平面剛架程序設(shè)計(jì)

1、第五章 平面剛架程序設(shè)計(jì)第一節(jié) 概述一、計(jì)算模型及計(jì)算方法1計(jì)算模型 以桿件聯(lián)結(jié)點(diǎn)、支座結(jié)點(diǎn)、截面突變電和外伸端點(diǎn)作為計(jì)算結(jié)點(diǎn)，任意兩結(jié)點(diǎn)件的桿件作為計(jì)算單元。在局部坐標(biāo)系下單元兩端桿端力、桿端位移列陣如式（1-15）、式（1-16）所示，即： 在局部坐標(biāo)系下，單元剛度矩陣如式（1-19）所示，即：2坐標(biāo)變換桿端力和桿端位移的坐標(biāo)變換是通過式（1-26）所示的單元坐標(biāo)變換矩陣完成的。局部坐標(biāo)單元桿端力、桿端位移與整體坐標(biāo)系下單元桿端力、桿端位移之間的關(guān)系分別為式（1-25）和式（1-28），即整體坐標(biāo)系下的單元剛度矩陣為這里為式（1-19）所示的6階方陣。3支承條件的引入集整體剛度矩陣的組集整

2、體剛度矩陣得組集采用“直接剛度法”。整體坐標(biāo)系下單元剛度矩陣個(gè)元素的下標(biāo)有單元定位數(shù)組確定，即在組集整體剛度矩陣之前已引入了支承條件。確定單元定位數(shù)組適應(yīng)注意以下兩個(gè)問題（1）支座結(jié)點(diǎn)的位置位移分量編號若單元的某一端與支座相聯(lián)，則該單元支座結(jié)點(diǎn)的位移分量信息應(yīng)按表5-1輸入。（2）桿件聯(lián)結(jié)點(diǎn)未知位移分量編號若單元的某一端與其它桿件相聯(lián)，則應(yīng)首先根據(jù)聯(lián)結(jié)情況確定結(jié)點(diǎn)編碼，而后再確定與結(jié)點(diǎn)相應(yīng)的單元未知位移分量編碼。常遇到的情況如表5-2。表5-1 支座結(jié)點(diǎn)未知位移分量信息支座名稱簡圖未知位移分量編號（u、v、）結(jié)點(diǎn)編號固定支座0，0，01鉸支座0，0，11滾軸支座11，0，2120，1，21滑動

3、支座11，0，0120，1，01自由端1，2，31表5-2 桿件聯(lián)結(jié)點(diǎn)未知位移分量信息結(jié)點(diǎn)名稱結(jié)點(diǎn)簡圖結(jié)點(diǎn)編號未知位移分量編號組合結(jié)點(diǎn)1（1，2，3）2（1，2，4）鉸結(jié)點(diǎn)1（1，2，3）2（1，2，4）3（1，2，5）鏈桿聯(lián)合結(jié)點(diǎn)1（1，2，3）2（1，4，5）1（1，2，3）2（4，2，5）滑動支座結(jié)點(diǎn)1（1，2，3）2（1，4，3）1（1，2，3）2（4，2，3）剛結(jié)點(diǎn)1（1，2，3）第二節(jié) 平面剛架內(nèi)力和位移計(jì)算的框圖與程序 一、 程序標(biāo)識符說明平面剛架靜力分析程序名為PFSAP(Plane Farme Structural Analysis Program)。其主要標(biāo)識符說明如下：T

4、ITLE(20)算力標(biāo)題。實(shí)型數(shù)組，輸入?yún)?shù)。NJ結(jié)點(diǎn)總數(shù)。，輸入?yún)?shù)。N結(jié)點(diǎn)自由度，即整體剛度矩陣的階數(shù)。整型變量，輸入?yún)?shù)。NE單元總數(shù)。整型變量，輸入?yún)?shù)。NM單元類型總數(shù)。同類型的單元E、A、I相同。整型變量，輸入?yún)?shù)。NPJ結(jié)點(diǎn)載荷總數(shù)。整型變量，輸入?yún)?shù)。NPF非結(jié)點(diǎn)載荷總數(shù)。整型變量，輸入?yún)?shù)。JN（3，100）結(jié)點(diǎn)位移號數(shù)組。整型數(shù)組，輸入?yún)?shù)。X（100），Y（100）結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)組。實(shí)型數(shù)組，輸入?yún)?shù)。JE（2，100）單元兩端結(jié)點(diǎn)號數(shù)組。整型數(shù)組，輸入?yún)?shù)。JEAI（100）單元類型信息數(shù)組，JEAI（e）為單元的類型號。同類型的單元彈性模量、橫截面積及極慣性矩均相同。整型

