计算结构力学离线作业一

计算结构力学离线作业一

1、矩阵位移法的解题步骤有哪些？(20分)

2、位移边界条件是如何处理的？(20分)

3、试列举平面桁架静力分析主程序中所用的标示符意义。

(20分)

4、电算与手算的区别是什么？(20分)

5、试写出平面刚架静力分析主程序的框图。(20分)

1答：用矩阵位移法分析平面结构的一般步骤为：

（1）划分单元，并对单元和结点位移进行编号，选取整体和局部坐标系。

（ 2 ）建立局部坐标系中的单元刚度矩阵，并经坐标变换得到整体坐标系中的单元刚度矩阵。

（3 ）按“对号入座”集成整体刚度矩阵。

（ 4 ）计算各单元的固端力，形成局部坐标系中的单元等效结点荷载向量，并变换成整体坐标系中的单元等效结点荷载向量，再集成结构的整体等效结点荷载向量。

（ 5 ）如整体刚度矩阵采用后处理法形成，则引入支承条件，修改结构原始刚度矩阵。

（6 ）解位移法基本方程，求出结点位移。

（7 ）计算结构各杆（单元）的杆端力，最后杆端力应等于等效结点荷载引起的杆端力与单元固端力之和。

2答：位移边界条件的处理

(1). 直线代入法

将已知结点位移的自由度消去，得到一组修正方程，用以求解其他待定的结点位移。其原理是按结点位移已知和待定重新组合方程。这种方法要重新组合方程，组合的新方程阶数降低了，但结点位移的顺序性已被破坏，这给编制程序带来一些麻烦。(2). 对角元素改1 法

当定位移是零位移时，可以在系数矩阵K 中与零结点位移相对应的行列中，将主角元素改为1 ，其他元素改为0 ；在载荷列阵中将与零结点位移相对应的元素改为0 即可。用这种方法引入强制边界条件比较简单，但这种方法只能用于给定零位移。(3).对角元素乘大数法

当有结点位移为给大家定值时，第j 个方程作如下修改：对角元素乘以大数a （可取左右量级），并将用

取代，即

近似得到

3答：平面桁架静力分析主程序中所用的标示符意义

PROGRAMPMKJHJ

USESUB-HJ !引用静力计算模块

说明语句部分

输入基本控制参数

CALLDAT（……）！输入初始参数CALLJZZG（……）！集装总刚

CALLBJCL（……）！边界条件处理CALLFCQJ-BDK（……）！方程求解

CALLSCWY（……）！输出位移

CALLGDL（……）！计算，输出杆端力STOP

4答：.电算与手算的区别是

(1).计算机计算一般采用矩阵位移法来计算，基本假定就是平面和空间结构，刚性和弹性楼板。

(2).对于手算和电算谁的准确度高，我在想要是动员全国的结构技术人员的脑力来不限时间对一栋建筑来手工计算，我想应该手算厉害些吧，呵呵！

当然在现实工作中，有些简化侧重于手算，比如：结构体系的简化就适合手工，内力分析毕竟不可能用人工来处理大量的计算了，电算只要根据实际工程情况选择计算程序及调整程序的各项参数和简化模型，使其最大限度地反映实际，这样的计算结果趋

近真实些。

所以在电算和手算的比较上，在实际操作上，还是电算强，但要注意由于程序采用的计算模型不同，对于重要或复杂的结构，应该选用几种不同模型，不同编制组编制的程序来计算，可以在相互比较上选取较为基本合理的计算结果。计算只是设计的一部分，不能过分依赖软件，有足够经验和依据的时候，可以人工对某些计算结果进行修正，对某些部分进行加强或有限量的减弱。5答：平面刚架主程序的流程框图。