Inleiding
Bij het beproeven van constructies wordt onderscheid gemaakt tussen statische beproeving en dynamische beproeving. Een statische beproeving wordt uitgevoerd met een genormeerde kracht, waaruit automatisch volgt of de constructie voldoende sterk is. Dynamische proeven zijn bedoeld als test voor plotseling optredende krachten (o.a. valproeven). Zowel statisch als dynamisch wordt de constructie altijd getest met de kracht die het moet kunnen verdragen, waarbij uit veiligheidsoverwegen meestal een flinke veiligheidsfactor wordt toegepast. Afhankelijk van het type constructie en het type belasting weegt of het statische of het dynamische element zwaarder. Vergelijk bijvoorbeeld een houten vloer en een valbeugel van een trekker. Kenmerkend voor een dynamische beproeving is dat meestal onherstelbare schade wordt toegebracht (bijvoorbeeld een verbogen valbeugel). Geconcludeerd wordt dan of de constructie veilig zou zijn geweest of niet. Echter door de schade als gevolg van de beproeving is de constructie na de test niet meer veilig. Het zal duidelijk zijn dat dit soort testen alleen geschikt zijn als steekproef bij seriematige producten.
Windbelasting
Bij wind is er in de tijd
gezien geen sprake van een voortdurende vaste statische belasting, de
windsnelheid varieert immers. Er is echter ook geen sprake van een, in een
fractie van een seconde, plotseling optredende of wegvallende dynamische
belasting. In de NEN-normering spreekt men daarom bij
windkrachten van een zogenaamde semi-statische
belasting. De kracht wordt in enkele seconden op- of afgebouwd en houdt korter
of langer aan. Bij bomen krijgt een windvlaag pas goed grip als deze de tijd
heeft om alle takken voor en achterin de kroon te
belasten. Een windvlaag is dan ook geen plotselinge kracht die op dynamische
wijze gesimuleerd moet of kan worden (zie ook Wessoly &
Erb, 1998: Baumstatik).
Windworpsimulaties
Voor de beproeving van bomen
is belangrijk onderzoek verricht door Wessoly, Erb e.a. Een groot aantal bomen is net zo lang belast met
een toenemende kracht (semi-statisch) totdat ze
bezweken. Uit het gedrag van de boom, tijdens het testen, zijn belangrijke
eisen geformuleerd waaraan een gezonde boom moet voldoen. Zo is gebleken dat een
boom bij een specifieke druk of trekbelasting overeind blijft staan, indien de
stamvoet bij een belasting van 40% van die kracht niet verder uit het lood komt
dan 0,25o (Wessolly & Erb, 1998: Baumstatik). De
‘kiepkracht’ is de minimale kracht die gedurende enige tijd benodigd is om een
boom om te ‘kiepen’ of kantelen. Als die kracht wordt uitgeoefend door wind
wordt dit windworp genoemd.
Stabiliteitsanalyse
De BOOM-trekproef houdt
in dat de stabiliteit van bomen op gecontroleerde wijze wordt beproefd. Er
wordt gebruik gemaakt van de wetenschappelijk verkregen kennis en de jarenlange
eigen praktijkervaring.
Voorafgaand aan de proef wordt voor de boom zijn specifieke windworpcurve berekend en uitgezet. Hierbij wordt uitgegaan
van het bereiken van de kiepkracht bij een windsnelheid van 32,7 m/s
rond de boom. Tot orkaankracht behoren bomen overeind te blijven staan.
De geautomatiseerde analyse
bestaat uit:
|
1 |
Het vervaardigen van een windworpcurve die weergeeft hoe sterk (of zwak) de boom
verankerd is als hij bij
een windsnelheid van 32,7 m/s om zou
waaien (rode curve in de grafiek). |
|
2 |
De tweede stap wordt gevormd
door de krachten die tijdens de proef op de boom zijn uitgeoefend te vertalen
naar percentages van de kiepkracht en deze als een puntenzwerm in dezelfde
grafiek uit te zetten. Daarbij worden de exacte hellingshoek in de
kieprichting en de afgeleide krachtresultante berekend door in de
berekeningen ook het zijdelings kantelen van de boom mee te nemen. |
|
3 |
Vervolgens worden de
veiligheidsmarges bij verschillende windsnelheden berekend. De getoonde grafiek toont
een beproefde linde met een matige tot slechte verankering: de zwerm van
meetpunten ligt ongeveer op de windworpcurve. Daarmee
is ook de theoretisch maximale windstoot berekend waarbij de boom nog blijft
staan. |
Betrouwbaarheid
De BOOM-trekproef
ontleent mede zijn kracht aan het unieke karakter van het boomspecifieke advies.
