩、扭矩、风力及其风力的作用点位置。风载荷的获取是通过在树干不同位置及方位角安装变形传感器，测量出树干在大风作用下产生的最大线应变、最大剪应变与风速之间的关系εmax＝f(v2)；然后在无风条件下，再对该树木进行人工拉力实验，建立弯矩与最大线应变和剪应变的关系M＝g(εmax)；最后根据上面的两个公式就可以建立起弯矩与风速之间的关系式M＝g(εmax)，称之为风致弯矩特性方程。对于选定的树木，树木的风致弯矩特性方程具有特定性和有条件唯一性。在此基础上，还可以继续确定出作用在树冠上的风载荷大小和作用点位置。该方法解决了树木风载荷不易确定的难题，可用于监测/预测林区树木和城市行道树以及园林古树名木的抗风害能力。

主权项

一种树木风载荷测定方法，其特征在于：所述的获得风致弯矩特性方程主要通过如下步骤：(1)在一次中等大小的大风中(譬如5～6级)，建立树干最大应变与风速关系式：εmax＝f(v2)。(2)在随后的无风日，采用拉力试验建立力矩与最大应变关系：M＝g(εmax)。(3)将由上述两种实验所得到关系式消去应变参量，即可得到该树木的风致弯矩特性方程，即M＝g(f(v2))。所述的大风实验过程如下：在大风来临前，在所测树木的树干上安装2个测量轴向变形的位移传感器，传感器要安装在树干同一横截面的一对正交直径轴向上，并在树旁再安装一个风速传感器，高度约与树冠重心高相同。起风后，应用数据采集仪记录各传感器的信息数据。然后将采集的数据应用分析软件进行分析处理，即可得到树干最大应变与风速关系式εmax＝f(v2)，其中，所述的拉力实验过程如下：在随后的无风日，对同一棵树进行拉力试验，即在树上系一接有力传感器的绳索并施加水平拉力(水平拉力的方向与盛行风向大致相同)，使树木主干产生弯曲变形。在所测树木上沿拉力方向在树干背面安装一个变形传感器。当树干被可知拉力作用时，树木发生弯曲变形，通过安装在树干上的位移传感器即可测得最大弯曲应变，并建立弯矩与最大应变的关系式M＝g(εmax)。将上述两种实验所获得的关系式，消除应变参量，即可建立该树的风致弯矩特性方程M＝g(f(v2))。