Arbeitsplatzrechner vs. Supercomputer

24. März 2010 09:08
Ich habe vor kurzem eine mögliche Rechnerkonfiguration vorgestellt. Auf dieser laufen auch "grosse" FiniteElemente Systeme ganz ordendlich.

"Gross" habe ich in "" geschrieben, weil Grösse natürlich relativ zu sehen. Betrachtet man z.B. die Rechner, mit denen Grundlagenforschung der Physik betrieben oder Wettervorhersagen berechnet werden, befindet man sich in ganz anderen Grössenordnungen.

Im Folgenden ein paar Fakten dazu.

Um die Leistungsfähigkeit seiner Rechners zu beurteilen, kann man dieses Programm benutzen. Dieser Benchmark wird auch auf den Supercomputern durchgeführt.
So bekommt man schnell ein Gefühl für "Grösse".

Die "Leistungsfähigkeit" wird ausgedrückt in Flops.
Dies sind die Anzahl an Gleitkommaoperationen (z.B. Multiplikationen von Kommazahlen), die pro Sekunde durchgeführt werden können.
G(iga)Flops bedeutet hierbei 1*1.000.000.000 = 1 Milliarde Operationen/ pro Sekunde.

T(era)Flops entspricht 1.000 GFlops .
P(eta)Flops entspricht 1.000 TFlops .
E(xa)Flops entspricht 1.000 PFlops.

Rechner Name Anzahl Prozessoren Prozessor GFlops TFlops PFlops EFlops
Mein Rechner Desktop 1 Intel Q9450 3,60 GHz 30 0,030 0,000030 0,000000030
Weltweit schnellster Rechner Cray Jaguar 224162 AMD Opteron Six Core 2,6 GHz 1.759.000 1.759 1,759 0,001759
Schnellster Rechner in Deutschland JUGENE 294912 Intel X5570, 2,93 GHz 825.500 825 0,825 0,000825
Geplant für 2015 ExaScale ? ? 1.000.000.000 1.000.000 1.000 1

Man sieht:
Der schnellste Rechner der Welt ist 58.000 mal so schnell wie meiner. Naja. der ist ja auch etwas teurer.

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Export vom Dach ins Faltwerk

23. März 2010 07:39
Mit dem Dachmodul der Baustatik können verschiedene Standarddachformen berechnet werden.
  • Sparrendach, beidseitig, einseitig
  • Kehlbalkendach
Die Dächer können symmetrisch oder unsymmetrisch ausgebildet werden.
Das Dach kann an beliebigen Stellen durch Pfetten oder Stützen unterstützt werden.
Das Dach kann mit den im Holzbau üblichen Einwirkungen wie Wind, Schnee, etc. belastet werden.
Zusätzlich können an ausgesuchten Stellen zusätzliche Einzel- und Blockeinwirkungen angeordnet sein.

Die meisten Dächer lassen sich somit mit diesem Modul berechnen.

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Dennoch treten in der Praxis vereinzelt Fälle auf, die mit diesem Dachmodul nicht erfasst werden können.

Für diese seltenen Fälle haben wir die Möglichkeit geschaffen, die Daten des Dachmoduls in das Rahmenmodul zu exportieren.

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Die so erzeugte Datei kann im Anschluss beliebig verändert werden. Auf diese Weise lassen sich auch aussergewöhnliche Dachformen leicht definieren und berechnen.

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Querschnittsdarstellung beim Durchlaufträger

21. März 2010 20:35
Standardmässig werden die Querschnitte des Trägers massstabsgerecht in die Grafik gezeichnet.

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Ab Version 1.61 lässt sich der Querschnitt auch nur als Strich darstellen.
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Fensteranordung zurücksetzen

21. März 2010 20:22
In der Baustatikoberfläche können für viele verschiedenen Aufgaben neue Fenster geöffnet werden.

Um nur einige zu nennen:

  • 3D Ansicht
  • Eigenschaftsansicht
  • Dokumentenansicht
  • Projektansicht
  • Details der Überlagerungen
  • Lastfallfilter
  • ...

Diese Fenster sind frei in der Arbeitsfläche positionierbar.
So kann es schon mal passieren, dass man ein Fenster nicht mehr wiederfindet.
Dies kann z.B. passieren, wenn es sich als zweiter "Reiter" hinter einem anderen versteckt.

