Statikprogramm

Zu zweit (oder zu dritt) an Statik3D arbeiten

Das Repository ist öffentlich: https://github.com/Alex1977-code/Statikprogramm. Lesen, herunterladen und die fertige Statik3D.exe benutzen kann darum jeder, auch ohne GitHub-Konto. Nur zum Schreiben braucht es eine Freigabe.

1 Was der Kollege bekommt

Er will …	Was er braucht
nur das Programm benutzen	nichts – `Statik3D.exe` aus dem Release latest herunterladen: https://github.com/Alex1977-code/Statikprogramm/releases/tag/latest
Fehler melden, Wünsche äußern	ein GitHub-Konto – dann Issues im Repository
am Code mitarbeiten	ein GitHub-Konto und Schreibrecht (unten) – oder er arbeitet über einen Fork

2 Schreibrecht geben

Auf github.com im Repository:

Settings → Collaborators and teams → Add people → GitHub-Benutzernamen des Kollegen eintragen → Rolle Write.

Er bekommt eine Einladung per Mail und kann danach klonen, Zweige anlegen und Pull Requests stellen. Admin braucht er nicht; Write genügt für alles, was zum Entwickeln gehört.

Ohne Schreibrecht geht es auch: er drückt oben rechts auf Fork, arbeitet in seiner Kopie und stellt von dort einen Pull Request. Das ist der übliche Weg, wenn man erst einmal sehen will, ob die Zusammenarbeit passt.

3 Die Regel, auf die es ankommt

Auf main wird nicht unmittelbar gepusht.

Jeder Push auf main baut über GitHub Actions eine neue Statik3D.exe und veröffentlicht sie als Release latest – und jede laufende Installation holt sich diese Datei beim nächsten Start. Was auf main liegt, ist also nicht „der Stand der Arbeit”, sondern das, was beim Kollegen und beim Kunden startet.

Darum:

Für jede Sache einen eigenen Zweig: git switch -c thema/kurzer-name
Dort arbeiten, klein und oft einchecken.
Vor jedem Push die Prüfungen laufen lassen (siehe unten).
Zweig pushen, auf GitHub einen Pull Request nach main stellen.
Der andere liest ihn durch und merged.

4 Prüfungen

python tests/run_all.py          # alle Rechen- und Importprüfungen
python tests/run_all.py --gui    # zusätzlich die Oberfläche (braucht einen Bildschirm)

Unter Windows laufen die Prüfungen in UTF-8: tests/__init__.py stellt die Ausgabe des Prozesses um und gibt PYTHONUTF8=1 an Kindprozesse weiter. Ohne das kodiert Python 3.11 eine in eine Datei oder Pipe umgeleitete Ausgabe mit cp1252, und jede Prüfung, deren Text ein „−“, „≤“ oder eine Hochzahl enthält, reißt mit UnicodeEncodeError – 26 von 53 Suiten. Nachweis: python -m tests.test_ausgabe.

Menüdurchgang am echten Modell. python -m tests.menudurchgang MODELL.json löst jeden Befehl des Menübands an einem geladenen Modell aus, mit allen Dialogen auf „Abbrechen“ und einem Wächter je Befehl, und schreibt je Befehl Dauer, Meldungen und Tracebacks nach MODELL_menudurchgang.jsonl. Das ist kein Teil von run_all, sondern das Werkzeug für die Prüfsitzung: am Drehlager fand der erste Durchgang (11.09.2026, 203 Befehle) zwei Hänger und drei 113-s-Befehle, die keine Prüfung abdeckte. Rechnende, ersetzende und löschende Befehle stehen in der Ausnahmeliste des Skripts.

Keine Prüfung öffnet einen Browser: Oberflächenprüfung und Menüdurchgang setzen STATIK3D_KEIN_BROWSER, und das Programm schreibt dann nur „(Browser nicht geöffnet: …)“ ins Protokoll. Am 11.09.2026 stand beim Anwender nach jedem Lauf ein Browserfenster mit tests/_lastenheft_smoke.html, die der Lauf gleich wieder gelöscht hatte („Zugriff auf die Datei nicht möglich“).