Deze wordt opgesteld op basis van het totaalbeeld van de analyse, de
samenstelling van de bodem, de standplaats en de oorsprong van de eventueel
aanwezige stabiliteitsproblemen. Zo wordt voor de boom een eigen windanalyse
gemaakt voor de op die standplaats geldende omstandigheden.
Door jarenlange ervaring,
ontwikkeling en testen zijn diverse elementen ingebouwd die bijdragen tot de betrouwbaarheid
van de meting:
- hoogfrequente (10 metingen per seconde)
en nauwkeurige metingen, waardoor elke beweging en afwijking minutieus in
beeld wordt gebracht;
- een unieke rekenkundige controle van
het kiepgedrag van de boom, oftewel levert de windworpcurve ook voor deze boom het juiste
toetsingskader;
- de “strakheid” van de puntenzwerm. Een
brede wolk wordt veroorzaakt door storing, niet nauwkeurige of niet juist
geplaatste apparatuur;
- de richting van de exacte buighoek en
het constante karakter daarvan (“roos”-grafiek);
- check op resonantie (= eigenfrequentie)
aan de hand van de gemeten h/d-verhouding in
relatie tot het kroonvolume en de te verwachten vlaagfrequentie (AENOR
1998; V-methode)
het is in de normering (o.a. die van het bouwwezen) gebruikelijk om
een veiligheidsmarge in te bouwen: Boom-KCB hanteert een in het algemeen
een veiligheidsfactor van 1,4 (groene curve; 140%). 
Dit noemen we de natuurlijke veiligheidsfactor, omdat deze mede
is afgeleid uit de beproeving van tientallen gezonde bomen. De curve van een
gezonde boom hoort dus op of onder de groene lijn in de grafiek te liggen.
Opmerkelijk is, dat uit de
windstatistieken voor Nederland blijkt dat er landinwaarts weliswaar gemiddeld
lagere windsnelheden optreden (windkrachten Beaufort), maar dat daar in de
praktijk geen rekening mee gehouden kan worden. Lokale omstandigheden kunnen de
windkracht aanmerkelijk versterken. Bijvoorbeeld rond gebouwen e.d. (venturi-effect). De directe omgeving is dus het meest
bepalend voor de gehanteerde veiligheidsfactor. Hoe meer obstakels in de
omgeving, hoe lager de gemiddelde windsnelheid maar ook hoe hoger de
“uitschieters” waarmee moet worden gerekend.
Uit ervaring is gebleken dat
ook grondwateraspecten een rol spelen. Bijvoorbeeld bij een verzadigde bodem
neemt de sterkte van de verankering van de wortels af. Al deze aspecten worden
objectief in de advisering betrokken.
Veiligheid
De veiligheid tijdens de test
wordt gewaarborgd door specifieke verkeersmaatregelen en aanvullende
veiligheidsmaatregelen. De proefopstelling zelf is veilig door het gebruik van
materialen die voldoen aan strenge veiligheidsnormen en de inzet van ervaren
personeel. Door ons zijn ook derden opgeleid die nu zelfstandig kunnen werken.
De installatie is bijzonder
veilig, omdat schommelingen in windkracht e.d. in eerste instantie worden
opgevangen door rek in een speciaal tussengevoegde kabel waardoor materialen en
trekpunten (boom!) niet overbelast kunnen worden. Er wordt voorkomen dat
katapultkrachten op de boom worden losgelaten, omdat dit zijn pendant in de
natuur niet kent en de boom daarop niet is ingesteld.
Informatie
Per klus wordt de juiste
proefopstelling en werkmethode bepaald. Voor verdere informatie en prijzen kunt
U met ons contact opnemen.