Erläuterungen zur Methodik des Dilatometerverfahrens


Bruchsicherheit
ist die "Ausreichende Fähigkeit, dem Bruch von Stamm- und Kronenteilen beim Einwirken von Lasten, z.B. Sturm, Schnee, Eis und Eigengewicht zu widerstehen, s. Verkehrssicherheit" Definition nach ZTV-Baumpflege 2006.

Das Dilatometerverfahren ("Elastomethode" nach Wessolly) ist ein meßtechnisches Prognoseverfahren zur Bruchsicherheitsbestimmung von Bäumen. Es beruht auf dem Hook´schen Gesetz:

Spannung = E-modul * Dehnung

und einem Spannungsvergleich. Ein auf die Windlast abgestimmter Zugtest und die gleichzeitige Messung des Dehnungsverhaltens sind Grundlage dieser Methode.

Zur Bruchsicherheitsberechnung aufgrund der Meßergebnisse müssen Materialkennwerte (E-modul und Druckfestigkeit des grünen Holzes) für die betreffende Baumart zugrundegelegt werden. Diese konnten aufgrund von Laboruntersuchungen (Festigkeitskatalog der Universität Stuttgart) oder in anderen Gutachtenfällen der AfB bestimmt werden.

Mit Hilfe des Biegeelastizitätsmoduls (E-modul) und der unter definierter Zuglast gemessenen Dehnung wird die Spannung berechnet, die im Vergleich mit der Druckspannung des grünen Holzes der jeweiligen Baumart den Grad der Bruchsicherheit angibt.

Die Bruchsicherheit bezieht sich auf Bruchversagen unter Biegebelastung (häufigste Bruchversagensart der Stämme und Stämmlinge frei stehender Bäume im relevanten Windstärkebereich bis Windstärke 12), auf den Bereich der jeweiligen Meßstelle, die Belastungsrichtung und Windstärke 12 nach BEAUFORT. Außergewöhnliche Naturereignisse (höhere Gewalt) und deren Auswirkungen können durch die Messungen nicht erfaßt werden. Wegen der Unwägbarkeiten des Baumbruches ist bei den Meßergebnissen und der Aussage zur Bruchsicherheit ein Sicherheitsabstand zu berücksichtigen (Einteilung in vier Bruchsicherheitsklassen).

Bei dem Dilatometerverfahren handelt es sich wie bei der AfB-Methode ebenfalls um baumschonendes Untersuchungsverfahren.


Zug- Druckspannungen im Stamm des durch Wind belasteten Baumes
Beispiel für eine Bruchsicherheitsberechnung aus Dehnungsmessungen
 

Meßprotokoll Seite 9
Datum der Messung: 16.10.1998
Datum der Auswertung: 19.10.1998
Baumart: Acer saccharinum
Standort: Baumstatikhausen, an der Kirche
Bearbeiter: Ths
Stamm-WSW-Seite

MESSUNG-NR.: '7' Belastungsrichtung: ONO
Ermittlung des Biegemomentes WLM 12 an der Meßstelle:  
Windlastschwerpunkt:
Biegemoment WLM 12 für Stammfuß:
Höhe der Meßstelle am Stamm:
Biegemoment WLM 12 für Meßstelle:
1.278 cm
43.300 kNcm
110 cm
39.573,08294 kNcm
Ermittlung der Bruchsicherheit (Messung)  
Höhe des Seilanschlages:
Höhe der Meßstelle am Stamm:
Hebelarm Seilanschlag/Meßstelle:
Lastfaktor:
Einscherung (Umlenkrolle):
Zuglast (Ablesung Dynamometer):
Biegemoment aus Zuglast in Höhe der Meßstelle:
Ablesung Skalenteile Dilatometer:
Skalenteile / 100.000:
E-Modul (f. Zuckerahorn, Stuttg. Festigkeitsk.):
Spannung an Meßstelle aus Zuglast:
Durch Zuglast erreichte Sicherheit:
Durch Zuglast erreichte Sicherheit in % WLM 12:
Spannung an Meßstelle bei WLM 12:
Mittelwert Druckfestigkeit (Zuckerahorn):
Elastizitätsgrenze:
Bruchsicherheit (Druckversagen) WLM 12:
810 cm
110 cm
700 cm
0,946
1 fach
0,691 to
4.487,328868 kNcm
16 SkT
0,00016
545 kN/cm²
0,0872 kN/cm²
0,113393462
11,34%
0,769003773 kN/cm²
2,00 kN/cm²
0,37 %
2,600767472
Bruchsicherheit des Stammes für WLM 12 in Höhe der Meßstelle und in Belastungsrichtung:
2,6
fache Sicherheit

 

ANMERKUNG:
Die Elastizitätsgrenze ergibt sich aus dem Verhältnis der Druckfestigkeit des Holzes zum Biegeelastizitätsmodul. Sie kann über weite Bereiche im Baum annähernd gleich sein.