Matlab杆系结构分析

前言

第一章静定结构内力和位移计算程序

第一节概述

第二节静定结构数值化

一、单元划分及单元与结点编号

二、结构坐标系与单元坐标系

三、荷载及内力的有关规定

四、数组设置及单元长度和位向计算

第三节静定刚架内力的渐进计算

一、计算方法

二、约束反力

三、单元杆端内力

第四节静定刚架内力的联立计算

一、计算方法

二、结点平衡方程

三、结点内力约束条件

四、单元坐标系中单元杆端内力的提取与计算

五、联立法主函数SSI

第五节静定桁架和组合结构内力的联立计算

一、静定桁架

二、组合结构

三、函数SSI输人参数说明

四、算例

第六节静定刚架内力图绘制

一、单元计算截面位置向量

二、单元计算截面内力向量

三、单元截面内力绘图数据的矩阵变换

四、静定刚架内力图绘制方法和函数

第七节三铰拱内力计算及内力图绘制

一、三铰拱数值化

二、结点坐标系中单元杆端内力计算

三、三铰拱内力图绘制

四、算例

第八节静定结构位移计算

一、荷载引起的位移计算公式

二、单元位移计算公式和计算函数

三、算例

习题

第二章平面刚架矩阵位移法及静力分析程序

第一节概述

第二节结点位移及结点位移码

一、结点位移及重结点编号

二、结点位移码

三、单元杆端位移及单元定位向量

第三节主函数构成及基础数据

一、主程序PFM1的构成

二、基础数据文件及数据格式

三、基础数据文件读取函数

第四节结点荷载作用下平面刚架的基本体系

第五节单元坐标系中的单元刚度矩阵

一、轴向物理方程

二、弯曲物理方程

三、单元刚度方程和单元刚度矩阵

四、单元刚度矩阵计算函数

第六节结构坐标系中的单元刚度矩阵

第七节结构刚度矩阵集成

一、结构刚度方程和结构刚度矩阵

二、按单元定位向量集成结构刚度矩阵

三、结构刚度矩阵集成方法与集成函数

第八节平面刚架基本方程与结点荷载集成

一、平面刚架基本方程

二、结点荷载集成方法及集成函数

第九节单元等效结点荷载计算与集成

一、单元等效结点荷载

二、按单元定位向量集成结构等效结点荷载

三、结构综合结点荷载列阵计算与集成函数

第十节结构坐标系中结点位移计算

第十一节单元坐标系中单元杆端位移和内力计算

一、单元杆端位移计算函数

二、单元杆端内力计算函数

三、单元杆端位移和内力输出函数

第十二节单元截面内力和位移计算

一、单元计算截面位置向量

二、单元计算截面内力向量

三、单元计算截面位移向量

第十三节单元及结构内力图和位移图绘制

第十四节主函数PFMl的应用

一、支座位移

二、温度作用

习题

第三章平面刚架静力分析程序的改进

第一节概述

第二节主函数构成及基础数据

一、主函数PFM2的构成

二、基础数据文件及数据格式

三、基础数据文件读取函数

第三节结点连接码与结点位移自动编码

一、结点连接码

二、结点位移自动编码

第四节带刚臂单元的坐标变换

一、刚臂的描述

二、弹性坐标系与其他坐标系的坐标变换

第五节考虑剪切变形影响的单元刚度矩阵

一、弹性坐标系中的单元刚度矩阵

二、结构坐标系中的单元刚度矩阵

第六节支座的描述及支座坐标变换

一、斜支座及支座坐标系

二、支座约束三元组

三、支座坐标系中的单元刚度矩阵

四、支座坐标系与结构坐标系间的坐标变换函数

第七节结构刚度矩阵的一维变带宽存储及分解

一、结构刚度矩阵的一维变带宽存储

二、一维变带宽存储结构刚度矩阵的集成

三、一维变带宽存储结构刚度矩阵的分解

四、结构刚度矩阵集成与分解函数

第八节考虑剪切变形的单元等效结点荷载计算与集成

一、考虑剪切变形的单元等效结点荷载

二、支座坐标系中的单元等效结点荷载

三、结构荷载列阵计算与集成函数

第九节多工况计算

第十节基本方程求解

一、基本方程回代求解

二、结点位移计算函数

第十一节单元弹性段杆端位移和内力计算

一、单元弹性段杆端位移计算函数

二、单元弹性段杆端内力计算函数

三、单元弹性段杆端位移和内力输出函数

第十二节单元截面内力和位移计算

一、单元指定计算截面内力计算

二、链杆单元截面位移计算

第十三节支座反力计算

第十四节单元及结构内力图和位移图绘制

一、含单元刚臂的结构几何简图绘制

二、单元及结构内力和位移图绘制函数

第十五节主函数PFM2的应用

一、不带刚臂或带刚臂的结构

二、含斜支座的结构

三、含弹性支座的结构

四、桁架结构

五、组合结构

习题

第四章空间刚架静力分析及程序设计

第一节概述

第二节带刚臂单元的坐标变换

一、四种空间坐标系

二、结点位移、杆端位移和杆端内力的描述

三、杆端位移的坐标变换

四、杆端内力的坐标变换

五、坐标变换矩阵计算函数

第三节考虑剪切变形的单元刚度矩阵

一、主惯性坐标系中的单元刚度矩阵

二、结构坐标系中的单元刚度矩阵

第四节空间支座的描述及支座坐标变换

一、正向支座

二、斜支座与支座坐标系

第五节考虑剪切变形的单元等效结点荷载

第六节空间刚架内力图和位移图绘制

一、绘制空间刚架几何简图

二、结构内力图和位移图的绘制方法和绘图函数

第七节主函数SFM及其应用

一、基础数据文件及数据格式

二、主函数SFM及其调用函数

三、函数SFM的应用

习题

第五章刚架动力特性分析及程序设计

第一节概述

第二节离散结构的运动方程

一、单元刚度方程

二、单元等效结点荷载

三、结构运动方程

第三节单元质量矩阵

一、一致质量矩阵

二、集中质量矩阵

第四节广义特征值问题及其基本性质

一、广义特征值问题基本方程

二、特征值问题的基本性质

第五节广义特征值问题的计算方法

一、逆迭代法

二、广义雅可比法

三、子空间迭代法

第六节平面刚架动力特性计算程序

一、基础数据文件及数据格式

二、主函数PFVM及其调用函数

三、PFVM函数的应用

习题

主要参考文献

　　本书全面详尽地介绍了平面刚架及空间刚架的静力分析和动力特性分析，在编写时力求详细、清楚地阐述基本概念和基本方法，在内容安排上由浅入深、循序渐进。全书共分五章，内容包括静定结构内力和位移计算程序、平面刚架矩阵位移法及静力分析程。序、平面刚架静力分析程序的改进、空间刚架静力分析及刚架动力特性分析与程序设计。　　本书介绍杆系结构分析方法及Matlab程序的实现。全书共分五章，包括静定结构内力和位移计算程序、平面刚架矩阵位移法及静力分析程。序、平面刚架静力分析程序的改进、空间刚架静力分析及刚架动力特性分析与程序设计。本书内容全面详尽，涉及了平面刚架及空间刚架的静力分析和动力分析。各章均配有大量例题、习题和上机编程题目，并在随书光盘中附有书中涉及的所有Matlab源程序和例题。　　本书可作为高等院校土木工程、工程力学及其他相关专业本科生和研究生学习结构分析程序设计课程的教材(杆系结构分析部分)，也可作为学习Matlab程序设计及其应用的教材。使用本书前应具备结构力学和Matlab语言的基础知识。