Формула расчета кубатуры круглого леса: особенности и пример

Методы измерения объема или кубатуры круглого леса определены в ГОСТ Р 52117-2003.

Схема уменьшения диаметра бревна

Рисунок 4. Схема уменьшения диаметра бревна.

По приведенным в документе формулам можно выполнить данный расчет леса без снятия коры, а затем рассчитать объем коры и получить кубатуру твердого круглого леса.

Однако некоторые формулы для расчета кубатуры требуют уточнений. Используемые ниже обозначения соответствуют обозначениям указанного ГОСТа.

О круглых лесоматериалах

Кривизна и способы ее измерения

Рисунок 1. Кривизна и способы ее измерения: а, б — простая кривизна- в — сложная кривизна- г — измерение кривизны в комлевых сортиментах- д — кривизна в сортиментах, изготовленных из комлевой части деревьев порослевого происхождения- е — измерение кривизны в чураках.

Лес лиственных и хвойных пород с учетом качества древесины делят на сорта, а в зависимости от толщины — на три группы: мелкие (от 6 до 13 см), средние (от 14 до 24 см) и крупные (26 см и более). Такие породы, как дуб, бук, ясень, клен, граб, могут иметь длину от 1 до 6 м, остальные лиственные породы — от 2 до 6 м.

Для измерения диаметра применяют следующие инструменты:

  • рулетка со шкалой 0-2 м;
  • линейка со шкалой 0-500 мм;
  • скоба лесная 0-50 см;
  • измерительная вилка лесная 0-75 см.

Длину измеряют с помощью металлической рулетки со шкалой 0-10 м. При ее определении для прямых бревен измеряют минимальное расстояние между торцами с учетом возможного наклона срезов. Измерение длины дерева с кривизной имеет свои особенности. Его выполняют с целью определения, к какому сорту отнести лесоматериал.

На рис. 2 показано, как учитывать подпилы (а) или подкосы (б). Длину измеряют с точностью до десятых долей метра.

На рис. 3 показаны возможные варианты измерения: простая кривизна (позиция а, б) и сложная (позиция в). Кривизну определяют в процентах путем деления величины прогиба, измененного в сантиметрах на его длину, измеряемую в метрах.

Измерение длины бревна с подпилом или со скосом пролила

Рисунок 2. Измерение длины бревна с подпилом или со скосом пролила.

Так, кривизна в позиции а составляет 3:1,3=2,3%, а в позиции б — 13:4,5=2,9%. При сложных изгибах (рис. 1, в) определяют его максимальное значение. На позиции г показано, что комлевую часть необходимо удалять. Однако комель не удаляют, если его диаметр не превышает более чем в 1,2 раза диаметр, расположенный на расстоянии 1 м от него.

На рис. 1, д показано измерение кривизны в комлевых сортиментах, а в позиции е — в чураках. Здесь необходимо отметить, что, разделяя бревно с изгибом на части, можно перевести его в более высокий класс. Так, бревно длиной 5 м со стрелой прогиба 3,6% соответствует 4 сорту. Если же его разделить пополам, то прогиб уменьшится в 2 раза, что позволит, например, ясеневые кряжи считать авиационным материалом.

Постепенное уменьшение диаметра бревна называют сбегом. Его измеряют в процентах на длине 1 пог.м. На рис. 4 показан сбег, не превышающий 2%. Действительно, максимальный сбег, S, в процентах в верхней части бревна равен:

S=100 (428-420)/420=1,9%

Измерение объема бревен

Замер бревна

Рисунок 3. Замер бревна. В том случае, если бревно имеет правильную форму, то замеряют его по диагонали от коры и до коры.

Диаметр измеряют с точностью до миллиметра. Если сечение, перпендикулярное к оси бревна, где D<20 см, имеет видимую на глаз овальность, то необходимо делать два измерения, выполняя их перпендикулярно друг другу, и по ним определять среднее значение.Одно измерение допускается делать, если субъективно видно, что его сечение имеет правильную окружность. У бревен, где D>20 см, определяют только один, меньший диаметр.

Вариант правильного определения показан на рис. 5.

