平面刚架程序设计

1、第五章 平面刚架程序设计第一节 概述一、计算模型及计算方法1计算模型 以杆件联结点、支座结点、截面突变电和外伸端点作为计算结点，任意两结点件的杆件作为计算单元。在局部坐标系下单元两端杆端力、杆端位移列阵如式（1-15）、式（1-16）所示，即： 在局部坐标系下，单元刚度矩阵如式（1-19）所示，即：2坐标变换杆端力和杆端位移的坐标变换是通过式（1-26）所示的单元坐标变换矩阵完成的。局部坐标单元杆端力、杆端位移与整体坐标系下单元杆端力、杆端位移之间的关系分别为式（1-25）和式（1-28），即整体坐标系下的单元刚度矩阵为这里为式（1-19）所示的6阶方阵。3支承条件的引入集整体刚度矩阵的组集整

2、体刚度矩阵得组集采用“直接刚度法”。整体坐标系下单元刚度矩阵个元素的下标有单元定位数组确定，即在组集整体刚度矩阵之前已引入了支承条件。确定单元定位数组适应注意以下两个问题（1）支座结点的位置位移分量编号若单元的某一端与支座相联，则该单元支座结点的位移分量信息应按表5-1输入。（2）杆件联结点未知位移分量编号若单元的某一端与其它杆件相联，则应首先根据联结情况确定结点编码，而后再确定与结点相应的单元未知位移分量编码。常遇到的情况如表5-2。表5-1 支座结点未知位移分量信息支座名称简图未知位移分量编号（u、v、）结点编号固定支座0，0，01铰支座0，0，11滚轴支座11，0，2120，1，21滑动

3、支座11，0，0120，1，01自由端1，2，31表5-2 杆件联结点未知位移分量信息结点名称结点简图结点编号未知位移分量编号组合结点1（1，2，3）2（1，2，4）铰结点1（1，2，3）2（1，2，4）3（1，2，5）链杆联合结点1（1，2，3）2（1，4，5）1（1，2，3）2（4，2，5）滑动支座结点1（1，2，3）2（1，4，3）1（1，2，3）2（4，2，3）刚结点1（1，2，3）第二节 平面刚架内力和位移计算的框图与程序 一、 程序标识符说明平面刚架静力分析程序名为PFSAP(Plane Farme Structural Analysis Program)。其主要标识符说明如下：T

4、ITLE(20)算力标题。实型数组，输入参数。NJ结点总数。，输入参数。N结点自由度，即整体刚度矩阵的阶数。整型变量，输入参数。NE单元总数。整型变量，输入参数。NM单元类型总数。同类型的单元E、A、I相同。整型变量，输入参数。NPJ结点载荷总数。整型变量，输入参数。NPF非结点载荷总数。整型变量，输入参数。JN（3，100）结点位移号数组。整型数组，输入参数。X（100），Y（100）结点坐标数组。实型数组，输入参数。JE（2，100）单元两端结点号数组。整型数组，输入参数。JEAI（100）单元类型信息数组，JEAI（e）为单元的类型号。同类型的单元弹性模量、横截面积及极惯性矩均相同。整型

5、数组，输入参数。EAI（3，100）各类型单元的物理、几何性质数组，EAI（1，e）、EAI（2，e）、EAI（3，e）分别为第号类型单元的弹性模零、横截面集、惯性矩。实型数组，输入参数。JPJ（3，100）结点载荷位移号数组，JPJ（I）为与第I各结点行营位移分量的位移号。整型数组，输入参数。PJ（100）结点荷载数值组。PJ（I）为第I各结点荷载数值。整型数组，输入参数。JPF（2，100）非结点荷载作用的单元号及类型数组。JPF（1，e）为第各非结点荷载作用的单元号。JPF（2，e）为第各非结点荷载的类型，其取值1至6，对应图3-15的6种情况。整型数组，输入参数。PF（2，100）非结

6、点荷载参数数组。PF(1，e)、PF（2，e）分别为第各非结点载荷参数a、c。整型数组，输入参数。M（6）单元定位数组。整型数组，输入参数。K（200，200）结构刚度矩阵数组。实型数组。KE（6，6）局部坐标系下单元刚度矩阵数组。实型数组。AKE（6，6）整体坐标系下单元刚度矩阵数组。实型数组。AL（100）单元长度数组。实型数组。R（6，6）单元坐标转换矩阵。实型数组。RT（6，6）单元坐标转换矩阵的转置矩阵。实型数组。P（100）综合结点荷载数组。实型数组。FF（6）局部坐标系下单元杆端力数组。实型数组。FE（6）局部坐标系下单元等效荷载数组。实型数组。AFE（6）整体坐标系下单元等效荷

7、载数组。实型数组。D（50）整体坐标系下自由解点位移数组。实型数组。ADE（6）整体坐标系下单元杆端位移数组。实型数组。DE（6）局部坐标系下单元杆端位移数组。实型数组。F（3）整体坐标系下结点位移数组。实型数组。NO计算题目的符号，整型变量，输入参数。SQRT标准函数，计算非负实数的平方根。READ子程序，输入原始数据。MKE子程序，计算局部坐标系下单元刚度矩阵。MR子程序，计算单元坐标转换矩阵。MAKE子程序，计算整体坐标系下的单元刚度矩阵。CALM子程序，计算单元定位数组。MK子程序，计算整个结构的刚度矩阵。PE子程序，计算局部坐标系单元等效结点荷载。MULV6子程序，计算6阶矩阵与6元素列阵相乘。MF子程序，计算整体坐标系下荷载列阵。SLOV子程序，解方程求自由结点位移。MADE子程序，计算整体坐标系下单元杆端位移。TRAN子程序，计算单元坐标转换矩阵的转置矩阵。MULV子程序，计算6阶矩阵与6阶矩阵相乘。二、 框图平面刚架内力及位移计算总框图如图5-1所示否是结束（6）计算并打印杆端力(5)解方程并打印杆端位移（4）形成结点荷载（3）形成整体刚度矩阵（2）读入数据并打印NO是否为零（1） 标题及数组说明（读入题目序号NO）开始（17）子程序MAD