Seite bearbeitet August 2023
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weiterführende Detailinformationen
grafisches Eingabemodul
Ergebnisvisualisierung ............
Drucklistengestaltung .............
   
Farbausgabe ..........................
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Allgemeines ...........................
statisches System .................
 
Eingabeoberfläche .................
Belastung ..............................
Nachweise ............................
Modellierung ..........................
Kontrollfunktionen ..................
Detailinformationen ................
Allgemeines
die Erzeugung des statischen Systems und in der Folge darauf aufsetzend der Belastung erfolgt über
das Mauszeigegerät
der Vorteil bei dieser Vorgehensweise ist, dass die Eingabe numerischer Werte über die Tastatur auf ein
Minimum beschränkt wird
die Bereitstellung des Grundstocks an Zahlenwerten für Koordinaten und Nummerierungen wird über Generatoren
für orthogonale und rotationssymmetrische Systeme sowie die Datenübernahme aus DXF-Dateien unterstützt
Modellierungsfunktionen zum Duplizieren, Teilen, Verschieben, Drehen usw. ermöglichen zudem die Konstruktion auch komplexer Strukturen bei Vorgabe der Koordinaten von einigen wenigen Punkten
am oberen und rechten Rand des Bearbeitungsfensters befinden sich Buttons, über die sowohl die Eingabe als auch die Darstellungsformen gesteuert werden
Eingabeoberfläche
 
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Die grafische Eingabe eines ebenen Stabtragwerkes gliedert sich prinzipiell in die vier logischen Eingabekapitel
Modellierung,
Bildung des statischen Systems,
Festlegung der Belastung und
der zu führenden Nachweise.
Kontrollfunktionen und Bereinigungsmechanismen dienen dem Eingabekomfort.
Die Modellierungsfunktionen begleiten die Eingabe des statischen Systems.
Einerseits müssen zu Beginn der Eingabe Punkte mit ebenen Koordinaten erzeugt werden, die dann durch Stäbe
miteinander verbunden werden.
Diese Erzeugung wird durch Generatoren und Datenübernahme erleichtert. Letztlich können die erforderlichen Werte aber auch tabellarisch erzeugt werden.
Im Verlauf der weiteren Bearbeitung können dann bereits erzeugte Teilsysteme durch Funktionen wie Kopieren,
Drehen, Spiegeln usw. erweitert oder verändert werden.
Punkte und Linien erzeugen
Punkte können durch Angabe ihrer Koordinaten numerisch eingegeben werden.
Eine Alternative stellt die grafische Einmessung von Punkten im Ebenenmodus an Hand der Vermaßungen am Rand des Arbeitsfensters dar.
Durch Anklicken der Anfangs- und Endknoten mit der Maus werden neue Stäbe erzeugt.
Generatoren
Die Erzeugung von Linien, die bei Beschreibung des statischen Systems mit Stabattributen belegt werden, kann
bereits bei der Generierung über die orthogonalen und rotationssymmetrischen Rastergeneratoren erfolgen.
Die Generatoren erstellen mit einigen wenigen Koordinatenangaben und Verknüpfungen der zu erzeugenden Ebenen Strukturen, die als Basis für das Endsystem dienen.
Durch anschließende Anpassungsarbeiten durch löschen, erzeugen weiterer Stäbe usw. wird das Drahtmodell
bis zum gewünschten Zustand bearbeitet.
Der Generator kann in einer Eingabesitzung beliebig häufig aufgerufen werden.
Mit den weiteren Modellierungsfunktionen wie Drehen, Verschieben usw. werden die erzeugten Körper in die gewünschte Position gebracht und mit bereits vorhandenen Teilsystemen verbunden.
CAD-Datenimport
Ein eleganter Weg zur Erzeugung des geometrischen Grundstockes für ein 2D-System ist die Übernahme
bereits in einem CAD-System erzeugter oder andersartig abgelegter Daten.
Der übliche Weg zum Datenaustausch mit einem CAD-System erfolgt über eine Datei im DXF-Format.
Die alternative Übernahme aus einer Textdatei eröffnet ein noch weiteres Feld für den Datenimport.
Durch Anpassung einer Textdatei an das erforderliche einfache Eingabeformat mit einem Win-Standardeditor
(Notepad, Wordpad u. a.) können Übergabedaten aus jeder Druckdatei gewonnen werden.
Modellierungsfunktionen
Zur Bearbeitung und Vervollständigung des statischen Modells steht eine Vielzahl von Modellierungswerkzeugen
zum Verschieben, Drehen, Vergrößern, Spiegeln, Ausrichten und Verschneiden bereit.