Beides muss vollständig durchlaufen (ALLE TESTS BESTANDEN). Die Prüfungen sind der eigentliche Schutz: Sie rechnen gegen geschlossene Lösungen (Balkenformeln, Gleichgewichtssätze, Volumen aus dem Gaußschen Satz), nicht gegen frühere Ergebnisse. Wer etwas ändert, das eine Prüfung reißt, hat entweder einen Fehler gemacht oder muss begründen, warum die Prüfung falsch war – beides gehört in den Pull Request.

Neue Rechenwege bekommen eine neue Prüfung mit einem Sollwert, den man in einer Zeile nachrechnen kann. Kein „sieht plausibel aus”.

5 Wer macht was – die Module sind die Schnittstelle

Der Code ist so geschnitten, dass zwei Leute sich nicht ins Gehege kommen:

Verzeichnis / Datei	Thema
`statik3d/model.py`	Datenmodell (Knoten, Linien, Flächen, Körper, Lasten) – hier abstimmen, alles hängt daran
`statik3d/mesher.py`, `mesher3d.py`	Vernetzung, freier 3D-Vernetzer; `koerper_vernetzen` verteilt die Volumen auf Arbeitsprozesse (`koerper_vorbereiten` rechnet ohne Modelländerung, `koerper_einbauen` schreibt im Hauptprozess), `fortschritt(anteil, text)` meldet aus den Schleifen und bricht mit False ab (`Abgebrochen`)
`statik3d/assemble.py`, `solver.py`, `elements/`	Steifigkeiten, Gleichungslöser, Elemente
`statik3d/ec3/`, `joints/`, `bridges/`	Nachweise
`statik3d/importers/`	Schnittstellen (RFEM, IFC, DXF, SAF, …)
`statik3d/gui/`	Oberfläche
`statik3d/einheiten.py`	Einheiten und Nachkommastellen der Anzeige (Tabellen, Lastwerte, Kennwerte); gerechnet wird in SI
`statik3d/stroemung.py`	Strömungsnumerik im Schnitt: Rasterung, Potentialströmung (Wasser), Gitter-Boltzmann (Wind), Abtastung, Feldbilder
`statik3d/report/`	Bericht
`docs/`	Handbücher

Faustregel: Ein Pull Request fasst ein Thema an. Zwei Leute an derselben Datei gleichzeitig geht gut, solange es verschiedene Funktionen sind; zwei Leute an model.py sollten kurz miteinander reden.

6 Umgebung einrichten

git clone https://github.com/Alex1977-code/Statikprogramm.git
cd Statikprogramm
python -m pip install -r requirements.txt      # numpy, scipy, PySide6, pyvista …
python -m statik3d                              # startet die Oberfläche

Python 3.11 oder neuer. Für den Bericht als PDF zusätzlich reportlab, für den CAD-Import ezdxf beziehungsweise ifcopenshell – beides ist freiwillig, das Programm sagt selbst, wenn etwas fehlt.

7 Claude Code gemeinsam benutzen

Der Kollege kann genauso mit Claude Code an dem Repository arbeiten: https://claude.ai/code → GitHub verbinden → Alex1977-code/Statikprogramm auswählen. Er braucht dafür ein eigenes Anthropic-Konto und (für das Schreiben) das Schreibrecht aus Abschnitt 2.

Damit sich nichts überschreibt: jeder lässt Claude auf einem eigenen Zweig arbeiten und merged über Pull Requests. Zwei Sitzungen auf demselben Zweig gehen schief.

