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前言1

第一章 静定结构内力和位移计算程序1

第一节 概述1

第二节 静定结构数值化1

一、单元划分及单元与结点编号2

二、结构坐标系与单元坐标系2

三、荷载及内力的有关规定2

四、数组设置及单元长度和位向计算4

第三节 静定刚架内力的渐进计算8

一、计算方法8

二、约束反力9

三、单元杆端内力12

第四节 静定刚架内力的联立计算21

一、计算方法22

二、结点平衡方程22

三、结点内力约束条件25

四、单元坐标系中单元杆端内力的提取与计算27

五、联立法主函数SSI28

第五节 静定桁架和组合结构内力的联立计算30

一、静定桁架31

二、组合结构31

三、函数SSI输入参数说明32

四、算例33

第六节 静定刚架内力图绘制35

一、单元计算截面位置向量35

二、单元计算截面内力向量35

三、单元截面内力绘图数据的矩阵变换36

四、静定刚架内力图绘制方法和函数38

第七节 三铰拱内力计算及内力图绘制46

一、三铰拱数值化46

二、结点坐标系中单元杆端内力计算48

三、三铰拱内力图绘制50

四、算例53

第八节 静定结构位移计算55

一、荷载引起的位移计算公式55

二、单元位移计算公式和计算函数56

三、算例58

习题59

第二章 平面刚架矩阵位移法及静力分析程序63

第一节 概述63

第二节 结点位移及结点位移码63

一、结点位移及重结点编号63

二、结点位移码64

三、单元杆端位移及单元定位向量65

第三节 主函数构成及基础数据66

一、主程序PFM1的构成66

二、基础数据文件及数据格式67

三、基础数据文件读取函数69

第四节 结点荷载作用下平面刚架的基本体系74

第五节 单元坐标系中的单元刚度矩阵76

一、轴向物理方程76

二、弯曲物理方程77

三、单元刚度方程和单元刚度矩阵77

四、单元刚度矩阵计算函数78

第六节 结构坐标系中的单元刚度矩阵79

第七节 结构刚度矩阵集成80

一、结构刚度方程和结构刚度矩阵80

二、按单元定位向量集成结构刚度矩阵82

三、结构刚度矩阵集成方法与集成函数83

第八节 平面刚架基本方程与结点荷载集成87

一、平面刚架基本方程87

二、结点荷载集成方法及集成函数88

第九节 单元等效结点荷载计算与集成89

一、单元等效结点荷载89

二、按单元定位向量集成结构等效结点荷载95

三、结构综合结点荷载列阵计算与集成函数95

第十节 结构坐标系中结点位移计算97

第十一节 单元坐标系中单元杆端位移和内力计算99

一、单元杆端位移计算函数99

二、单元杆端内力计算函数100

三、单元杆端位移和内力输出函数101

第十二节 单元截面内力和位移计算104

一、单元计算截面位置向量104

二、单元计算截面内力向量106

三、单元计算截面位移向量111

第十三节 单元及结构内力图和位移图绘制117

第十四节 主函数PFM1的应用127

一、支座位移127

二、温度作用129

习题132

第三章 平面刚架静力分析程序的改进134

第一节 概述134

第二节 主函数构成及基础数据134

一、主函数PFM2的构成134

二、基础数据文件及数据格式136

三、基础数据文件读取函数140

第三节 结点连接码与结点位移自动编码153

一、结点连接码153

二、结点位移自动编码155

第四节 带刚臂单元的坐标变换159

一、刚臂的描述159

二、弹性坐标系与其他坐标系的坐标变换159

第五节 考虑剪切变形影响的单元刚度矩阵164

一、弹性坐标系中的单元刚度矩阵164

二、结构坐标系中的单元刚度矩阵167

第六节 支座的描述及支座坐标变换167

一、斜支座及支座坐标系167

二、支座约束三元组168

三、支座坐标系中的单元刚度矩阵170

四、支座坐标系与结构坐标系间的坐标变换函数171

第七节 结构刚度矩阵的一维变带宽存储及分解172

一、结构刚度矩阵的一维变带宽存储172

二、一维变带宽存储结构刚度矩阵的集成176

三、一维变带宽存储结构刚度矩阵的分解179

四、结构刚度矩阵集成与分解函数183

第八节 考虑剪切变形的单元等效结点荷载计算与集成184

一、考虑剪切变形的单元等效结点荷载184

二、支座坐标系中的单元等效结点荷载188

三、结构荷载列阵计算与集成函数189

第九节 多工况计算190

第十节 基本方程求解190

一、基本方程回代求解190

二、结点位移计算函数193

第十一节 单元弹性段杆端位移和内力计算194

一、单元弹性段杆端位移计算函数194

二、单元弹性段杆端内力计算函数195

三、单元弹性段杆端位移和内力输出函数196

第十二节 单元截面内力和位移计算197

一、单元指定计算截面内力计算197

二、链杆单元截面位移计算200

第十三节 支座反力计算202

第十四节 单元及结构内力图和位移图绘制204

一、含单元刚臂的结构几何简图绘制205

二、单元及结构内力和位移图绘制函数205

第十五节 主函数PFM2的应用213

一、不带刚臂或带刚臂的结构213

二、含斜支座的结构221

三、含弹性支座的结构223

四、桁架结构225

五、组合结构228

习题231

第四章 空间刚架静力分析及程序设计234

第一节 概述234

第二节 带刚臂单元的坐标变换234

一、四种空间坐标系234

二、结点位移、杆端位移和杆端内力的描述236

三、杆端位移的坐标变换237

四、杆端内力的坐标变换243

五、坐标变换矩阵计算函数244

第三节 考虑剪切变形的单元刚度矩阵246

一、主惯性坐标系中的单元刚度矩阵246

二、结构坐标系中的单元刚度矩阵249

第四节 空间支座的描述及支座坐标变换250

一、正向支座250

二、斜支座与支座坐标系253

第五节 考虑剪切变形的单元等效结点荷载259

第六节 空间刚架内力图和位移图绘制263

一、绘制空间刚架几何简图263

二、结构内力图和位移图的绘制方法和绘图函数266

第七节 主函数SFM及其应用281

一、基础数据文件及数据格式281

二、主函数SFM及其调用函数283

三、函数SFM的应用300

习题319

第五章 刚架动力特性分析及程序设计321

第一节 概述321

第二节 离散结构的运动方程322

一、单元刚度方程322

二、单元等效结点荷载323

三、结构运动方程325

第三节 单元质量矩阵326

一、一致质量矩阵326

二、集中质量矩阵331

第四节 广义特征值问题及其基本性质332

一、广义特征值问题基本方程332

二、特征值问题的基本性质333

第五节 广义特征值问题的计算方法334

一、逆迭代法334

二、广义雅可比法338

三、子空间迭代法345

第六节 平面刚架动力特性计算程序351

一、基础数据文件及数据格式351

二、主函数PFVM及其调用函数353

三、PFVM函数的应用371

习题384

主要参考文献385