Bauinformatik Teil 1 - Baustatik-Info-Server

Seite 30 Bauinformatik - Teil 1 - Übungsskript / 2011
8 Das Clapeyron-Problem
Mit der Gleichung nach Clapeyron können die Stützmomente eines n-Feldträgers (Durchlaufträger)
berechnet werden. Die Herleitung der Gleichung 6 aus dem Kraftgrößenverfahren wird in
Abschnitt A dargestellt.
Der Abschnitt zeigt exemplarisch die wesentlichen Schritte der Entwicklung eines Berechnungsprogramms
mit moderner Eingabeoberfläche und entsprechender Datenhaltung.
8.1 Motivation
In diesem Abschnitt wird die Entwicklung eines Programms zur Berechnung der Stützmomente
eines n-Feld-Durchlaufträgers dargestellt. Es werden als Belastungen Streckenlasten, Punktlasten
und Punktmomente vorgesehen, die beliebig auf den Feldern des Trägers positioniert werden
können.
Die Entwicklung erfolgt den Schritten:
1. Gestaltung der Eingabe in einer Benuzteroberfläche.
2. Modellierung der Datenstrukturen und Visualisierung im ER-Modell.
3. Algorithmus zur Generierung der Modell-Datenstrukturen.
4. Algorithmus zum Aufbau des linearen Gleichungssystems (A · x = b).
5. Cholesky-Algorithmus zur Zerlegung der Matrix A = L · L T .
6. Berechnung der Stützmomente durch Vorwärts- Rückwärtseinsetzen.
7. Ausgabe der Ergebnisgrößen in der Benutzeroberfläche.
8.2 Oberflächenlayout und Eingabe
Als Eingabeoberfläche wird eine EXCEL-Tabelle eingesetzt, in der die Felder bzw. die Belastungen
der Felder in Listenform eingetragen werden. Die Eingabetabelle orientiert sich ausschließlich
an den Bedürfnissen des Anwenders und enthält keinerlei Daten, die nur durch die Organisation
der Daten im Programm (Datenstrukturen) betreffen.
Generell sollte sich die Eingabeoberfläche eines Programms nur an der Sicht des Anwenders
orientieren. So sollten keine für die Gestaltung der Datenstruktur wichtigen Parameter als Eingabeparameter
vorgesehen werden, da deren Notwendigkeit dem Anwender kaum vermittelbar
ist.
Die Anzahl der Felder z.B. ergibt sich aus ihrer Beschreibung. Die Vorgabe der Anzahl der
gewünschten Felder wäre somit für den Anwender eine redundante Eingabe. Die Anzahl der
Felder ist für die Dimensionierung der Feldvariabeln erforderlich und ist vom Programm aus
den Eingaben des Anwenders abzuleiten.
6 Die Gleichung von Clapeyron wird auch 3-Momentengleichung genannt.
E. Baeck