《计算结构力学》
实验报告
姓名:彭鹏
学号:08201010534
班级:08土木5班
指导老师: 苏少卿 晏燕
安徽建筑工业学院土木工程学院
实验一: 形成单元定位向量的程序设计
一、 求图示结构各单元的单元定位向量。
8 9
5 7 10
6
4
1 2 3
二、 输入数据文件
8 10 5
8 9 5 7 6 10 5 4 4 6 1 5 2 4 3 6
1 1 1 1 2 1 1 1 3 1 1 1 8 7 7 10001 9 10 10 10001
三、 计算结果:
平面杆系分析
单元数NE= 8
结点数NJ= 10
特殊结点数NJT= 5
单元两端结点号:
单元 起点 终点 单元 起点 终点 单元 起点 终点 单元 起点 终点 1 8 9 2 5 7 3 6 10 4 5 4 5 4 6 6 1 5 7 2 4 8 3 6
特殊结点信息(结点号,结点各自由度的约束特征数):
结点号 特征数 特征数 特征数 结点号 特征数 特征数 特征数 结点号 特征数 特征数 1 1 1 1 2 1 1 1 3 1 1 8 7 7 10001 9 10 10 10001
未知量编号:
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 特征数 1
8 9 10 11 12 10 11 -1 13 14 -1 13 14 15
单元定位向量MW(6)
单元编号: 1 MW = 10 11 -1 13 14 -1
单元编号: 2 MW = 4 5 6 10 11 12
单元编号: 3 MW = 7 8 9 13 14 15
单元编号: 4 MW = 4 5 6 1 2 3
单元编号: 5 MW = 1 2 3 7 8 9
单元编号: 6 MW = 0 0 0 4 5 6
单元编号: 7 MW = 0 0 0 1 2 3
单元编号: 8 MW = 0 0 0 7 8 9
四、 实验分析:
1.单元①是二力杆,是轴力杆单元;
2.单元定位向量与结点坐标和杆件长度、截面性质、材料都无关。
五、 实验日期:二〇〇八年三月十四日星期五
实验二: 形成单元刚度矩阵和结构刚度矩阵的程序设计
一、 图示结构竖杆的EA=220KN,EI=550KNm2,其余杆件
EA=150KN,EI=350KNm2。求各单元的单元刚度矩阵和结构刚度矩阵。
8 9
5 7 10
6
4
1 2 3
二、 输入数据文件
8 10 5 2
8 9 5 7 6 10 5 4 4 6 1 5 2 4 3 6
1 1 1 1 2 1 1 1 3 1 1 1 8 7 7 10001 9 10 10 10001
1 1 1 1 1 2 2 2
150 220
350 550
0 2 5 2 0 5 1.5 1.5 4 4
0 0 0 2 4 4 5 5 5 5
三、 计算结果:
平面杆系分析
单元数NE= 8
结点数NJ= 10
特殊结点数NJT= 5
截面特性分组数NAI= 2
单元两端结点号:
单元 起点 终点 单元 起点 终点 单元 起点 终点
单元 起点 终点
1 8 9 2 5 7 3 6 10 4 5 4
5 4 6 6 1 5 7 2 4 8 3 6
单元截面特性:
1 1 1 1 1 2 2 2
特殊结点信息(结点号,结点各自由度的约束特征数):
结点号 特征数 特征数 特征数 结点号 特征数 特征数 特征数 结点号 特征数 特征数 特征数 1 1 1 1 2 1 1 1 3 1 1 1 8 7 7 10001 9 10 10 10001
截面特性EA:
150.000 220.000
截面特性EI:
350.000 550.000
结点坐标:
结点 X坐标 Y坐标 结点 X坐标 Y坐标 结点 X坐标 Y坐标
1 .000 .000 2 2.000 .000 3 5.000 .000
4 2.000 2.000 5 .000 4.000 6 5.000 4.000
7 1.500 5.000 8 1.500 5.000 9 4.000 5.000
10 4.000 5.000
未知量编号:
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 10 11 -1 13 14 -1 13 14 15
单元定位向量MW(6)
单元编号: 1 MW = 10 11 -1 13 14 -1
单元编号: 2 MW = 4 5 6 10 11 12
单元编号: 3 MW = 7 8 9 13 14 15
单元编号: 4 MW = 4 5 6 1 2 3
单元编号: 5 MW = 1 2 3 7 8 9
单元编号: 6 MW = 0 0 0 4 5 6
单元编号: 7 MW = 0 0 0 1 2 3
单元编号: 8 MW = 0 0 0 7 8 9
单元刚度矩阵:单元号 1
60.00 .00 .00 -60.00 .00 .00
.00 268.80 336.00 .00 -268.80 336.00
.00 336.00 560.00 .00 -336.00 280.00
-60.00 .00 .00 60.00 .00 .00
.00 -268.80 -336.00 .00 268.80 -336.00
.00 336.00 280.00 .00 -336.00 560.00
单元刚度矩阵:单元号 2
278.17 -292.45 -358.42 -278.17 292.45 -358.42 -292.45 521.88 537.63 292.45 -521.88 537.63 -358.42 537.63 776.58 358.42 -537.63 388.29 -278.17 292.45 358.42 278.17 -292.45 358.42 292.45 -521.88 -537.63 -292.45 521.88 -537.63 -358.42 537.63 388.29 358.42 -537.63 776.58
单元刚度矩阵:单元号 3