Объем бревна вычисляют по трем параметрам: верхнему (d), нижнему (D) и среднему (dс). D и d определяют либо на торце, либо на расстоянии, не превышающем 15 см от него. Результат округляют до целого по общим правилам, то есть дробную часть меньше 0,5 отбрасывают. Если она равна 0,5 и больше, то к целой части прибавляют единицу.

Средний диаметр определяют между двумя метками, которые наносят таким способом:

  1. Измеряют рулеткой длину и результат округляют до целого числа.
  2. Полученное значение делят на 2.
  3. Откладывают результат округления от верхнего и нижнего торца, делая соответствующие метки.
  4. Расстояние между метками делят пополам и в этом месте измеряют диаметр dс.

Какие-либо пороки древесины, которые могут сказаться на точности вычислений, необходимо исключать. Для этого можно изменить направление замеров либо измерить 2 раза рядом с дефектом и результат усреднить.

Определение диаметра верхнего торца

Рисунок 5. Определение диаметра верхнего торца.

Объем бревна по среднему диаметру определяют, считая его круглым прямым цилиндром с диаметром основания, равным dс.

V= dс2 L/4, (1),

где L — длина, м.

Если сбег бревна менее 1 см/м, то можно воспользоваться формулой:

V= (D2+d2) L/8, (2).

Примечание. Значение диаметров в формулах (1) и (2) необходимо выразить в метрах. Если оставить в сантиметрах, то полученный результат необходимо разделить на 10000.

Самым точным является секционный метод измерения объема бревна. Диаметр секции измеряют, не снимая коры, по двум взаимно перпендикулярным направлениям и усредняют. Длина отрезка не должна превышать 0,2 м. Объем каждого участка определяют по формуле (1) и находят общую сумму. Можно воспользоваться формулой (2). Однако этот метод весьма трудоемкий и займет много времени.

Дополнительные методы нахождения кубатуры

Складочный объем штабеля бревен

Рисунок 6. Складочный объем штабеля бревен: 1 — боковая сторона штабеля- 2 — торцевая сторона штабеля.

По скорости измерения подходящим является способ определения по диаметру d и среднему сбегу. В этом варианте средний диаметр определяют опосредованно, через сбег S:

S=(D-d)/L, (3),

где D и d измеряют в сантиметрах и без снятия коры, а L — в метрах.

Определяют средний диаметр:

dс= d+S L/2, (4),

и далее можно воспользоваться формулой (1).

Теперь необходимо учесть объем, который занимает кора. В месте, где измеряют диаметр, аккуратно снимают кору. Так делают при нахождении окружности посредине бревна. На торцах толщину коры учитывают по четко видимой границе между древесиной и корой.

Если показатель в средней части измерен с корой, то в этом месте ее толщину определяют путем вычитания удвоенной толщины коры, которую вычисляют по торцевым срезам. Вначале находят величины торцов вместе с корой, а затем без коры, как указано выше. Разность между этими измерениями даст удвоенную толщину коры на торцах, которую усредняют. Полученный результат вычитают из dс, измеренного без снятия коры.

Схема штабеля и деления его общей ширины на отдельные секции

Рисунок 7. Схема штабеля и деления его общей ширины на отдельные секции.

Еще один метод учета толщины коры основан на использовании поправочного коэффициента. Это самый трудоемкий метод. Он основан на измерении диаметра в середине бревна. Вначале определяют dс с корой, а затем без нее. Измеряют с точностью до миллиметра и каждый результат возводят в квадрат. Чтобы получить статистически достоверный поправочный коэффициент, выборка должна содержать не менее 500 бревен.

Выборку необходимо комплектовать так, чтобы в ней были соблюдены соответствующие пропорции фактических размеров хлыстов в общей партии. Отбор должен быть случайным.

Просуммировав dс2всех экземпляров, делим сумму без коры на сумму квадратов диаметров с корой. Теперь результат измерений объема бревен с корой необходимо умножить на полученный коэффициент.

https://youtube.com/embed/BFItbhGzHXU#t=224

Геометрическим методом определяют кубатуру отдельного штабеля. Пример такого штабеля показан на рис. 6. На рис. 7 видно, как в реальных условиях может выглядеть штабель и деление его общей ширины на отдельные секции. Ширина одной секции не должна превышать 3 м. Высоту штабеля Н определяют путем усреднения секций. Далее определяют объем по формуле:

V= H B L, (5).

