Zum Einsatz kommt das allgemeine Weggrößenverfahren in Matrizendarstellung. Grundlegendes Prinzip ist es, das Gesamtsystem in einzelne Stabelemente zu unterteilen. Eine eingehende Beschreibung soll der einschlägigen Literatur überlassen werden. Berechnet werden können statisch bestimmte und umbestimmte ebene Systeme in einem globalen x-z-Koordinatensystem. Jedes Stabelement besitzt ein eigenes lokales Koordinatensystem, das somit die positiven Zustandsgrößen am Stabanfang und -ende definiert (BIld 1).
Bild 1: Einzelstab mit positiven Zustandsgrößen
Vor der eigentlichen Berechnung wird eine Plausibilitätskontrolle durchgeführt. Damit wird geprüft, ob die Datenblöcke in der aktuellen Eingabedatei vollständig und widerspruchsfrei sind. Bei Fehleingaben werden entsprechende Fehlermeldungen angezeigt.
Es ist sinnvoll, diesen Schritt entkoppelt von der eigentlichen Systemberechnung durchzuführen. Der Benutzer kann diesen Schritt über den Menüfolge "Berechnung - Plausibilitätsprüfung" initiieren. Im Ausgabefenster wird dann ein tabellarisches Protokoll angezeigt, um so die Richtigkeit der Dateneingabe zu kontrollieren. Bei Bedarf kann dieses Protokoll über die Menüfolge "Ausgabe - Ausgabe der Berechnungsergebnisse..." ausgedruckt werden.
Beim Weggrößenverfahren werden vor der eigentlichen Systemberechnung die quadratische Steifigkeitsmatrix und die Lastvektoren (infolge der Stablasten, je Lastfall, Lastkombination und Einflusslinie eine Spalte) eines jeden Stabelements ermittelt. Dies erfolgt mit Bezug auf das lokale Koordinatensystem des Stabes und - für den späteren Einbau in das Gesamtsystem - ebenso mit Bezug auf das globale Koordinatensystem.
Die Elementmatrizen werden auch für die spätere Nachlaufrechnung genutzt, um die lokalen Stabendschnittgrößen und Stabendverformungen (identisch mit den angrenzenden Knotenverformungen) zu berechnen.
Um sich diese Elementmatrizen anzeigen zu lassen, kann über die Menüfolge "Berechnung - Elementmatrizen" eine entsprechende Ausgabe im Ausgabeprotokoll erstellt werden. Bei Bedarf kann diese über die Menüfolge "Ausgabe - Ausgabe der Berechnungsergebnisse..." ausgedruckt werden.
Mit der Menüfolge "Berechnung - Berechnung des Systems" wird sofort die vollständige Berechnung gestartet. Intern werden nochmals die Plausibilität geprüft und notwendigerweise alle Elementmatrizen berechnet. Im Ausgabeprotokoll werden jedoch "nur" sämtliche Systemmatrizen (vor und nach Einbau der Randbedingungen, Federn und Knotenlasten), das Gleichungssystem zur Berechnung der Knotenverformungen, die zugehörigen Lösungsvektoren und die Ergebnisse der sogenannten Nachlaufrechnung (Berechnung der lokalen Stabendschnittgrößen und -verformungen) präsentiert.
In einem nachgeschalteten Prozess werden die Funktionsverläufe der Zustandsgrößen über die Stablänge mit Hilfe des Übertragungsverfahrens bestimmt und tabellarisch ausgegeben.Über die Menüfolge "Ausgabe - Ausgabe der Berechnungsergebnisse..." kann das in der Regel sehr umfangreiche Ausgabeprotokoll ausgedruckt werden. Um den Umfang zu begrenzen, können vorab Ergebnisse, die für den Anwender weniger bedeutend sind, im Editorfenster gelöscht werden.
Letzte Bearbeitung am 16.01.2024