结构矩阵分析及程序设计

第一章 结构矩阵分析原理

第一节 概述

第二节 单元刚度矩阵

第三节 单元刚度矩阵的坐标变换

第四节 结构原始刚度矩阵的形成——直接刚度法

第五节 支座约束条件的处理

第六节 非结点荷载的处理

第七节 算例

第八节 矩阵位移法应用中的几个问题

习题

第二章 平面刚架静力分析的程序设计

第一节 概述

第二节 平面刚架计算的主要标识符和程序结构

第三节 平面刚架的主程序及数据的输入

第四节 总刚[R]的组集——子程序stiff、locat、wstiff

第五节 综合结点荷载向量{P}的形成——子程序efix、trans、eload、load

第六节 “后处理法”引入可动支座中的约束条件——子程序bound

第七节 高斯消元法解结构刚度方程——子程序gauss

第八节 求单元最后杆端力{F}——子程序nqm

第九节 平面刚架的源程序及算例

第十节 程序的灵活应用与扩展

习题

第三章 平面桁架静力分析和程序设计

第一节 概述

第二节 平面桁架计算的主要标识符和程序结构

第三节 平面桁架的主程序及数据的准备与输入

第四节 总刚（等带宽储存）的组集——子程序stiff．locat、wstiff

第五节 形成荷载列阵及支承条件的引入——子程序load、bound

第六节 等带宽高斯消元法——子程序bgauss

第七节 求各杆轴力和应力——子程序的nforce

第八节 平面桁架静力分析的源程序及算例

第九节 程序的灵活运用与扩展

习题

第四章 9连续梁静力分析和影响线的程序设计

第一节 概述

第二节 连续梁的主要标识符和程序结构

第三节 主程序maln及子程序datal和wstiff

第四节 形成结点荷载向量及其相关子程序——inputl、load、efix

第五节 引入左、右端支承条件，求解刚度方程——子程序bound、bgauss

第六节 求各单元最后杆端力——子程序qme

第七节 求某单元指定截面的内力影响线——子程序kcqm

第八节 连续梁计算的源程序及算例

第九节 程序的扩展

习题

第五章 平面组合结构静力分析的程序设计

第一节 概述

第二节 关于单元类型变换矩阵[CT]

第三节 利用[CT]矩阵处理特殊单元固端力

第四节 新增加的输入信息

第五节 单元类型的识别和结点编号须知

第六节 单元类型变换矩阵的形成——子程序matc

第七节 结构刚度矩阵的组集——子程序wstiff

第八节 综合结点荷载列阵的形成——子程序load

第九节 各单元杆端力的计算——子程序nqm

第十节 平面组合结构的源程序及算例

习题

附录I PAD基本概念简介

附录Ⅱ C 简述

参考文献 2100433B

《结构矩阵分析与程序设计》内容主要包括五章和两个附录。*一章*先阐述了矩阵位移法分析平面一般结构的基本原理和步骤；第二章至第五章作为四个专题，分别阐述了平面刚架、平面桁架、连续梁和平面组合结构静力分析的程序设计方法，其中着重介绍了模块划分技巧以及PAD软件设计新方法。通过各章的程序设计，阐述了结构总刚的几种储存技巧以及相应的线性方程组的求解方法，提出了“前后处理结合法”处理支撑条件的概念，并给出了求连续梁结构的位移和内力影响线的程序设计。对于弹性支撑、变截面杆件、内部铰结点等情况的处理，也作了适当的介绍。附录Ⅰ对PAD软件设计方法的基本概念给予了简单介绍。附录Ⅱ则对C 语言在程序设计中的应用要点进行了概括。各章均附有算例，说明程序的具体应用，同时附有一定数量的习题。

《结构矩阵分析与程序设计》可作为本科土木、水利、工程力学等专业学生使用的教材，也可作为教师、研究生及有关工程技术人员的参考书。

本书包括七章和一个附录，主要讲述了杆系结构的矩阵分析理论，及其

用计算机程序实现的方法。计算的力学原理均采用位移法。计算机程序是用

ND－Fortran语言编写的。对编程技术本书进行了较系统和较深入的论述。

附录介绍了可视化技术与结构计算相结合的问题，以及可资引用的实现视

算一体化的平台VCIP。VCIP有DOS上的NDP－Fortran与Windows上的

Powerstation－Fortran两种版本。

本书可作为高等院校土建结构类专业本科生教材，也可供相关专业的

科技术人员和研究生参考。

本书为新世纪土木工程系列教材之一。全书由浅入深地介绍了结构力学计算问题的程序设计，包括程序设计、阅读、修改和调试等各方面内容，并在书末提供了可供教学和工程应用的光盘。全书共分6章：FORTRAN90语言概述(含FORTRAN 90精选子集的elf90编译器介绍与相关语法)、结构力学问题的程序设计、矩阵位移法、桁架静力分析程序设计、杆系结构静力分析计算程序的使用、结构动力分析程序的使用。 本书主要特点有：架起了结构计算问题到计算机程序的桥梁；融算法语言、结构矩阵分析、软件工程于一书，便于自学；始终注意按软件工程学思想组织内容，使初学者养成良好而科学的程序设计习惯；所有程序均采用FORTRAN90语言标准语句编写，易于修改和移植；本书光盘既可供配合教学内容应用，也可供实际工程结构分析使用；既可解决静力分析问题，也可解决一些动力计算问题。

中文名称

结构矩阵分析法

英文名称

matrix analysis of structure

定　　义

用矩阵表示结构的基本量和基本方程，并用矩阵进行推演运算的结构力学分析方法。

应用学科

水利科技（一级学科），工程力学、工程结构、建筑材料（二级学科），工程力学（水利）（三级学科）