8 Was gerade offen ist

Steht im Bericht der letzten Sitzung und in den Handbüchern; die größeren Punkte:

Starre Fugenebene bei nicht passenden Netzen – steht in der Freigabe „ux/uy starr”, die beiden Netze passen an der Fuge aber nicht Knoten für Knoten zusammen, trägt das Kontaktpaar nur Druck und Reibung. Eine starre Verbindung in der Fugenebene gibt es dort nicht; das wird gemeldet.
Wölbkrafttorsion bei statisch unbestimmtem Torsionsweg – das Stabelement hat sechs Freiheitsgrade je Knoten; die Wölbsteifigkeit verteilt die Torsionsmomente dann anders auf die Stäbe, als gerechnet wird. Der Weg dorthin wäre ein Stabelement mit sieben Freiheitsgraden.
Wölbordinaten nur für I und U – für andere offene Querschnitte wird der Momentenanteil ausgewiesen, aber keine Wölbspannung; sie würde geraten.
Wind: Dächer werden als Flachdach mit scharfen Traufen behandelt (Sattel-, Pult- und Walmdächer, Tab. 7.3 ff., fehlen); die Kurven der Bilder 7.23, 7.28, 7.33 und 7.36 sind stückweise log-linear nachgezeichnet; Seitenwand- und Dachzonen setzen ein rechteckiges Gebäude voraus (Hüllquader der gewählten Flächen).
Freier Vernetzer: die Delaunay-Zerlegung fügt Punkte bis EINFUEGEN_BIS (15 000) ein und zerlegt darüber je Durchgang von vorn - Qhulls Einfügemodus brauchte für einen Lagerbock mit 50 000 Punkten 90 s, die Zerlegung von vorn 10 s bei gleichem Netz. Das Netz eines Körpers hängt nicht davon ab, ob er seriell oder in einem Arbeitsprozess gerechnet wurde; gemeinsame Randflächen teilen ihre Knoten über das Wörterbuch cache beim Einbau. Innerhalb eines Körpers wird nicht parallelisiert.
Netzdichte: die intelligente Anpassung kennt nur Kantenlängen (kleinste Randlinie je Objekt), keine Krümmung und keine Nachbarschaft; Übergänge zwischen grob und fein vernetzten Nachbarflächen entstehen nur, soweit die gemeinsame Kante dieselbe Teilung bekommt.
Bemaßungen werden nur in der Ansicht gezeichnet (und damit in Bildern, die man in den Bericht übernimmt); die SVG-Systemskizzen des Berichts kennen sie noch nicht. Verschieben eines Maßes heißt löschen und neu anlegen; Bogenmaße auf Kreislinien und Durchmesser fehlen.
Wasserdruck strömungsnumerisch: Potentialströmung ohne freie Oberfläche und ohne Reibung im ebenen Schnitt; Pfeiler, Nischen und der Wechselsprung fehlen, das Druckfeld hängt als Liste an der Objektlast (bei feinem Gitter wächst die Modelldatei).
Windkanal: zweidimensional (Grundriss oder Aufriss), BGK mit Modell-Reynolds-Zahl ≤ ~300, keine turbulente Anströmung; Beiwerte qualitativ, Laufzeit einige zehn Sekunden je Generierer.
Einheiten: die Einstellung gilt für Ansicht und Tabellen; der Bericht und die Masken rechts bleiben bei kN, m, mm und N/mm², Winkel und Temperatur sind nicht umschaltbar.
Schweißnähte: die Kerbfalltabelle ist eine Auswahl (Tab. 8.2 bis 8.5); Details mit Radien (Tab. 8.4, 4/5), Hohlprofilknoten (Tab. 8.6/8.7) und Bolzen fehlen und sind über die Kerbfall-Vorgabe einzugeben. Nähte an Flächen und Linien gehen nur in den Schwingungsnachweis ein - einen Ermüdungsnachweis für Schalen gibt es noch nicht.
Schwingungsnachweis: die hydrodynamische Masse nach Westergaard gilt für die senkrechte, starre Wand vor tiefem Wasser (inkompressibel, keine Oberflächenwellen); für geneigte Häute, Segmentverschlüsse und Wasserkörper endlicher Länge (Kolkman-Kurven) ist sie eine Näherung. Selbsterregte (bewegungsinduzierte) Schwingungen werden nur über V_r eingegrenzt, nicht berechnet; Strouhal-Zahl und Kantenbreite sind Eingaben.
