土木工程結(jié)構(gòu)分析程序設(shè)計(jì)原理與應(yīng)用

第一章緒論

第一節(jié)土木工程結(jié)構(gòu)有限元分析方法簡(jiǎn)介

第二節(jié)橋梁結(jié)構(gòu)空間分析梁格法基本原理

第三節(jié)有限單元法的基本概念及其發(fā)展歷史

第四節(jié)土木_丁程結(jié)構(gòu)有限元分析程序設(shè)計(jì)基本內(nèi)容及其必要性

第二章土木工程結(jié)構(gòu)有限元分析的實(shí)施過(guò)程

第一節(jié)簡(jiǎn)介

第二節(jié)輸入與輸出

第三節(jié)單元?jiǎng)偠染仃嚨男纬?

第四節(jié)單元?jiǎng)偠染仃嚨淖鴺?biāo)轉(zhuǎn)換

第五節(jié)結(jié)構(gòu)剛度矩陣的形成

第六節(jié)求解線(xiàn)性方程組

第七節(jié)單元節(jié)點(diǎn)力和內(nèi)力計(jì)算

第八節(jié)空間桁架有限元分析程序

第三章空間梁?jiǎn)卧邢拊治龀绦蛟O(shè)計(jì)

第一節(jié)空間梁?jiǎn)卧獎(jiǎng)偠染仃?

第二節(jié)局部坐標(biāo)與整體坐標(biāo)的變換關(guān)系

第三節(jié)空間梁?jiǎn)卧獎(jiǎng)偙厶幚?

第四節(jié)空間梁?jiǎn)卧邢拊治龀绦蛟O(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題

第四章列車(chē)一軌道時(shí)變系統(tǒng)空間振動(dòng)分析程序設(shè)計(jì)

第一節(jié)曲（直）線(xiàn)軌道空間振動(dòng)分析模型

第二節(jié)曲（直）線(xiàn)軌道空間振動(dòng)總勢(shì)能ⅡT

第三節(jié)機(jī)車(chē)、車(chē)輛空間振動(dòng)分析模型

第四節(jié)列車(chē)一軌道時(shí)變系統(tǒng)空間振動(dòng)方程的建立與求解

第五節(jié)列車(chē)一軌道時(shí)變系統(tǒng)空間振動(dòng)分析程序與計(jì)算實(shí)例

第五章列車(chē)一橋梁時(shí)變系統(tǒng)空間振動(dòng)分析程序設(shè)計(jì)

第一節(jié)多線(xiàn)鐵路列車(chē)一橋梁時(shí)變系統(tǒng)空間振動(dòng)分析模型

第二節(jié)多線(xiàn)鐵路列車(chē)一橋梁時(shí)變系統(tǒng)空間振動(dòng)分析程序與計(jì)算實(shí)例

第六章橋梁結(jié)構(gòu)空間分析程序設(shè)計(jì)

第一節(jié)橋梁結(jié)構(gòu)空間分析與設(shè)計(jì)程序LBs一1特點(diǎn)與主要功能簡(jiǎn)介

第二節(jié)LBS一1程序輸入數(shù)據(jù)文件的結(jié)構(gòu)

第三節(jié)橋梁結(jié)構(gòu)空間分析與設(shè)計(jì)程序計(jì)算實(shí)例

附錄

附錄A列車(chē)一軌道時(shí)變系統(tǒng)空間振動(dòng)分析程序

附錄B多線(xiàn)鐵路列車(chē)一橋梁時(shí)變系統(tǒng)空間振動(dòng)分析程序

附錄C橋梁結(jié)構(gòu)空間分析與設(shè)計(jì)程序之主程序

參考文獻(xiàn)

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插圖：

從前面的分析可知，只有包含節(jié)點(diǎn)10的自由度號(hào)碼19和20的單元7、8、9、14、15、16單元才包含這些系數(shù)，這些單元中7、8單元中含有的自由度最小，其最小的自由度是9，即行號(hào)最小的系數(shù)為AK（9，19）和AK（9，20），岡此從AK（1，19）到AK（8，19）和從AK（1，20）到AK（8，20）全為零。由此可見(jiàn)系數(shù)不為零的最小行號(hào)由包含該節(jié)點(diǎn)自南度號(hào)碼的各單元中的最小自由度號(hào)碼m，來(lái)決定，而該行號(hào)前面的系數(shù)全部為零。我們稱(chēng)這種性質(zhì)為結(jié)構(gòu)剛度矩陣的稀疏性。利用這一特點(diǎn)，我們可設(shè)法不存貯最小非零元素行號(hào)上邊的那些零元素，以大大節(jié)省存貯空間。

