Ingegnere Civile et Ambientale

CALCOLO TRAVE RETICOLARE PIANA   -   (download)

Questo programma (forse il più famoso tra quelli che ho realizzato ai tempi del Geoemtra), inizialmente scritto in GwBasic in quinta Geometra, poi integralmente riscritto in Pascal sul finire dello stesso anno di studi da Geometra, permette di calcolare un trave reticolare.

Il programma, essendo di fattura molto semplice, impone alcune regole inderogabili (due): [A] che gli unici vincoli esterni siano un carrello ed una cerniera (quindi ammette solo due reazioni vincolari esterne verticali - RY1, RY2 - ed una sola reazione vincolare esterna orizzontale - RX); [B] la numerazione delle aste viene fatta in automatico dal programma stesso in base ai nodi secondo il principio che ogni i-esimo nodo è collegato, con aste, ai nodi i+1 ed i+2. Esempio: nodo 1 (asta 1-2 ed asta 1-3), nodo 2 (asta 2-3 ed asta 2-4); solo l'ultimo nodo risulterà solo collegato, mediante asta, al nodo i+1 (nessun collegamento i - i+2). La regola [B] impone che, in alcuni casi, debbano essere creati dei NODI FITTIZI all'interno della travatura reticolare per permettere al programma di funzionare; questa particolarità viene spiegata nel file di Note dei programmi TraRet2D.

Di questo programma (TraRet2D) ne esistono due versioni:

1) "TraRet2D-IOvideo.exe" - questa versione (vedi immagine sottostante) accetta l'input dei dati solo ad mezzo tastiera-video; i risultati vengono listati solo ad video (vedi nota sotto per un piccolo trucco operativo). E' una versione semplice, forse un pò banale, ma che può essere utile per piccole reticolari (3, 4, 5 nodi) ma soprattutto per prendere familiarità con la procedura di input dei dati.

   NOTA: siccome il file "TraRet2D-IOvideo.exe" accetta l'input dei dati solo ad mezzo tastiera-video et i risultati vengono listati solo ad video, è possibile usare un piccolo script che invia i dati che il programma invia allla shell (ossia il il Prompt dei Comandi od Prompt MsDOS, che sarebbe il video del vostro pc in parole povere) ad un file su disco (esempio: output.txt). In questa maniera tutto quello che voi et il programma digitate per il video (ossia la shell, Prompt dei Comandi od Prompt MsDOS) verrà anche scritto, per mezzo dello script, nel file su disco (il "output.txt" indicato per esempio).

2) "TraRet2D-IOfile.exe" - questa versione (vedi immagine sottostante), che gira sempre in modalità terminale (quella che nell'immagine sotto è la finestra a sfondo scuro), accetta l'input solo ad mezzo di un file di input compilato ad hoc per il programma (quello che nell'immagine sottostante è la finestra ad sfondo chiaro - che sarebbe l'editor di testi) et restituisce un file di testo (quindi apribile con un qualsiasi editor di testo) chiamato "Relazione.txt" che contiene, oltre ad tutti i dati di input, anche i risultati di calcolo della travatura reticolare (reazioni vincolari esterne et sforzi nelle aste della reticolare). Questa versione è più professionale, il file di input dei dati di calcolo lo potete chiamare come volete (esempio: luca.txt, pippo [senza estensione], 7cpf.mac, etc) ma richiede obbligatoriamente che l'utente lo scriva secondo una forma ben precisa, altrimenti il programma si chiude con un errore.

ATTENZIONE: il file di input dei dati di calcolo deve trovarsi sempre nella stessa cartella in cui è presente il mio programma; sempre in tale cartella verranno creati i file di output (se richiesti).

Analizziamo un esempio di file di input (quello che nell'immagine sotto è la finestra ad sfondo chiaro - questo file di input è quello che viene trattato nel file di Note dei programmi TraRet2D relativamente alla creazione dei NODI FITTIZI all'interno della travatura reticolare per permettere al programma TraRet2D di funzionare correttamente):

- "TELAIO ESEMPIO n.7" rappresenta il nome del nostro progetto di calcolo, questo stesso nome verrà riportato nel file dei risultati "Relazione.txt";

- "7" indica al nostro programma che la struttura ha in totale 7 nodi (tale dato serve, anche et soprattutto, per dimensionare gli array [le matrici] che andranno ad formare il sistema di equazioni del problema;

- le sette righe seguenti riportano, in ordine da sinistra ad destra leggendole: numero del nodo i-esimo, coordinata X del nodo i-esimo, coordinata Y del nodo i-esimo, componente lungo l'asse X del carico nodale applicato al nodo i-esimo, componente lungo l'asse Y del carico nodale applicato al nodo i-esimo;