Точные расчеты помогут определить кубатуру леса, требуемую для запланированного строительства.

Methods for measuring the volume of roundwood or cubing defined in GOST R 52117-2003.

Driving reduce the diameter of the log

Figure 4. Diagram of decreasing diameter of the log.

According to the formulas given in the document, you can perform the calculation of timber without removing the bark, and then calculate the amount of bark and get the cubic content of solid logs.

However, some formulas for calculating the cubic capacity requires clarification. The designations correspond to those specified below STATE.

About roundwood

Curvature and ways of measuring it

Figure 1. The curvature and how to measure it: a, b — a simple curvature-in — a complex curvature, r — measuring the curvature in the butt assortments, etc. — the curvature in the assortments made of butt trees coppice origin's — measuring the curvature in the billet.

Wood deciduous and coniferous wood with regard to quality divided by grade and thickness depending on the — three groups: small (6 to 13 cm), medium (14 to 24 cm) and large (26 cm) or greater. Such rocks as oak, beech, ash, maple, hornbeam, may have a length of 1 to 6 m, the rest of hardwoods — from 2 to 6 m.

The following tools are used to measure the diameter:

  • tape measure with a scale of 0-2 m;
  • line with the scale of 0-500 mm;
  • Forest bracket 0-50 cm;
  • measuring fork forest 0-75 cm.

The length is measured using a metal tape measure with a scale of 0-10 m. In its definition to direct the logs measure the minimum distance between the ends in view of a possible tilt sections. Measurement of tree lengths with curvature has its own characteristics. It is performed in order to determine to which class attribute timber.

Fig. 2 shows how to take into account to file (a), or struts (b). The length is measured to the nearest tenth of a meter.

Fig. 3 shows the possible measurement variations: simple curvature (position a, b) and complex (position). The curvature is determined as a percentage by dividing the deflection in centimeters modified in its length measured in meters.

Measuring the length of the log to file with or bevel shed

Figure 2. Measuring the length of the log to file with or bevel shed.

Thus, the curvature in the position of a 3: 1.3 = 2.3%, and in position b — 13 4.5% = 2.9. For complex bends (Fig. 1, c) determine its maximum value. The position of Mr. shown that the butt portion to be removed. However, the butt is not removed if its diameter is not greater than 1.2 times the diameter, located at a distance of 1 m from it.

Fig. 1 d shows the measurement of the curvature in the butt assortments, and in E — in the billet. It should be noted that the bending beam splitting apart, it can be converted to a higher class. Thus, the beam length of 5 m with a deflection of 3.6% corresponds to 4 grade. If it split in half, the deflection is reduced by 2 times, allowing, for example, ash ridges to consider aviation material.

The gradual reduction in diameter of the log is called Escape. It is measured as a percentage on the length of 1 pog.m. Fig. 4 shows sbeg not exceeding 2%. Indeed, the maximum sbeg, S, as a percentage in the upper part of the timber is:

S = 100 (428-420) / 420 = 1.9%

Measuring the volume of logs

Measurement logs

Figure 3. Measurement logs. In the event that the beam has the correct form, then it is measured diagonally from the bark and to the cortex.

The diameter was measured to the nearest millimeter. If the cross section perpendicular to the beam axis, where Dlt; 20 cm, has an apparent ovality at eye, it is necessary to make two measurements, performing them perpendicular to each other and for them to determine the average dimension znachenie.Odno allowed to do if subjectively seen that it section has the right circle. In logs, where D> 20 cm, define only one smaller diameter.

Option correct definition is shown in Fig. 5.

The volume of timber calculated according to three parameters: the top (d), the lower (D) and average (dfrom). D and d are determined either at the end or at a distance not exceeding 15 cm from it. The result is rounded to a whole by the general rules, that is, the fractional part is less than 0.5 was discarded. If it is 0.5 or more, the integer part is added to the unit.

