WMF-Balken2

Der WMF-Balken ist ein konkurrenzfähiges Open-Source Programm für Excel und dient zur Berechnung von Durchlaufträgern. Das Programm liest aus einem Excelblatt die Angaben raus und kreiert daraus ein statisches System. Dieses statische System wird berechnet. Während der Berechnung wird eine RTF-Datei generiert, in der die Berechnung dokumentiert ist. Der Nutzer kopiert den RTFinhalt in seine Statik. Entwickelt ist es für Office 2007.

Dieses Dokument unterliegt der Creative Commons Lizenz cc-by-sa

und das zugehörige Programm WMF-Balken unterliegt der GNU GPLv3.

Der WMF-Balken hat 7 Vorteile gegenüber herkömmlichen Durchlaufträgern

1. Wirtschaftlichkeit durch gute Anbindung an Excel und Word
2. Beulquerschnittsprogramm
3. kunstvolle Gestaltung des statischen Systems
4. gestochen scharfe Grafiken durch starke Datenkompression
5. kleinere Vorteile wie z.B. Kurvendiskussion
6. kostenlos und anonym
7. GNU GPL

Die statischen Fähigkeiten des WMF-Balkens sind diese:

• Ermittlung der Schnittgrößen und Auslastungen nach Theorie 1.Ordnung
• Trapezlasten, Einzellasten, Momente
• Lager und Einspannungen
• Lager mit Federsteifigkeit oder Lagersenkung
• Gelenke für Moment und Querkraft
• Gelenke mit Federsteifigkeiten oder Knicke
• Balken mit unterschiedlichen Querschnitten
• Beulquerschnittsprogramm
• Stahl, Aluminium und Holz
• Klasse 2 bis Klasse 4 Querschnitte

Herkömmliche selbstgemachte Durchlaufträger haben eine 4x4 Elementsteifigkeitsmatrix, während man bei kaufbaren Durchlaufträgern nie weiß, was drin ist. FEM ist mit der 4x4 Matrix nur eine Näherungslösung. Der große Vorteil von FEM ist, dass dieses Verfahren ALLE statischen Systeme berechnen kann, ohne diverse Formeln wie qL²/8; qL²/2; FL/4... wissen zu müssen. Je mehr Elemente man nimmt, desto genauer wird das Ergebnis. Aber es wird nie exakt: Restmomente über die Gelenke und der konstanter Querkraftverlauf weggemittelt mit faulen Tricks. Viele Elemente bedeuten eine große Gesamtsteifigkeitsmatrix. Für den Gaußalgorithmus steigt die Rechenzeit kubisch mit der Anzahl der Elemente. Bei 10 Felder mit 20 Stabteilungen und 3 Lastfälle wird die Berechnung bereits zur Geduldsprobe. Den Gaußalgorithmus habe ich auf eine quadratische Rechenzeit beschleunigt und zur LR-Zerlegung verbessert.

Der wesentliche Vorteil des WMF-Balkens liegt in seiner Elementsteifigkeitsmatrix. Statt der klassischen 4x4 Matrix hat er eine 6x6 Matrix. Dadurch steigt der Polynomgrad von 3 auf 5 und das Näherungsverfahren FEM wird zu einer exakten Berechnung umfunxioniert. Da die Berechnung exakt geworden ist, ist nur noch ein Element zwischen den Knoten erforderlich, um exakte Ergebnisse zu erhalten. Die Rechenzeit wird beschleunigt, die Genauigkeit maximiert. Der WMF-Balken kann problemlos 20feldträger mit 50 Einzellasten rechnen.

Das ist die Statik des Programms:

Nicht vorhanden sind Normalkräfte, Theorie 2.Ordnung, Fließgelenke, Lagerausfall, Biegedrillknicken, Wölbkrafttorsion, plastische Interaktion zwischen Moment und Querkraft, Überhöhungen, Doppelbiegung, Betonbewehrung, Wanderlasten und es gibt nur eine Lastfallkombination.

Im Gegensatz zu anderen Programmen hat der WMF-Balken keine grafische Benutzeroberfläche. Das statische System wird ganz primitiv nach einer vorgegebenen Syntax in die gewohnten Excelzellen eingetippt. Dafür können die Vorteile der Excelzellen genutzt werden. Es gibt allerdings ein paar Buttons, die das Eingeben erleichtern.