Wasserdruck: die Druckminderung durch die Absenkung des Wasserspiegels (Überfall: ⅓·ρ·g·h_ü über 2·h_ü; Ausfluss: über 2·a) ist eine Näherung nach Naudascher; für Segmentverschlüsse mit gekrümmter Haut wirkt der Druck senkrecht zur Fläche (richtig), die Kennwerte (Breite, Oberkante) kommen aus der Geometrie der Flächen. Wind (#89) und der Schwingungsnachweis (#90) folgen.
Theorie III. Ordnung rechnet mit der korotationalen Tangente Tᵀ(k_l + k_g)T ohne die Zusatzterme der konsistenten Tangente (Crisfield Kap. 17) — Konvergenz linear statt quadratisch; Lasten richtungstreu, keine Folgelasten; nur Stabtragwerke. Ein Bogenlängenverfahren für Durchschlagprobleme fehlt.
Subsysteme sind bisher eine Gliederung (Auswahl, Baum, Speichern); eine Berechnung je Subsystem (Teilsystem freischneiden, Schnittkräfte an den verdoppelten Berührungselementen) steht noch aus.
Situationen mit Stellung rechnen auf einer Kopie des Modells, auf die Stellung.anwenden Ausgangsstellung, Verschiebung, Verdrehung, Lager und Gelenke legt; die abgeschalteten Stäbe, Flächen und Volumen der Stellung gehen als Aktivmaske in das System. Der Antrieb (Stellung.antrieb) und die Lastfallauswahl der Stellung (faelle) gelten nur in der Stellungsreihe (bridges.positions), nicht in der Situation; die Situation ordnet ihre Lastfälle und Kombinationen selbst zu.
Torsion freier Polygonquerschnitte (sections.polygon) ist eine Näherung nach Saint-Venant (A⁴/(4π²·Ip)); exakt wäre die Lösung der Prandtlschen Spannungsfunktion auf dem Polygon (kleines FE-Problem). Der Wert lässt sich in der Tabelle „Querschnitte“ von Hand überschreiben.
Werkstoff- und Querschnittsnamen aus der Dlubal-Datenbank (C:\Program Files\Dlubal) – die Dateien liegen nur lokal vor.
Splitter am Rand: Tetraeder, deren vier Knoten alle auf der Oberfläche liegen, lassen sich nicht glätten. Sie werden gezählt und gemeldet.
Startbild des Packers (Splash in packaging/Statik3D.spec) braucht Tcl/Tk des Build-Python; auf dem GitHub-Windows-Läufer ist es dabei. Fehlt es einmal, bricht PyInstaller mit einer klaren Meldung ab — dann die Splash-Zeilen aus dem Rezept nehmen, das Qt-Startbild (statik3d/gui/start.py) läuft unabhängig davon.
RFEM-Linienlasten und Volumen-Temperaturlasten werden über die Spaltennamen der Tabellen LineLoadImpl* und SolidLoadImpl* gelesen; eine Datei mit solchen Lasten lag noch nicht vor, die Namen folgen dem Muster der anderen Lasttabellen (magnitude/magnitudeFirst/Second, distanceA/B, loadDirection). Beim ersten echten Fall prüfen.
Z-Achse nach unten (Importhaken) ist für RFEM-Dateien vorbelegt; die Einstellung ModelData.globalAxesOrientation der Datei wird noch nicht ausgewertet (0 im Drehlager, vermutlich „Z nach unten“).
Fang auf krummen Flächen ohne Netz greift auf der gezeichneten Coons-Fläche (Dreiecke), nicht auf der exakten Zylinderfläche — bei 16 Stücken je Bogen liegt der Punkt bis 0,5 % des Radius neben dem Mantel.
Drehen sehr großer Volumenmodelle: die Nebendarsteller bleiben beim Drehen weg (ab 20 000 Knoten und Elementen); das Netz selbst wird nicht vergröbert. Reicht das auf schwachen Grafikkarten nicht, wäre eine Detailstufe (LOD) des Netzes der nächste Schritt.