Durch die Anwendung der Funktionen auf ein mit der Aktion zu erstellendes Duplikat der ausgewählten Struktur ergeben sich Möglichkeiten zur schnellen Erzeugung sich wiederholender gleichartiger Teilsysteme.
Gruppen
Die Bildung von Gruppen kann für die Konstruktion und die Zuweisung von einheitlichen Parametern wie z. B. Werkstoffkenngrößen genutzt werden.
Zudem kann das System auf einzelne Gruppen reduziert werden, indem die anderen Gruppen von der Darstellung ausgeschlossen werden und damit nur die relevanten Objekte zur Bearbeitung angeboten werden.
Mit den verbliebenen Gruppen können weitere Arbeiten durchgeführt werden, ohne dass überflüssige Objekte die Darstelllung verdecken.
Nach der Erzeugung der Punkte und Linien werden diesen im zweiten Schritt der Bearbeitung statische Eigenschaften wie Stabeigenschaften, Gelenkbedingungen, Lagerfesthaltungen usw. zugewiesen.
Diese Zuweisungen erfolgen wiederum grafisch interaktiv.
Sobald mindestens eine Linie oder ein Punkt aktiviert sind, werden zusätzliche Buttons im Kopfbereich des Bearbeitungsfensters zur Definition von Gelenkbedingungen, exzentrischen Anschlüssen, Querschnittseigenschaften und Bemessungsangaben zugänglich.
Gelenkbedingungen
werden allen aktivierten Stäben in einem Rutsch zugewiesen.
Ausmitten
ernöglichen die Kopplung von Stäben entsprechend der realen Bausituation.
Z.B. wird ein Riegel nicht in der Netzlinie bis in die Schwerlinie eine Stieles geführt, sondern endet bereits an dessen Flansch, an den er im Bauwerk angeschlossen wird.
Linienlager
Stäbe können elastisch über die Stablänge gebettet werden.
Einzellager
Die drei in der Ebene möglichen Freiheitsgrade können in beliebiger Kombination starr oder elastisch gefesselt werden.
Bei elastischer Lagerung ist eine Federkonstante für den Freiheitsgrad anzugeben.
Querschnitte
Dünn- und dickwandige Querschnitte werden über ihre Abmessungen parametrisiert beschrieben.
Querschnitte können über die Stablänge gevoutet sein.
Für Stahl- und allg. dünnwandige Querschnitte können die Parameter aus der Profilbibliothek übernommen werden.
Bei Vorliegen des Programms 4H-QUER können beliebige Querschnittsgeometrien erzeugt und in 4H-NISI
importiert werden.
Systemnichtlinearität
Stäben kann das Attribut Druckausfall als Systemnichtlinearität zugewiesen werden, so dass sie innerhalb einer nichtlinearen Berechnung bei entsprechender Beanspruchung aus dem System entfernt werden.
Das Programm überprüft darüber hinaus, ob bei Umlagerung der Schnittgrößen in einem späteren Iterationschritt die Stäbe wieder aktivert werden können und baut diese dann wieder in das Tragsystem ein.
Lastbilder
werden den aktivierten Objekten grafisch zugewiesen. Hierzu werden alle gleichartig belasteten Stäbe/Punkte durch Anklicken aktiviert und die gewünschten Lastbilder über ein Menü erzeugt.
Eine tabellarische Eingabe steht parallel zur Verfügung
Linienlasten
unterschiedlicher Anordnungen werden allen ausgewählten Stäben in einem Arbeitsgang zugewiesen und können auf das globale Koordinatensystem und die lokalen Stakoordinatensysteme bezogen werden.
Einzellasten
(zwei Kräfte und ein Moment) wirken in Knoten oder können beliebig auf einem Stab platziert werden, ohne dort zusätzlich einen Punkt einführen zu müssen.
Temperatur
Neben der gleichmäßigen Temperaturänderung kann dem Stab ein veränderlicher Temperaturverlauf
über die Stabhöhe zugewiesen werden.
Lagerzwangsverformungen
Entsprechend den drei Freiheitsgraden sind zwei Verschiebungen und eine Verdrehung möglich.
Neben der grafischen Konstruktion von System und Belastung bildet die Verwaltung und Organisation der den Einwirkungen zugeordneten Lastfälle, der Imperfektionen und darauf aufsetzend der zu führenden Nachweise und Bemessungen das Herzstück des 4H-NISI-Eingabemoduls.