Einige Einschränkungen des WMF-Balkens kann man mit Excel aufheben. Wie das geht, siehst du hier.

1.Wirtschaftlichkeit

In vielen Ingenieurbüros wird Excel eingesetzt. Für einfache Systeme werden die Lasten per Excel ermittelt, dann in ein Programm abgeschrieben, dann die Ergebnisse nach Excel abgeschrieben und in Excel weiter verarbeitet. Später werden die Lasten geändert, dann in ein Programm abgeschrieben, dann die Ergebnisse nach Excel abgeschrieben, in Excel weiter verarbeitet, später werden wieder die Lasten geändert, dann in ein Programm abgeschrieben, dann die Ergebnisse nach Excel abgeschrieben und in Excel weiter verarbeitet. Das nervt!

So widerlich sieht die Menüleiste einer proprietären Exceltabelle aus:

An proprietären Programmen auf Excelbasis stört, dass sie zwar in Excel rechnen, aber mit so vielen Passwörtern, Ketten, Beschränkungen, Kopierschutz und Restriktionen versehen sind, dass man sie einfach nicht sinnvoll einsetzen kann. Man sieht zwar Excel, aber man kann Excel nicht nutzen. Das Layout ist vorgegeben, irgendwelche Wasserzeichen, Zellen sind gesperrt, Arbeitsblätter blockiert, der Rechenweg uneinsehbar, total unflexibel, kein individuellen Anpassungen möglich. Die Ausgabe ist in einigen Programmen miserabel, da nur PDF, die dann als Bitmap in Word landet. Proprietäre Excelprogramme sind für die Mülltonne.

Dies ist der klassische Arbeitsweg

          Tabelle davor          weg blockiert            Tabelle danach

          Eingabewerte                                                Ausgabewerte

          ermitteln                   Umweg nehmen            weiterverarbeiten

Die Berechnung wird an einem externen Programm gemacht. Da zu viele Ingenieure keine Ahnung haben, wie man ein Bild in Word rein bekommt, leidet die Dokumentqualität. Billige Snippingtoolz sind zwar schnell schnell, aber das Resultat sieht einfach nur kacke aus.

Ganz anders hingegen ist der WMF-Balken. Hier ist der Nutzer nicht Sklave des Programms, sondern der absolute King. Der WMF-Balken kann nahtlos mit der Tabelle davor und der Tabelle danach verbunden werden. Auch im Code kann nach Belieben geschaut, experimentiert, bearbeitet oder erweitert werden.

Der WMF-Balken bildet einen geschlossenen Arbeitsablauf:

Tabelle davor         WMF-Balken               Tabelle danach

Eingabewerte           Berechnung                  Ausgabewerte

ermitteln                   durchführen                  weiterverarbeiten

Dadurch ist der WMF-Balken sehr wirtschaftlich, weil ein lückenloser Arbeitsfluss ermöglicht wird.

Wie man die Tabelle davor und danach so gestaltet, dass sie sich in Word problemlos einfügen lässt, steht in diesem Artikel.

2. mächtiges Beulquerschnittsprogramm

Jeder Balken besteht aus einem Querschnitt. Mit WMF-Balken2 wurde dieses Thema gründlich durchgearbeitet, da WMF-Balken in der Praxis gezeigt hat, dass Rechtecke, U und I nicht ausreichen. Zur Auswahl steht eine große Menge an parametrischen Querschnitten:

• runde Rechtecke
• Kreise, Rohre, hohle Ellipsen
• Hohlrechtecke
• Kastenträger
• Schweißquerschnitt
• I, T, U, L
• Flügelträger
• II und UU

Die Querschnitte können mit diesen Optionen kombiniert werden:

• Als Teil eines Dreipunktquerschnittes (Fachwerk)
• Serifen
• 90° Drehen
• Beulnachweis nach DIN EN 1993-1-5

Außerdem können die Normprofile wie z.B. U200 oder HEA350 im Schneider direkt in Excel eingegeben werden. Mittels Qwerte stehen die Querschnittswerte für Nebenrechnungen immer zur Verfügung. Also keine lästigen Extraexcelblätter, wo man mit dem Sverweis Daten aus Profiltabellen lesen muss.