The average diameter is defined between the two marks, which are applied in this manner:

  1. Measure the length of the tape and the result rounded to the nearest whole number.
  2. The resulting value is divided by 2.
  3. Postpone the result of the rounding of the upper and lower end, making the appropriate tags.
  4. The distance between the marks and bisect at this point is measured diameter dfrom.

Any wood defects that may affect the accuracy of the calculations, it is necessary to exclude. To do this, you can change the direction of measurement or measure 2 times near the defect and the result averaged.

Determination of the diameter of the upper end

Figure 5. Determination of the diameter of the upper end.

The volume mean diameter of the log is determined by considering it a direct round cylinder with a base diameter equal to dfrom.

V = dfrom2 L / 4 (1)

where L — length, m.

If the log sbeg less than 1 cm / m, it is possible to use the formula:

V = (D2+d2) L / 8 (2).

Note. The value of the diameters in the formulas (1) and (2) must be expressed in meters. If left in inches, then the result is divided by 10,000.

The most accurate method of measurement is a sectional timber volume. The diameter of the section is measured without removing the crust, in two mutually perpendicular directions and averaged. segment length must not exceed 0.2 m. The size of each section is determined by the formula (1) and find the total amount. You can use the formula (2). However, this method is very time consuming and takes a lot of time.

Additional methods of finding cubing

Pile of logs stacked volume

Figure 6. The stack of logs stacked volume: 1 — side shtabelya- 2 — the end face of the stack.

By measuring the speed of a suitable method for determining the diameter d and the average run away. In this embodiment, the average diameter is determined indirectly, through sbeg S:

S = (D-d) / L, (3)

where D and d are measured in centimeters, and without removing the crust, and L — in meters.

Determine the average diameter:

dfrom= D + S L / 2 (4)

and then you can use the formula (1).

Now it is necessary to take into account the amount, which takes the bark. In a place where the diameter is measured, carefully remove the bark. So do when finding a circle in the middle of the log. At the ends of the thickness of the crust into account by clearly visible boundary between the wood and bark.

If the index is measured in the middle part of the crust, then the location of its thickness is determined by subtracting twice the thickness of the crust, which is calculated by mechanical slicing. Initially, the ends are values with bark, bark and then, as stated above. The difference between these measurements will give twice the thickness of the bark at the ends, which are averaged. The result is subtracted from the dfrom, measured without removing the bark.

Scheme stacks and dividing its total width into sections

Figure 7. Diagram of stacks and dividing its total width into individual sections.

Another method of accounting for the crust thickness is based on the use of the correction factor. This is the most time-consuming method. It is based on measuring the diameter of the log in the middle. First, define dfrom bark and then without it. Measure to the nearest millimeter and each result is squared. To obtain statistically reliable adjustment factor, the sample should be at least 500 logs.

The sample must be complete so that it had complied with the relevant proportion of the actual size of stems in the overall game. The selection must be random.

Summing dfrom2all instances, divide the amount of bark on the sum of squares of diameters with bark. Now the result of the measurement volume of logs with bark should be multiplied by the coefficient obtained.

https://youtube.com/embed/BFItbhGzHXU#t=224

The geometric method determines the cubic capacity of a separate pile. An example of this stack is shown in Fig. 6. In Fig. 7 shows how the actual conditions in the stack may look and its overall width division into separate sections. The width of one section should not exceed 3 m. The height of the stack is determined by averaging the N sections. Next, define the scope of the formula:

V = H B L, (5).

Exact calculations will help determine the cubic capacity of the forest, required for the planned construction.

Методи вимірювання об'єму або кубатури круглого лісу визначені в ГОСТ Р 52117-2003.

Схема зменшення діаметра колоди

Малюнок 4. Схема зменшення діаметра колоди.

За наведеними в документі формулами можна виконати даний розрахунок лісу без зняття кори, а потім розрахувати обсяг кори і отримати кубатуру твердого круглого лісу.

Однак деякі формули для розрахунку кубатури вимагають уточнень. Використовувані нижче позначення відповідають позначенням зазначеного ГОСТу.

Про круглих лісоматеріалів

Кривизна і способи її вимірювання

Малюнок 1. Кривизна і способи її вимірювання: а, б — проста крівізна- в — складна крівізна- г — вимір кривизни в окоренкові сортіментах- д — кривизна в сортиментах, виготовлених з окоренкові частини дерев порослевого походження-е — вимір кривизни в Чурак.