從某一列最上邊非零元素到該列主角元之間（包括他們本身）的個(gè)數(shù)，稱(chēng)為該列的半帶寬，或稱(chēng)為該列的高度。帶寬外的零元素在解方程時(shí)不起作用，所以這些零元素不用存貯。再考慮到結(jié)構(gòu)剛度矩陣的對(duì)稱(chēng)性，因此，只要存貯結(jié)構(gòu)剛度矩陣中半寬帶中的元素，就可以完全確定該矩陣。將每一列半寬帶的元素從第一列依次連起來(lái)，就得到一個(gè)一維的數(shù)組。由于矩陣的每一列的半帶寬是各不相同的，所以這種存貯方式又稱(chēng)之為變寬帶的一維存貯。圖2—9表示一個(gè)典型剛度矩陣的單元排列圖式，據(jù)此即可導(dǎo)出其變寬帶一維存貯方式和尋址過(guò)程。2100433B

《土木工程結(jié)構(gòu)分析程序設(shè)計(jì)原理與應(yīng)用》是一本介紹土木工程結(jié)構(gòu)有限元分析程序設(shè)計(jì)的一般原理、實(shí)施過(guò)程及其應(yīng)用的專(zhuān)著，可做為土木工程專(zhuān)業(yè)高年級(jí)本科和研究生用教材，也可供青年朋友在進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)分析和開(kāi)發(fā)程序時(shí)參考使用。

《土木工程結(jié)構(gòu)分析及程序設(shè)計(jì)》從土建專(zhuān)業(yè)本科生計(jì)算機(jī)教學(xué)要求出發(fā)，詳細(xì)介紹了常見(jiàn)工程結(jié)構(gòu)的有限元計(jì)算模型、編程方法、成果整理和誤差分析，并附有部分工程實(shí)例的計(jì)算程序。

本書(shū)是為高等院校土木工程、工程力學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)“結(jié)構(gòu)分析程序設(shè)計(jì)”而編寫(xiě)的教材。

本書(shū)采用基本原理、程序設(shè)計(jì)、上機(jī)實(shí)習(xí)三者緊密結(jié)合的方式編寫(xiě)。取材適當(dāng)，點(diǎn)面結(jié)合，由淺入深，敘述細(xì)致，便于學(xué)習(xí)。

本書(shū)還可作為有關(guān)專(zhuān)業(yè)碩士研究生的教材，也可供有關(guān)工程技術(shù)人員參考。

全書(shū)共十一章。書(shū)中有大量的例題和習(xí)題，習(xí)題附有答案。

前言

第一章緒論

第一節(jié)學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的目的

第二節(jié)程序設(shè)計(jì)的步驟

第三節(jié)程序質(zhì)量評(píng)價(jià)

第四節(jié)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法

第二章矩陣位移法及平面剛架靜力分析程序

第一節(jié)概述

第二節(jié)桿系結(jié)構(gòu)的離散化

第三節(jié)平面剛架程序PFL的輸入數(shù)據(jù)和使用方法

第四節(jié)單元坐標(biāo)系中的單元?jiǎng)偠染仃?

第五節(jié)結(jié)構(gòu)坐標(biāo)系中的單元?jiǎng)偠染仃?

第六節(jié)結(jié)構(gòu)的原始剛度矩陣

第七節(jié)結(jié)構(gòu)的綜合結(jié)點(diǎn)荷載列陣

第八節(jié)引入支承條件

第九節(jié)求解結(jié)點(diǎn)位移和單元桿端力

第十節(jié)矩陣位移法(后處理法)的計(jì)算步驟及算例

第十一節(jié)后處理法程序PFL的總框圖、模塊接口設(shè)計(jì)及源程序

第十二節(jié)平面剛架程序PFL的靈活應(yīng)用

第十三節(jié)矩陣位移法的另一種形式——先處理法

第十四節(jié)先處理法程序PFF及算例

習(xí)題

第三章平面剛架靜力分析程序的改進(jìn)及功能擴(kuò)展

第一節(jié)輸入數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)化

第二節(jié)結(jié)點(diǎn)位移分量編號(hào)的自動(dòng)生成

第三節(jié)結(jié)構(gòu)剛度矩陣的二維等帶寬存儲(chǔ)

第四節(jié)結(jié)構(gòu)剛度矩陣的一維變帶寬存儲(chǔ)