Querschnitt2 ist nicht nur ein Querschnittsprogramm, sondern ein Beulquerschnittsprogramm, weil es den Beulnachweis nach dem Modell der wirksamen Breiten führt. Der Beulnachweis beansprucht eine Menge Code und leistet viel:

• manuelle Beulen und Querschnittsschwächungen
• Beulnachweis für E-Modul nach DIN EN 1993-1-5
• Beulnachweis für Aluminium nach DIN EN 1999-1
  Ideal für Alu-Strangpressprofile mit Serifen
• Schubverzerrung nach DIN EN 1993-1-5 = DIN EN 1999-1 Anhang K
• Übersichtsgrafik für Beulnachweis
• sichtbarer Rechenweg
• prächtige Darstellung des verbeulten Balkens im statischen System
• plastische Tragreserven bereitstellen, wenn der Querschnitt dicker ist als Klasse 3

3. kunstvolle Darstellung

WMF-Balken hat eine bessere Darstellung des statischen Systems. Die Lasten und Lager können mit einem Namen versehen werden. Kennt das Programm den Namen, dann erscheint im statischen System zusätzlich ein Bild. Nennt man eine Last HEB 300, so erscheint hinter dem Lastpfeil ein grauer HEB 300 Querschnitt. Auch nicht statisch wirksame Objekte können in die Grafik des statischen Systems aufgenommen werden. Z.B. ein fetter Pfeil, ein Kreis und dazu ein Text. 

Wichtig bei der Grafik ist, dass der Text genauso groß ist, wie im Worddokument, sodass Grafik und Fließtext ineinander verschmelzen. Grafiken aus proprietären Programmen haben eine vorgegebene Schriftart, die nicht mit dem Dokument harmoniert.

Dies kann der WMF-Balken statisch berechnen:

• Einzellasten
• Trapezlasten
• Momente
• Balken aus Holz oder Stahl mit Querschnittswerte
• Auflager und Federn
• Gelenke- und Gelenkfedern
• Excelausgaben

Das statische System lässt sich mit dem WMF-Balken schminken

• rohe Zahlen mit Formelzeichen stylen
• Beschriftung der Trapezlasten
• manuelle Maßkette; Lasten, Lager, Streckenlasten oder Elemente vermaßen
• Objekte (Rechteck, Ellipse, Linie, Kreuz, Pfeile, Text) im statischen System ein malen
• Auflager und Einzellasten mit Symbol schmücken

Die Eingabe ist schlicht und einfach gehalten. Der Nutzer muss die Werte korrekt eintragen. Falsche Werte werden vom Programm ignoriert.

Dort, wo Zahlenwerte eingegeben werden können, können auch Buchstaben vorgesetzt werden. Dies beeinflusst, wie das statische System beschriftet wird.

• 4,4 beschriftet 4,4
• F1=4,4 beschriftet F1=4,4
• F1==4,4 beschriftet F1

4. starke Grafik-Engine

Die besondere Fähigkeit des WMF-Balkens ist eine leistungsstarke Grafikengine. Der magische Bildkompressionsalgorithmus komprimiert die Grafiken so stark, sodass sie hochauflösend werden. Ein 400 Megapixel JPG braucht etwa 40 Megabyte ist beim Ranzoomen unscharf. Und wenn man das Bild auf 5 Megabyte komprimiert, dann wird es nicht schärfer, sondern noch unschärfer. Da die WMF-Grafiken nur etwa 0,01 Megabyte benötigen, sieht man keine Pixel - weder in Word noch in PDF. Die WMF-Engine ist mit seinem Kompressionsfaktor von etwa 100% weniger Datenvolumen ein technologischer Meilenstein, der andere Software weit überlegen ist.

Ich habe bemerkt, dass die Technologie der Engine für einen Ingenieur viel zu hoch ist, sodass es sich nicht lohnt diese zu beschreiben.

Grafikvergleich: Dort rönche ich die Ausgabe des statischen Systems der Programme Rstab, FriLo DLT und WMF-Balken.