5、數(shù)組，輸入?yún)?shù)。EAI（3，100）各類型單元的物理、幾何性質(zhì)數(shù)組，EAI（1，e）、EAI（2，e）、EAI（3，e）分別為第號類型單元的彈性模零、橫截面集、慣性矩。實(shí)型數(shù)組，輸入?yún)?shù)。JPJ（3，100）結(jié)點(diǎn)載荷位移號數(shù)組，JPJ（I）為與第I各結(jié)點(diǎn)行營位移分量的位移號。整型數(shù)組，輸入?yún)?shù)。PJ（100）結(jié)點(diǎn)荷載數(shù)值組。PJ（I）為第I各結(jié)點(diǎn)荷載數(shù)值。整型數(shù)組，輸入?yún)?shù)。JPF（2，100）非結(jié)點(diǎn)荷載作用的單元號及類型數(shù)組。JPF（1，e）為第各非結(jié)點(diǎn)荷載作用的單元號。JPF（2，e）為第各非結(jié)點(diǎn)荷載的類型，其取值1至6，對應(yīng)圖3-15的6種情況。整型數(shù)組，輸入?yún)?shù)。PF（2，100）非結(jié)

6、點(diǎn)荷載參數(shù)數(shù)組。PF(1，e)、PF（2，e）分別為第各非結(jié)點(diǎn)載荷參數(shù)a、c。整型數(shù)組，輸入?yún)?shù)。M（6）單元定位數(shù)組。整型數(shù)組，輸入?yún)?shù)。K（200，200）結(jié)構(gòu)剛度矩陣數(shù)組。實(shí)型數(shù)組。KE（6，6）局部坐標(biāo)系下單元剛度矩陣數(shù)組。實(shí)型數(shù)組。AKE（6，6）整體坐標(biāo)系下單元剛度矩陣數(shù)組。實(shí)型數(shù)組。AL（100）單元長度數(shù)組。實(shí)型數(shù)組。R（6，6）單元坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣。實(shí)型數(shù)組。RT（6，6）單元坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣。實(shí)型數(shù)組。P（100）綜合結(jié)點(diǎn)荷載數(shù)組。實(shí)型數(shù)組。FF（6）局部坐標(biāo)系下單元桿端力數(shù)組。實(shí)型數(shù)組。FE（6）局部坐標(biāo)系下單元等效荷載數(shù)組。實(shí)型數(shù)組。AFE（6）整體坐標(biāo)系下單元等效荷

7、載數(shù)組。實(shí)型數(shù)組。D（50）整體坐標(biāo)系下自由解點(diǎn)位移數(shù)組。實(shí)型數(shù)組。ADE（6）整體坐標(biāo)系下單元桿端位移數(shù)組。實(shí)型數(shù)組。DE（6）局部坐標(biāo)系下單元桿端位移數(shù)組。實(shí)型數(shù)組。F（3）整體坐標(biāo)系下結(jié)點(diǎn)位移數(shù)組。實(shí)型數(shù)組。NO計(jì)算題目的符號，整型變量，輸入?yún)?shù)。SQRT標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，計(jì)算非負(fù)實(shí)數(shù)的平方根。READ子程序，輸入原始數(shù)據(jù)。MKE子程序，計(jì)算局部坐標(biāo)系下單元剛度矩陣。MR子程序，計(jì)算單元坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣。MAKE子程序，計(jì)算整體坐標(biāo)系下的單元剛度矩陣。CALM子程序，計(jì)算單元定位數(shù)組。MK子程序，計(jì)算整個(gè)結(jié)構(gòu)的剛度矩陣。PE子程序，計(jì)算局部坐標(biāo)系單元等效結(jié)點(diǎn)荷載。MULV6子程序，計(jì)算6階矩陣與6元素列陣相乘。MF子程序，計(jì)算整體坐標(biāo)系下荷載列陣。SLOV子程序，解方程求自由結(jié)點(diǎn)位移。MADE子程序，計(jì)算整體坐標(biāo)系下單元桿端位移。TRAN子程序，計(jì)算單元坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣的轉(zhuǎn)置矩陣。MULV子程序，計(jì)算6階矩陣與6階矩陣相乘。二、 框圖平面剛架內(nèi)力及位移計(jì)算總框圖如圖5-1所示否是結(jié)束（6）計(jì)算并打印桿端力(5)解方程并打印桿端位移（4）形成結(jié)點(diǎn)荷載（3）形成整體剛度矩陣（2）讀入數(shù)據(jù)并打印NO是否為零（1） 標(biāo)題及數(shù)組說明（讀入題目序號NO）開始（17）子程序MAD