Das verwirrende Überlagerungskonzept der neuen Normenwerke mit Teilsicherheits- und Kombinationsbeiwerten, günstigen und ungünstigen Auswirkungen, führenden und nicht führenden Lastfällen usw. wird durch eine klare Strukturierung der Belastung einerseits und der Nachweise andererseits überschaubar gemacht.
Zusätzlich ist ein Kontrollmechanismus für die Eingaben integriert.
Lastfalleigenschaften
Jeder Lastfall ist mit seinem Überlagerungstyp einer Einwirkung zugeordnet.
Eine Änderung der Zuordnung ist jederzeit möglich und bewirkt eine sofortige Umsortierung des Lastfalls im
Objekt-Explorerfenster.
Durch die Änderungsmöglichkeit an der Organisationsstruktur zu jedem Zeitpunkt der Bearbeitung ist einerseits ein hohes Maß an Datensicherheit gewährleistet.
Andererseits ergibt sich für den Benutzer in gleicher Weise Sicherheit in der Anwendung
der Überlagerungskonzepte.
Einwirkungen
In einer Baumansicht werden die Einwirkungen und in einem Tabellenbereich die ihnen zugeordneten Charakteristika zur Festlegung der Teilsicherheits- und Kombinationsbeiwerte dargestellt.
Die Sichtweise der DIN 1045-1 beinhaltet hierbei die differenzierteste Form der Einwirkungsattribute.
Das Programm bietet aber auch die Möglichkeit auf vereinfachende Sichtweisen umzuschalten. Dies kann z. B. bei reinen Stahlkonstruktionen das Konzept der DIN 18800 sein.
Nachweise und Bemessungen
erfolgen für Stahlbetonteile nach EC 2 / DIN 1045-1 / DIN 1045, für Stahlbauteile nach EC 3 / DIN 18800 und
Holzbauteile n. EC 5 / DIN 1052.
Ergebnis der Nachweise sind Spannungen und daraus resultierend Ausnutzungsgrade; Ergebnis der Stahlbetonbemessungen sind die erf. Bewehrungsquerschnitte.
Extremierungen
Für Nachweise linearer Berechnungen werden automatisch Extremierungsvorschriften auf Grund der Einwirkungsdefinitionen mit den zugehörigen Teilsicherheits- und Kombinations-/Abminderungsbeiwerten zusammengestellt.
Obwohl normalerweise kein Bedarf besteht, können diese Tabellen vom Benutzer modifiziert werden.
Lastkollektive
Zur Bereitstelung der Lastkollektive für nichtlineare Berechnungen steht eine Bildungsautomatik zur Verfügung.
sofortige grafische Kontrolle
Die grafische Eingabe bildet bereits bei der Erzeugung durch sofortige Visualisierung der Eingaben eine
erste Kontrolle. Hierzu kann die Systemansicht gezoomt werden.
Darstellungseigenschaften
Über die Darstellungsoptionen lassen sich zusätzliche Informationen zu System und Belastung in das Bearbeitungsfenster einblenden.
Knoten- und Stabnummern, Gelenkbedingungen, Querschnittstypen und Koordinatensysteme geben Informationen
zum System.
fotorealistische Darstellung
mit den realen Querschnittsverhältnissen bildet nach der Systembeschreibung eine weitere Kontrolle.
undo/redo-Funktion
Mit der Undo-Funktion können versehentlich durchgeführte Aktionen rückgängig gemacht werden.
Umgekehrt können zurückgenommene Aktionen wieder hergestellt werden (redo).
Dergestalt können bis zu zehn Zustände gespeichert und wieder restauriert werden.
Plausibilitätskontrolle
Als letzte Instanz überprüft die Datenzustandskontrolle die Eingabedaten auf Vollständigkeit und Plausibilität.
Detailnachweispunkte
Zur Kontrolle der Berechnungsergebnisse können Detailnachweispunkte festgelegt werden.
Für diese Orte werden Protokolle mit ausführlichen Informationen zu Nachweisen und Ergebnissen erstellt.
Hier finden Sie weitergehende Informationen zu
Allgemeines
Systemobjekte erzeugen
Systemobjekte modellieren
Systemeigenschaften
Verwaltung der Einwirkungen
Lastbilder
Imperfektionslastbilder
Verwaltung der Nachweise
Stahlbetonbau EC 2
Stahlbau EC 3
Holzbaunachweise EC 5 u. DIN 1052:2008
Stabgruppen
Datenzustand
Sonstiges
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