5. weitere Vorteile

Statik ist nicht alles. Diese zusätzlichen Details machen WMF-Balken schön:

• Schnittgrößen nach Kurvendiskussion: keine fehlenden oder spammigen Zahlen
• weniger überlappende Zahlen in überfüllten Diagrammen
• intuitive Zahlen: keine fixe Länge an Nachkommastellen
• aussagekräftige Systemgrafik: Grafik statt Tabellen
• Beulnachweis in Excel, RTF und Grafik: Verstehe, was da gerechnet wird
• Formeldarsteller: Nutze das Tool, um deinen Rechenweg besser prüfen zu können
• intelligente Bemaßung der Querschnitte: kein winziger Querschnitt mit 4 Maßketten rechts
• Farbenblinde Option: unterscheide bunt auf dem Graustufendrucker

6. Datenschutz

WMF-Balken ist nicht nur kostenlos, sondern auch anonym und datenschutzfrei. In den letzten 10 Jahren hat sich die Funxionalität der Programme kaum verbessert, aber die Diamorphinierung der Geschäftsmodelle ist immer weiter entgleist. Da musst du eine ewig lange Datenschutzerklärung zustimmen, und du wirst dreist angelogen, dass man deine Daten nur für Newsletter und personalisierte Werbung nutzt. In Wahrheit sind da viele versteckte Tricks, die dich zum permanenten Bezahlen zwingen. Die Daten werden genutzt um dein Handeln zu kontrollieren. Eine starke Abhängigkeit, aus der man nur schwer wieder rauskommt.

Ganz anders ist es mit WMF-Balken. Runterladen, offline ausprobieren und wenn es dir nicht gefällt, dann wirst du es auf 2 einfache Möglichkeiten wieder los. Entweder ziehe per Drag and Drop die Exceldatei in den Papierkorb oder anklicken und auf Entfernen drücken. WMF-Balken ist damit vollständig weg, das bedeutet, dass keine deiner Daten sich auf meinen Rechner befinden, die irgendwas Hinterlistiges mit dir machen.

Hier ist meine Datenschutzerklärung: Ich weiß nicht, ob du dir WMF-Balken runtergeladen hast und was du damit machst.

7. GNU GPL

Die general public Lizenz bietet weitere Vorteile, die andere Lizenzen niemals bieten können.

1. Der WMF-Balken ist ein Open Source Programm. Man darf den Quellcode verändern, anpassen, erweitern und modifizieren, wie man möchte.
2. Durch die Sichtbarkeit des Quellcodes kann man das Programm verstehen. Man gewinnt Weiterbildung und neue Erkenntnisse, die man dann anderweitig anwenden kann.
3. Man darf das Programm kostenlos benutzen und beliebig oft kopieren.
   Der WMF-Balken ist ein Open Source Programm und nicht Freeware. Beim Freewaredreck ist der Quellcode nicht einsehbar. Man weiß nicht, was das Programm macht. Freeware kann ausspionieren, trojanern oder andere zusätzliche Hinterhältigkeiten enthalten.
   Open Source Programme haben außerdem eine höhere Qualität als Freeware, weil die mit Liebe programmiert wurden und mit proprietären Programmen konkurrieren wollen.
4. Es gibt einige Lizenzen, bei dem man den Quellcode sehen kann und man kann das Programm kostenlos zu Forschungszwecken nutzen. Nachteilig ist, dass man dieses Programm nicht kommerziell nutzen darf. Der Open Source WMF-Balken hingegen darf kommerziell genutzt werden und ich habe ihn auch so entworfen, dass man damit schnell Profite generieren kann.
5. Geld und Zeit sparen. Ändert sich die Norm, dann leeren die etablierten Softwarefirmen das Konto, da ein Update meist ¼ des Programmpreises kostet. Da der WMF-Balken zwischen der Tabelle davor und der Tabelle danach verknüpft ist, braucht nur die Tabelle danach geändert werden. Man ändert also selbst die Formel in der Tabelle, die man selbst erstellt hat. Die Zeit bleibt erspart für den Programmupdate, Passwörter & Freischaltcodes eingeben und eine Recherche, ob das Programm schon aktualisiert wurde.
6. WMF-Balken ist Oldschool. Bei moderner Software musst du eine Datenschutzerklärung unterschreiben, dass du deren Service mieten kannst, dass Fremde deine Daten für dich verbinden. Beim WMF-Balken weiß ich nicht, was du damit machst. All deine Dateien sind bei dir aufm Rechner und du verarbeitest sie mit den Fähigkeiten des WMF-Balkens so wie dir es gefällt. WMF-Balken sendet nichts. Ich sehe nicht, wie oft du es kopierst. WMF-Balken läuft offline vollständig. Aber du siehst alles, was ich programmiert habe.