Ab der Version 1.61 gibt es nun einen Befehl, der den Ursprungszustand der Fensteranordnung wieder herstellt.
Wählen Sie diesen Befehl aus, so erhalten Sie dieselbe Ansicht der Oberfläche wie bei einer Neuinstallation.

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In dieser Anordnung sollte das Wiederfinden kein Problem darstellen.

Export als Faltwerk

18. März 2010 07:04
Ich habe vor kurzem hier den Weg beschrieben, wie man z.B. eine Platte in ein Faltwerk umwandeln kann.
Die Vorgehensweise wird sich in dem nächsten Update wesentlich vereinfachen. Deshalb hier die Anleitung, wie es in Zukunft funktionieren wird.

Wählen Sie aus dem Menu Datei den Befehl:  Exportieren."Als Faltwerk speichern".

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Das aktuelle Dokument wird unter demselben Namen, jedoch mit einer anderen Änderung gespeichert und in das aktuelle Projekt aufgenommen.

z.B. wird aus der Datei Platte.S07 die Datei Platte.S03.

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Nochmal Holzbalkendecke

16. März 2010 07:15
Ich habe gestern an einem kleinen Beispiel die Schnittgrössen einer Holzbalkendecke nachgerechnet.  Dabei habe ich vergessen zu erwähnen, wo eingestellt wird, dass eine Holzbalkendecke und nicht ein einzelner Balken berechnet werden soll.

Dies geschieht auf dem Dialog "Bemessungsparameter". Hier kann man einfach zwischen den beiden Systemen umschalten.

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Schnittgrössen bei einer Holzbalkendecke

15. März 2010 09:56
Seit kurzen können mit den Durchlaufträger auch Holzbalkendecken berechnet werden.

Da ich letzte Woche zu diesem Thema zwei Anfragen hatte, rechnen ich heute die Schnittgrösse
an einem einfachen Einfeldträger nach.

- Abmessungen b/d = 10/16
- Abstand       a = 0,80 cm
- Einfeldträger l = 3,00 m
- Einwirkungen:
   - g = 2,5 kN/m2
   - q = 1,5 kN/m2
   

Belastung pro Balken
Eigengewicht g  = 0,10 * 0,16 * 5,0 = 0,08 kN/m
ständig      g1 = 2,5 * 0.8         = 2,00 kN/m
Nutzlast     q  = 1.5 * 0.8         = 1,20 kN/m

Schnittgrössen pro Balken
Mg, rd  = 1,35 * 0,08 * 3*3/8  = 0,1215 kNm
Mg1,rd  = 1,35 * 2,00 * 3*3/8  = 3,0375 kNm
Mq, rd  = 1,50 * 1,20 * 3*3/8  = 2,0250 kNm


Summe
M,rd                           = 5,1840 kNm (Pro Balken)


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Baustatik in Oberhausen

13. März 2010 07:54
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Baustatik in Dresden

13. März 2010 07:38
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Baustatik in Stuttgart

12. März 2010 17:10
So.. Geschafft.

Drei Seminaretage hintereinander war schon ganz schön anstrengend.

Anbei ein paar Fotos.


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Gleich geht es los!

8. März 2010 11:34
In wenigen Stunden starten wir unsere Baustatikseminartour.

Die Ziele:

09.03.2010 Stuttgart
10.03.2010 Dresden
11.03.2010 Oberhausen

Am Freitag werde ich von den Seminaren berichten.

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Kostenlose Baustatikseminare

4. März 2010 09:30
In der nächsten Woche veranstalten wir drei Baustatikseminare.
Parallel findet jeweils ein Seminar für Einsteiger und eins für Fortgeschrittene statt.

Folgende Termine sind vorgesehen:

  • 09.03.2010 Stuttgart
  • 10.03.2010 Dresden
  • 11.03.2010 Oberhausen

Die Agenda und ein Anmeldeformular finden Sie hier.

Die Seminare sind, wie immer, kostelos.

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Anzeigefilter in der Baustatik

4. März 2010 09:25
Bei der Berechnung von grossen Faltwerkssystemen oder auch Rahmen müssen sehr viele Daten auf dem
Bildschirm dargestellt werden. Hier empfielt sich ein grosser Monitor. Je grösser, umso besser.