第五節(jié)支座位移和溫度變化問(wèn)題的處理

第六節(jié)多種荷載工況和單元指定截面的內(nèi)力計(jì)算

第七節(jié)改進(jìn)的平面剛架程序PFF2

習(xí)題

第四章連續(xù)梁、桁架及交叉梁系結(jié)構(gòu)靜力分析程序設(shè)計(jì)

第一節(jié)連續(xù)梁矩陣分析及程序設(shè)計(jì)

第二節(jié)平面桁架矩陣分析及程序設(shè)計(jì)

第三節(jié)空間桁架矩陣分析及程序設(shè)計(jì)

第四節(jié)交叉梁系矩陣分析及程序設(shè)計(jì)

習(xí)題

第五章彈性力學(xué)有限單元法的基本概念

第一節(jié)引言

第二節(jié)連續(xù)體的離散化

第三節(jié)單元位移函數(shù)及其收斂條件

第四節(jié)單元分析及單元?jiǎng)偠染仃嚨挠?jì)算公式

第五節(jié)單元等效結(jié)點(diǎn)荷載的計(jì)算公式

第六節(jié)有限單元法分析過(guò)程概述

第七節(jié)梁?jiǎn)卧挠邢拊治?

習(xí)題

第六章平面問(wèn)題的三結(jié)點(diǎn)三角形單元及程序設(shè)計(jì)

第一節(jié)兩類(lèi)平面問(wèn)題

第二節(jié)三結(jié)點(diǎn)三角形單元的位移函數(shù)及形函數(shù)

第三節(jié)單元?jiǎng)偠染仃?

第四節(jié)結(jié)構(gòu)的原始剛度矩陣

第五節(jié)單元等效結(jié)點(diǎn)荷載的計(jì)算

第六節(jié)單元應(yīng)力計(jì)算及計(jì)算結(jié)果整理

第七節(jié)有限元位移法的計(jì)算步驟及算例

第八節(jié)用三結(jié)點(diǎn)三角形單元解平面問(wèn)題的程序設(shè)計(jì)

第九節(jié)有限元分析的前處理和后處理

習(xí)題

第七章平面問(wèn)題的高次單元和等參數(shù)單元

第一節(jié)四結(jié)點(diǎn)矩形單元

第二節(jié)面積坐標(biāo)

第三節(jié)確定形函數(shù)的幾何法

第四節(jié)六結(jié)點(diǎn)三角形單元

第五節(jié)四結(jié)點(diǎn)四邊形等參數(shù)單元

第六節(jié)高斯求積法

第七節(jié)八結(jié)點(diǎn)曲邊四邊形等參數(shù)單元

第八節(jié)等參數(shù)單元應(yīng)用的幾個(gè)問(wèn)題

習(xí)題

第八章結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析的有限單元法及程序設(shè)計(jì)

第一節(jié)概述

第二節(jié)離散結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程

第三節(jié)質(zhì)量矩陣

第四節(jié)用有限單元法求平面剛架的自振頻率和振型

第五節(jié)平面剛架自由振動(dòng)分析程序設(shè)計(jì)

第六節(jié)剪切型多層框架結(jié)構(gòu)的自振周期和振型

第七節(jié)振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算剪切型框架結(jié)構(gòu)的水平地震作用

習(xí)題

第九章線(xiàn)性代數(shù)方程組的解法及程序

第一節(jié)概述

第二節(jié)高斯消去法

第三節(jié)系數(shù)矩陣等帶寬存儲(chǔ)的高斯消去法

第四節(jié)三角分解法

第五節(jié)對(duì)稱(chēng)正定方程組的UTDU分解法

第六節(jié)系數(shù)矩陣等帶寬存儲(chǔ)的UTDU分解法

第七節(jié)系數(shù)矩陣變帶寬存儲(chǔ)的UTDU分解法

第八節(jié)對(duì)稱(chēng)正定方程組的LDLT分解法

習(xí)題

第十章矩陣特征值及特征向量的計(jì)算

第一節(jié)概述

第二節(jié)冪法及反冪法

第三節(jié)雅可比法

習(xí)題

第十一章程序調(diào)試

第一節(jié)FORTRAN源程序的編輯、編譯、連接和運(yùn)行

第二節(jié)MS-FORTRANV5.0的使用

第三節(jié)程序的靜態(tài)檢查

第四節(jié)程序的動(dòng)態(tài)調(diào)試

第五節(jié)結(jié)構(gòu)分析程序的調(diào)試方法

附錄部分習(xí)題答案

參考文獻(xiàn)2100433B