Ліс листяних і хвойних порід з урахуванням якості деревини ділять на сорти, а в залежності від товщини — на три групи: дрібні (від 6 до 13 см), середні (від 14 до 24 см) і великі (26 см і більше). Такі породи, як дуб, бук, ясен, клен, граб, можуть мати довжину від 1 до 6 м, решта листяні породи — від 2 до 6 м.

Для вимірювання діаметра застосовують такі інструменти:

  • рулетка зі шкалою 0-2 м;
  • лінійка зі шкалою 0-500 мм;
  • скоба лісова 0-50 см;
  • вимірювальна вилка лісова 0-75 см.

Довжину вимірюють за допомогою металевої рулетки зі шкалою 0-10 м. При її визначенні для прямих колод вимірюють мінімальну відстань між торцями з урахуванням можливого нахилу зрізів. Вимірювання довжини дерева з кривизною має свої особливості. Його виконують з метою визначення, до якого сорту віднести лісоматеріал.

На рис. 2 показано, як враховувати підпиляти (а) або підкоси (б). Довжину вимірюють з точністю до десятих часток метра.

На рис. 3 показані можливі варіанти виміру: проста кривизна (позиція а, б) і складна (позиція в). Кривизну визначають у відсотках шляхом ділення величини прогину, зміненого в сантиметрах на його довжину, вимірювану в метрах.

Вимірювання довжини колоди з підпиляти або зі скосом пролила

Малюнок 2. Вимірювання довжини колоди з підпиляти або зі скосом пролила.

Так, кривизна в позиції а складає 3: 1,3 = 2,3%, а в позиції б — 13: 4,5 = 2,9%. При складних вигинах (рис. 1, в) визначають його максимальне значення. На позиції г показано, що комлевую частина необхідно видаляти. Однак комель не видаляють, якщо його діаметр не перевищує більш ніж в 1,2 рази діаметр, розташований на відстані 1 м від нього.

На рис. 1, д показано вимір кривизни в окоренкові сортиментах, а в позиції е — в Чурак. Тут необхідно зазначити, що, розділяючи колоду з вигином на частини, можна перевести його в більш високий клас. Так, колода довжиною 5 м зі стрілою прогину 3,6% відповідає 4 сорту. Якщо ж його поділити навпіл, то прогин зменшиться в 2 рази, що дозволить, наприклад, ясеневі кряжі вважати авіаційним матеріалом.

Поступове зменшення діаметра колоди називають стоком. Його вимірюють у відсотках на довжині 1 пог.м. На рис. 4 показаний сбег, що не перевищує 2%. Дійсно, максимальний стік, S, в процентах у верхній частині колоди дорівнює:

S = 100 (428-420) / 420 = 1,9%

Вимірювання обсягу колод

Замір колоди

Малюнок 3. Замір колоди. У тому випадку, якщо колода має правильну форму, то заміряють його по діагоналі від кори і до кори.

Діаметр вимірюють з точністю до міліметра. Якщо перетин, перпендикулярне до осі колоди, де Dlt; 20 см, має видиму на око овальність, то необхідно робити два виміри, виконуючи їх перпендикулярно один одному, і за ними визначати середнє значеніе.Одно вимір допускається робити, якщо суб'єктивно видно, що його перетин має правильне коло. У колод, де D> 20 см, визначають тільки один, менший діаметр.

Варіант правильного визначення показаний на рис. 5.

обсяг колоди обчислюють за трьома параметрами: верхнього (d), нижньому (D) та середньому (dз). D і d визначають або на торці, або на відстані, що не перевищує 15 см від нього. Результат округлюють до цілого за загальними правилами, тобто дробову частину менше 0,5 відкидають. Якщо вона дорівнює 0,5 і більше, то до цілої частини додають одиницю.

Середній діаметр визначають між двома мітками, які наносять у такий спосіб:

  1. Вимірюють рулеткою довжину і результат округлюють до цілого числа.
  2. Отримане значення ділять на 2.
  3. Відкладають результат округлення від верхнього і нижнього торця, роблячи відповідні мітки.
  4. Відстань між мітками ділять навпіл і в цьому місці вимірюють діаметр dз.