Den genauen Lizenztext findest du unter diesen Link:

http://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.html

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Kein mühseliges zusammenklicken der Formel in Word!

Spare Zeit, indem du die Formel hintereinander weg eintippt und dann die Umwandlungstaste drückst!

Spar dir das abtippen in den Taschenrechner, sondern rechne mit Word!

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AutoCAD in Word einfügen - scharfe Grafiken durch starke Datenkompression

Es gibt viele Dokumente (Diplom-, Bachelor-, Master- und Doktorarbeiten, Skripte sowie Lehrbüchern, häufig gelesene Dokumente, Vorlagen und häufig verwendete Dokumentteile), dessen äußeres Erscheinungsbild wichtig ist.
Vektorgrafiken haben gegenüber Bitmapdateiformate (PNG, JPG, BMP, TIF, GIF) diese Vorteile:

• beliebig Zoomen: keine Pixel an der Tafel, im PDF oder auf dem Papier
• gute Lesbarkeit der Texte, auch wenn sie viel zu klein sind
• scrollen über das Dokument, ohne Sand im Mausrad
• besseres Verständnis und Durchsuchen nach Texte
• winzige Dateigröße - etwa 99% weniger Volumen als JPG
• scharfe Linien, auch wenn sie diagonal sind
• gestochen scharfe Drucke - egal ob 4 Seiten pro Blatt oder starke Vergrößerung
• keine Qualitätsverlust beim Speicher - Schließen - Öffnen

Snippingtools gehen schnell schnell, können aber niemals Vektorqualität liefern und täuschen Qualität durch hohe Auflösung vor.

Beispiel: Firmenlogo

Bei Bitmapformate lässt sich die Qualität erhöhen, indem die Auflösung erhöht wird. Vektorformate haben keine Auflösung. Egal wie weit man zoomt, bei einer Bitmap erscheinen irgendwann die Pixel. Das vektorisiertes Firmenlogo braucht nur 0,00117MB und ist schärfer als ein 1MB JPG. Das Firmenlogo kommt in fast allen Dokumenten vor und muss daher scharf und ressourceneffizient sein.

Achtung

Bei dem Programm handels es sich um Statiksoftware mit der die Standsicherheit von Bauwerken nachgewiesen wird. Ich übernehme keine Haftung für Sach- und Personenschäden, die durch unsachgemäße Anwendung entstanden ist. WMF-Balken darf nur für Personal verwendet werden, das nicht nur in Statik ausgebildet ist, sondern auch für die Nutzung von Microsoft Office (Word und Excel).

Wer z.B. Seitenzahlen mit der Kugelschreiber in seine Statik reinscannt, ist für die Nutzung von WMF-Balken nicht geeignet!

WMF-Balken2 macht Beulnachweise. Die DIN EN 1993-1-5 sollte man zumindest einmal gelesen haben. Bei einem Programmfehler schreibe mir bitte eine Email.

Änderungen

Version 2.01

• großer Matrixumbau
• Es gibt nun versteckte Sublastfälle
• Lastfallverhalten: Nutzlasten werden elementweise angesetzt
• Wanderlasten wandern über den ganzen Balken
• Lastfallkombinationen
• Umbau der LR-Zerlegung, um quadratische Ordnung für elemente viele Sublastfälle halten zu können
• Ringträger: Das Ende kann in den Anfang eingespannt werden.
• Polymaßkette mit seltener überlappende Texte

Wenn dir mein Durchlaufträgerprogramm viel genützt hat, dann bitte ich dich um eine großzügige Spende.