- la riga con "7 1" serve ad indicare al pre-processore di calcolo che i nodi vincolo (vincoli esterni) sono: nodo 7 --> cerniera, nodo 1 --> Appoggio (anche se è più giusto chiamarlo carrello);

- l'ultima riga serve ad indicare al post-processore di calcolo che cosa vogliamo che esso inserisca nel file dei risultati "Relazione.txt" (se scriviamo: INP oppure inp il post-processore scriverà solo il listato dei dati di input; con RES oppure res il post-processore scriverà solo il listato dei risultati; con ALL oppure all il post-processore scriverà tutti i dati, ossia quelli di input et i risultati. --> se non scriviamo nulla, oppure non scriviamo correttamente il comando, il post-processore assumerà di default il valore ALL).

   Vedi il file di Note dei programmi TraRet2D.

In fase di inserimento dei dati di input il pre-processore effettua in automatico alcune verifiche:

1) verifica se nel campo "Nome file dati input =" abbiamo scritto qualcosa. Nell'immagine sottostante non abbiamo indicato nessun nome per il file di input dei dati; battuto INVIO senza scrivere nulla il programma ci restitutisce un errore et ci invita ad reinserire correttamente quanto richiesto (può esistere un file senza estensione, ma non può esistere un file senza nome!!!).

2) Verifica se il nome indicato nel campo "Nome file dati input =" sia corretto, ossia se nella cartella del programma esiste un file dei dati di input con quel nome. In caso di esito negativo il programma ci restitutisce un errore et ci invita ad reinserire correttamente quanto richiesto.

3) Caricato in memoria il file dei dati di input, il pre-processore effettua una ulteriore verifica sui dati del modello matematico descritto nel file dei dati di input, in particolare:

- a) controlla la corrispondenza tra il numero totale dei nodi della struttura et le righe che risportano, per ogni i-esimo nodo, le sue informazioni caratteristiche (numero del nodo i-esimo, coordinata X del nodo i-esimo, coordinata Y del nodo i-esimo, componente lungo l'asse X del carico nodale applicato al nodo i-esimo, componente lungo l'asse Y del carico nodale applicato al nodo i-esimo);

- b) controlla la corrispondenza di accettabilità dei nodi indicati come vincoli esterni (il nodo Cerniera et il nodo Appoggio) col modello matematico descritto nel file dei dati di input;

in caso di problemi in questa fase di controllo del modello matematico, il pre-processore non avvia la fase di calcolo vera et propria ma restituisce un ERRORE oppure un WARNING et ci invita ad rivedere quanto scritto nel file dei dati di input.

Questo è un ERRORE: il programma si chiude.      

Questo è un WARNING: il programma avvisa che c'è un possibile errore, ma il calcolo può proseguire imponendo una condizione (che è ALL di default).

Se non vengono riscontrati errori il programma esegue il calcolo ed avvia il post-processore; questo è un esempio di calcolo condotto senza problemi:

ATTENZIONE: non utilizzare la virgola (,) ma usare il punto (.) per scrivere i numeri con decimali all'interno del file dati di input. Nel pre-processore si è cercato di implementare il maggior numero di controlli possibili sul file dei dati di input, ciò non assicura però che tutti i possibili errori siano rilevabili.

NB: Per una corretta lettura del file dei risultati "Relazione.txt" si consiglia di impostare il visualizzatore dei testi sul settaggio carattere seguente: Consolas - stile Normale - dimensione 11.

***** VERSIONE CON FILE DEI RISULTATI IN FORMATO CSV (Excel compatibile) *****   -   (download)

Il programma Calcolo Trave Reticolare Piana prevede anche una versione (qui il link per il downlaod) che salva i dati in un file con estensione .CSV (valori separati da virgola - in realtà si è usato il punto et virgola ";" per separare i dati) il quale è apribile con Microsoft© Excel© od con OpenOffice od con qualsiasi editor di fogli di calcolo compatibile.

Per esigenze di programmazione (registri di memoria) et di tabulazione dei dati in fase di stampa, il programma Trave Reticolare Piana è limitato ad massimo 9'999 nodi (nel seguente FILE è disponibile un esempio di calcolo effettuato con 9'999 nodi...tempo di esecuzione di soli pochi secondi!!!). Per chi volesse dispongo anche di una compilazione del presente software per Microsoft© Windows© x64-64bit che estende tale limitazione oltre il milione di nodi (dubito che qualcuno debba andare oltre tale limite di nodi!!!) nonchè dispone di una interfaccia grafica simile ad quella utilizzata per il mio programma "solutore per equazioni di secondo grado".