Auch ein zweiter Monitor ist in diesem Zusammenhang von Vorteil.

Aber selbst der grösste Montitor stösst einmal an seine Grenzen. Gerade bei der Darstellung
von Ergebnissen ist es oft hilfreich, wenn nur Teilbereiche des Systems dargestellt werden.

Hier bietet das Programm eine gute Möglichkeit.

Sie können einzelne (auch verschiedene) Untersysteme gezielt in separaten Fenster betrachten.

Gehen Sie folgendermassen vor:

  • Selektieren Sie diejenigen Elemente, die einzelnen in einem neuen Fenster dargestellt werden soll.
  • Drücken Sie die rechte Maustaste.
  • In dem Kontextmenu wählen Sie den Punkt: Anzeigefilter."Neues Fenster für Auswahl".
In dem neuen Fenster werden nur noch diejenigen Elemente dargestellt, die sie vorher selektiert haben.

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Zusammenfassung zu Update 1.57

3. März 2010 08:26
In dem Update von Version 1.56 auf Version 1.57 sind viele Dinge im Umfeld der Lastfälle, nichtlinearen Gruppen und der Bemessung geändert worden.
Diese habe ich in verschiedenen Blogeinträgen beschrieben.

Da ich häufiger darauf angesprochen werden, hier noch einmal eine Zusammenfassung der einzelnen Blogs zu diesem Thema.

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Update Baustatik 1.60

2. März 2010 09:17
Allgemeine Änderungen
  • Wenn Dokumente per Doppelklick aus dem Windows-Explorer statt über die Projekt-Ansicht geladen wurden, dann kam es später bei der Berechnung zu einer Fehlermeldung. Dies tritt nun nicht mehr auf: Man kann Dokumente nun auch per Doppelklick aus dem Windows Explorer laden (und berechnen).
Änderungen für Platte, Scheibe, Faltwerk
  • Das Eigengewicht von sehr kleinen finiten Elemente (Gewicht < 1 N/Element) wurde nicht korrekt berücksichtigt.
  • Die Darstellung der Hauptschnittgrössen n1,n2 in Faltwerkselementen war um 90 Grad verdreht.
  • Beim Ergebnisraster können jetzt zusätzliche wichtige Stellen angegeben werden, an denen man Ergebniswerte sehen soll.
Änderungen für alle FEM Programme
  • Der Filter auf dem Generator für nichtlineare Lastfallgruppen wurde wieder eingebaut.
  • Der Befehl "Anzeigefilter - Zugehörige Objekte hinzufügen" berücksichtigt jetzt auch Stabzüge.
  • Die Plausibilitätskontrolle bemängelt nun auch defekte Profile, mit dem Profile-Editor eingegeben wurde.
Änderungen für alle 3D-FEM Programme
  • Im Menü zum erzeugen von Knoten gibt es einen neuen Befehl zum Erzeugen von Knoten im Schnittpunkt eines Lots durch einen Punkt auf eine Ebene.
  • Im Menü zum erzeugen von Knoten gibt es einen neuen Befehl zum Erzeugen von Knoten im Schnittpunkt eines Lots durch einen Punkt auf eine Gerade.
Änderungen für alle 2D-FEM Programme
  • Im Menü zum erzeugen von Knoten gibt es einen neuen Befehl zum Erzeugen von Knoten im Schnittpunkt eines Lots durch einen Punkt auf eine Gerade.
Änderungen für den Durchlaufträger
  • Es können nun auch Holzbalkendecken berechnet werden.
  • Das Eigengewicht des Trägers wird nicht mehr feldweise in verschiedenen Lastfällen angeordnet. Dadurch ergeben sich etwas günstigere Ergebniswerte.
  • Bei Holzträgern mit verspringenden Querschnitten, bei denen ein 'rechts' liegender Querschnitt kleiner war als der Querschnitt am Anfang, kam es zu einer Fehlermeldung bei der Bemessung, wenn der 1. Querschnitt um mehr als die Höhe des kleineren Querschnittes reduziert werden konnte. Dies tritt nun nicht mehr ein.
  • Bei Holzträgern kann man nun in den Bemessungsparametern unter der Rubrik 'Bemessung' angeben, ob die eingegebenen Dimensionen des Träger im Rahmen der Bemessung unterschritten werden dürfen.
  • Die Plausibilitätskontroll berücksichtigt bei der Ermittlung der Position von Aussparungen nun auch den Abstand der Aufhängebewehrung.
  • Die grafische Darstellung von Querschnittsabschnitten kann jetzt ausgeschaltet werden. Das ist sinnvoll bei besonders großen Querschnitten, damit der Durchlaufträger nicht zuviel Platz einnimmt. (Optionen -> Einstellungen -> Darstellungsart -> Querschnittsabschnitt -> Sichtbar)
Änderungen für den elastisch gebetteten Balken
  • Für Systeme mit sprunghaft veränderlichen Bettungswerten wurde die Grafik des Systems und der Ergebnisse verbessert.
  • Es können nun auch Systeme berechnet werden, die nicht auf Ihrer gesamten Länge gebettet sind.
  • Die Plausibilitätskontroll berücksichtigt bei der Ermittlung der Position von Aussparungen nun auch den Abstand der Aufhängebewehrung.
Änderungen für das Dach
  • Bei der Ermittlung der Grösse des Schneeüberhangs nach DIN 105-5, Gl. 7 wird nun der Abminderungsfaktor (0.4) berücksichtigt.
  • Ein Programabsturz beim Ausdruck der Verformungen wurde entfernt.
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Lineare Überlagerungsregel, Teil 2

25. Februar 2010 07:24
Wenn Sie keine eigene "Lineare Überlagerungsregel" anlegen, erzeugt das Programm vor der Berechnung automatisch eine Regel.

Sie können diese automatische Überlagerungsregel in eine selbstdefinierte Regel importieren und weiterbearbeiten.

Dabei wird der aktuelle Zustand des Dokumentes berücksichtigt. Das Programm behandelt die so erzeugte Regel wie eine selbstdefinierte.
Änderungen am Dokument haben keinen Einfluss mehr auf diese importiere Regel.

Um die automatische Regel zu importieren, gehen sie folgendermassen vor:

Öffnen Sie den Eigenschaftendialog der "Linearen Überlagerungsregel".
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Die Regel ist zu diesem Zeitpunkt noch leer.
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Wechseln Sie auf den zweiten Reiter "Erweitert" und betätigen den Befehl "Automatische Regel erzeugen".
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Hierdurch wird der aktuelle Zustand der automatischen Regel in die geöffnete Regel übertragen.
Wechseln Sie wieder auf den ersten Reiter. Dort sind nun die Werte der automatische Regel eingetragen.
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Systen instabil

24. Februar 2010 08:34
Ist das definierte System nicht ausreichend gelagert, wird es instabil.
In diesem Fall können keine Ergebnisse berechnet werden und das Programm zeigt eine entsprechende Fehlermeldung in der Meldungsansicht an.

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Leider erhält die Meldung keinerlei weitere Angaben, wie etwa den Knoten, an dem die Instabilität auftrat.
Gerade bei grösseren Systemen wäre dies jedoch sehr hilfreich.

Wir arbeiten daran, diese Anzeige einzubauen. Momentan muss man sich auf andere Art behelfen:

1. Wählen Sie aus dem Menu den Befehl Optionen.Einstellungen aus.
2. Auf dem Dialog wechseln sie auf den zweiten Reiter "Allgemeines"
3. Stellen Sie den Eintrag für "Schnellen Gleichungslöser verwenden" auf "Nein".
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Schließen Sie nun das aktuelle Dokument, laden es wieder und führen die Berechnung erneut durch.

Nun erscheint in der Meldungsansicht der Knoten und der Freiheitsgrad, bei dem das System versagt.
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Umwandeln eines (Platten, Rahmen, ... ) Dokumentes in ein Faltwerkdokument

23. Februar 2010 07:48
Beim Anlegen (Erzeugen) eines neuen Dokumentes in der Baustatik muss
der Typ gewählt des Bauteils werden:

Im Bereich der Fem Programm stehen verschiedenen Dokumenttypen zur Auswahl:

  • Faltwerk
  • Räumlicher Rahmen
  • Ebener Rahmen
  • Ebene Platte
  • ...
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Alle diese verschiedenen Systeme können natürlich als räumliches Faltwerk berechnet werden.
Das hat allerdings den Nachteil, dass man sich z.B. bei einer ebenen Platte
auch um die räumlichen Lagerungsbedinungen kümmern muss.

Abgesehen davon, dass dies unnötig ist, wird die Eingabe dadurch nicht einfacher.

Am besten wählen Sie beim Erzeugen eines neuen Dokumentes den Typ aus,
der dem statischen System am besten entspricht.

Manchmal kommt es im Verlauf der Bearbeitung vor, dass der gewählte Dokumenttyp den
Anforderungen nicht mehr entspreicht.

Folgende Fälle sind denkbar:
  • Ein räumlicher Rahmen soll Aussteifungen durch erhalten
  • Auf einer ebene Platte soll ein Rahmen berücksichtigt werden.
  • An einer Fundamentplatte sollen die aufgehenden Wände berücksichtigt werden.
  • ...

In diesen Fällen besteht die Möglichkeit, das bestehende Dokument zusätzlich als Faltwerk zu speichern.

Wählen Sie hierzu den folgenden Befehl aus:

Datei.Exportieren."Als Faltwerk speichern"

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In dem aktuellen Projektverzeichnis wird durch diesen Befehl eine Kopie des aktuellen
Dokumentes angelegt, dass als Faltwerk weiterbearbeitet werden kann.

Zum Beispiel wird aus dem Dokument "Räumlicher Rahmen.S11" die Datei "Räumlicher Rahmen.S03".

Das erzeugte Faltwerksdokument muss noch in das Projekt aufgenommen werden.

Gehen Sie folgendermaßen vor:

Einblenden "projektfremder Dateien" in der Projektansicht
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Aufrufen des Kontextmenus für die Datei "Räumlicher Rahmen.S03".
Auswahl von "Hinzufügen zum Projekt"

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Die Kopie der Datei kann nun als Faltwerk weiterbearbeitet werden.

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Lineare Überlagerungsregel, Teil 1

22. Februar 2010 09:46
Nachdem das System mit Einwirkungen in den verschiedenen Lastfällen belastet ist,
kann es berechnet werden.

Wenn Sie nichts weiter eingeben, führt das Programm automatisch eine Extremalwertberechnung durch.

Dabei werden die einzelnen Lastfälle so miteinander überlagert, dass sich an jeder Stelle des Systems ein Extremwert für jede Schnittgrösse ergibt.

In die Berechnung dieser Extrema gehen verschiedene Faktoren ein:

  • Die Sicherheitsbeiwerte die ständigen Einwirkungen (günstig oder ungünstig)
  • Der Sicherheitsbeiwert der Verkehrseinwirkungen
  • Die Kombinationsbeiwerte für die Leiteinwirkung und die weiteren Einwirkungen je nach ausgewählter Bemessungssituation.
Weiterhin werden automatisch Windlasten aus den verschiedenen Richtungen gegenseitig ausgeschlossen.

Für einen normalen Hochbau reicht diese automatisch Extremwertbildung in der Regel aus.
Sollte dies nicht der Fall sein, so können Sie eigene Überlagerungsbedingungen definieren.

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Lastfälle, Teil 4

18. Februar 2010 20:27
Im Programm sind die Standardeinwirkungsarten, die die einzelnen Normen vorschreiben, fest eingebaut.
In Sondernfällen werden auch andere Einwirkungsarten benötigt.
Ein derartiger Fall liegt vor, wenn z.B. eine Nutzlast nicht
mit dem Faktor 1,5 sondern dem Faktor 1,35 berücksichtigt werden soll.

Aus diesem Grund ist die Liste der Einwirkungsarten erweiterbar.
Die Erweiterung kann auf zwei Arten geschehen:

1. Manuell
Gehen Sie an das Ende der Liste.
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Geben Sie die Daten der Einwirkugsart manuell ein.
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2. Halbautomatisch
Betätigen Sie die rechte Maustaste in der Zeile, von der Sie eine Kopie erstellen wollen.
In dem erscheinenden Kontextmenu wählen Sie den Punkt "Auswahl duplizieren"
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Am Ende der Liste wird eine Kopie der aktuelken Zeile erzeugt, die sie bearbeiten können.
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