Будь-які пороки деревини, які можуть позначитися на точності обчислень, необхідно виключати. Для цього можна змінити напрямок вимірів або виміряти 2 рази поруч з дефектом і результат усереднити.

Визначення діаметра верхнього торця

Малюнок 5. Визначення діаметра верхнього торця.

Обсяг колоди по середньому діаметру визначають, вважаючи його круглим прямим циліндром з діаметром підстави, рівним dз.

V = dз2 L / 4, (1),

де L — довжина, м.

Якщо стік колоди менше 1 см / м, то можна скористатися формулою:

V = (D2+d2) L / 8, (2).

Примітка. Значення діаметрів в формулах (1) і (2) необхідно висловити в метрах. Якщо залишити в сантиметрах, то отриманий результат необхідно розділити на 10000.

Найточнішим є секційний метод вимірювання обсягу колоди. Діаметр секції вимірюють, не знімаючи кори, по двох взаємно перпендикулярним напрямам і усредняют. Довжина відрізка не повинна перевищувати 0,2 м. Обсяг кожної ділянки визначають за формулою (1) і знаходять загальну суму. Можна скористатися формулою (2). Однак цей метод досить трудомісткий і займе багато часу.

Додаткові методи знаходження кубатури

Складеного обсяг штабеля колод

Малюнок 6. Складеного обсяг штабеля колод: 1 — бічна сторона штабеля- 2 — торцева сторона штабеля.

За швидкістю вимірювання слушним є спосіб визначення по діаметру d та середньому втечу. У цьому варіанті середній діаметр визначають опосередковано, через стік S:

S = (D-d) / L, (3),

де D і d вимірюють в сантиметрах і без зняття кори, а L — в метрах.

Визначають середній діаметр:

dз= D + S L / 2, (4),

і далі можна скористатися формулою (1).

Тепер необхідно врахувати обсяг, який займає кора. У місці, де вимірюють діаметр, акуратно знімають кору. Так роблять при знаходженні окружності посередині колоди. На торцях товщину кори враховують по чітко видимій межі між деревиною і корою.

Якщо показник в середній частині визначений за корою, то в цьому місці її товщину визначають шляхом віднімання подвоєною товщини кори, яку обчислюють по торцевих зрізах. Спочатку знаходять величини торців разом з корою, а потім без кори, як зазначено вище. Різниця між цими вимірами дасть подвоєну товщину кори на торцях, яку усредняют. Отриманий результат віднімають з dз, виміряного без зняття кори.

Схема штабеля і ділення його загальної ширини на окремі секції

Малюнок 7. Схема штабеля і ділення його загальної ширини на окремі секції.

Ще один метод обліку товщини кори заснований на використанні поправочний коефіцієнт. Це самий трудомісткий метод. Він заснований на вимірюванні діаметру в середині колоди. Спочатку визначають dз з корою, а потім без неї. Вимірюють з точністю до міліметра і кожен результат зводять в квадрат. Щоб отримати статистично достовірний поправочний коефіцієнт, вибірка повинна містити не менше 500 колод.

Вибірку необхідно комплектувати так, щоб в ній були дотримані відповідні пропорції фактичних розмірів хлистів в загальній партії. Відбір повинен бути випадковим.

Підсумувавши dз2всіх примірників, ділимо суму без кори на суму квадратів діаметрів з корою. Тепер результат вимірювань об'єму колод з корою необхідно помножити на отриманий коефіцієнт.

https://youtube.com/embed/BFItbhGzHXU#t=224

Геометричним методом визначають кубатуру окремого штабеля. Приклад такого штабеля показаний на рис. 6. На рис. 7 видно, як в реальних умовах може виглядати штабель і розподіл його загальної ширини на окремі секції. Ширина однієї секції не повинна перевищувати 3 м. Висоту штабеля Н визначають шляхом усереднення секцій. Далі визначають обсяг за формулою:

V = H B L, (5).

Точні розрахунки допоможуть визначити кубатуру лісу, необхідну для запланованого будівництва.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *