Arboriculture & Urban Forestry 40(1): January 2014 Kenneth R. James (corresponding author) ENSPEC Pty Ltd 2/13 Viewtech Crt, Rowville, VIC 3178, Australia
[email protected] Jason Grabosky Rutgers University Ecology Evolution Nat Resources 14 College Farm Road New Brunswick, New Jersey 08901, U.S. Andreas Detter Brudi and Partner Tree Consult Gauting, Germany Gregory A. Dahle West Virginia University Forestry and Nat Resources Morgantown, West Virginia, U.S. Brian Kane University of Massachusetts Amherst, Massachusetts, U.S. Résumé. Un examen de la documentation sur les études bio- mécanique des arbres à l'aide de méthodes d'analyse dynamique est effectué. L'accent est mis sur la biomécanique des arbres cul- tivés à l’air libre que l’on trouve généralement dans les zones urbaines plutôt que dans les forêts ou les plantations. La distinction n'est pas effectuée sur les espèces mais sur leur forme, car les arbres cultivés à l’air libre se développent habituellement avec une masse de branche considérable et leur réponse dynamique aux vents est certainement différente que celle d'autres formes d'arbres. Des mé- thodes d'analyse dynamique appliquées aux arbres sont examinées. Des modèles d'arbres simples ont été développés pour comprendre leurs réponses dynamiques, mais ceux-ci ignorent la dynamique des branches. Des modèles plus complexes et des analyses par élé- ments finis sont en train de développer une approche multimodale pour représenter la dynamique de branches d’arbres. Les résultats indiquent que les propriétés des constituants jouent un rôle limité dans la dynamique des arbres. Les paramètres qui peuvent influ- encer leur dynamique sont la forme et la morphologie de l’arbre lui-même et de ses branches. Zusammenfassung. Hier werden Studien zur Baummechanik betrachtet, die dynamische Analysemethoden verwenden. Der Fokus dieses Überblicks liegt bei der Biomechanik von frei wachsen- den Bäumen, wie sie üblicherweise in urbanen Räumen angetroffen werden, im Vergleich zu eng stehenden Wald- oder Plantagenbäu- men. Der Unterschied basiert nicht auf der Baumart, sondern in der Form, weil frei wachsende Bäume gewöhnlich eine breite Krone ausbilden und die dynamische Reaktion bei Windlast anders ist als bei anderen Baumkronenformen. Verschiedene angewendete Meth- oden zur dynamischen Analyse werden vorgestellt. Einfache Baum- modelle wurden entwickelt, um die dynamische Reaktion von Bäu- men zu verstehen, aber diese ignorieren größtenteils die Dynamik der Äste. Komplexere Modelle und begrenzte Analysen der Elemente entwickeln einen multimodalen Ansatz zur Repräsentation der Ast-Dynamik bei Bäumen. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass die Materialeigenschaſten nur eine begrenzte Rolle dabei spielen und es ist die Form und Morphologie der Bäume und Äste, die die Dynamik des Baumes beeinflussen kann. ©2014 International Society of Arboriculture 15 Resumen. Se revisan estudios de biomecánica del árbol utilizan- do métodos dinámicos de análisis. El énfasis es sobre la biomecánica de los árboles que crecen a campo abierto, que típicamente se en- cuentran en zonas urbanas, antes que aquellos de bosques o planta- ciones. La distinción no se basa solo en especies, sino en su forma, ya que los árboles en áreas abiertas por lo general crecen con una considerable masa de ramas y la respuesta dinámica de los vientos puede ser diferente a otras formas de los árboles. Son revisados los métodos de análisis dinámicos aplicados a los árboles. Se han desar- rollado modelos simples para entender las respuestas dinámicas de los árboles, pero éstos ignoran en gran medida la dinámica de las ra- mas. Modelos más complejos y los análisis de elementos finitos están desarrollando un enfoque multimodal para representar la dinámica de las ramas de los árboles. Los resultados indican que las propie- dades de los materiales juegan un papel limitado en la dinámica de los árboles y que es más bien la forma y la morfología del árbol y de las ramas las que lo pueden estar haciendo.
January 2014
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