795.50 689.43 -742.46 -795.50 -689.43 -742.46 689.43 795.50 -742.46 -689.43 -795.50 -742.46 -742.46 -742.46 989.95 742.46 742.46 494.97 -795.50 -689.43 742.46 795.50 689.43 742.46 -689.43 -795.50 742.46 689.43 795.50 742.46 -742.46 -742.46 494.97 742.46 742.46 989.95
单元刚度矩阵:单元号 4
119.32 66.29 185.62 -119.32 -66.29 185.62 66.29 119.32 185.62 -66.29 -119.32 185.62 185.62 185.62 494.97 -185.62 -185.62 247.49 -119.32 -66.29 -185.62 119.32 66.29 -185.62 -66.29 -119.32 -185.62 66.29 119.32 -185.62 185.62 185.62 247.49 -185.62 -185.62 494.97
单元刚度矩阵:单元号 5
56.37 -22.16 -89.61 -56.37 22.16 -89.61 -22.16 74.84 134.41 22.16 -74.84 134.41 -89.61 134.41 388.29 89.61 -134.41 194.15 -56.37 22.16 89.61 56.37 -22.16 89.61 22.16 -74.84 -134.41 -22.16 74.84 -134.41 -89.61 134.41 194.15 89.61 -134.41 388.29
单元刚度矩阵:单元号 6
103.13 .00 -206.25 -103.13 .00 -206.25 .00 55.00 .00 .00 -55.00 .00 -206.25 .00 550.00 206.25 .00 275.00 -103.13 .00 206.25 103.13 .00 206.25 .00 -55.00 .00 .00 55.00 .00 -206.25 .00 275.00 206.25 .00 550.00
单元刚度矩阵:单元号 7
825.00 .00 -825.00 -825.00 .00 -825.00
.00 110.00 .00 .00 -110.00 .00 -825.00 .00 1100.00 825.00 .00 550.00 -825.00 .00 825.00 825.00 .00 825.00 .00 -110.00 .00 .00 110.00 .00 -825.00 .00 550.00 825.00 .00 1100.00
单元刚度矩阵:单元号 8
103.13 .00 -206.25 -103.13 .00 -206.25 .00 55.00 .00 .00 -55.00 .00 -206.25 .00 550.00 206.25 .00 275.00 -103.13 .00 206.25 103.13 .00 206.25 .00 -55.00 .00 .00 55.00 .00 -206.25 .00 275.00 206.25 .00 550.00
结构刚度矩阵:
1000.7 44.1 549.8 -119.3 -66.3 -185.6 -56.4 22.2 -89.6 .0 .0 .0 .0 .0 .0 44.1 304.2 -51.2 -66.3 -119.3 -185.6 22.2 -74.8 134.4 .0 .0 .0 .0 .0 .0 549.8 -51.2 1983.3 185.6 185.6 247.5 89.6 -134.4 194.1 .0 .0 .0 .0 .0 .0 -119.3 -66.3 185.6 500.6 -226.2 33.4 .0 .0 .0 -278.2 292.4 -358.4 .0 .0 .0 -66.3 -119.3 185.6 -226.2 696.2 723.2 .0 .0 .0 292.4 -521.9 537.6 .0 .0 .0 -185.6 -185.6 247.5 33.4 723.2 1821.6 .0 .0 .0 358.4 -537.6 388.3 .0 .0 .0 -56.4 22.2 89.6 .0 .0 .0 955.0 667.3 -446.6 .0 .0 .0 -795.5 -689.4 -742.5 22.2 -74.8 -134.4 .0 .0 .0 667.3 925.3 -876.9 .0 .0 .0 -689.4 -795.5 -742.5 -89.6 134.4 194.1 .0 .0 .0 -446.6 -876.9 1928.2 .0 .0 .0 742.5 742.5 495.0 .0 .0 .0 -278.2 292.4 358.4 .0 .0 .0 338.2 -292.4 358.4 -60.0 .0 .0 .0 .0 .0 292.4 -521.9 -537.6 .0 .0 .0 -292.4 790.7 -537.6 .0 -268.8 .0 .0 .0 .0 -358.4 537.6 388.3 .0 .0 .0
358.4 -537.6 776.6 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 -795.5 -689.4 742.5 -60.0 .0 .0 855.5 689.4 742.5 .0 .0 .0 .0 .0 .0 -689.4 -795.5 742.5 .0 -268.8 .0 689.4 1064.3 742.5 .0 .0 .0 .0 .0 .0 -742.5 -742.5 495.0 .0 .0 .0 742.5 742.5 989.9
四、 实验分析:
1.单元①是二力杆,是轴力杆单元;
2.刚度矩阵与结点坐标和杆件截面性质、材料都有关。
五、 实验日期:二〇〇八年三月十四日星期五
实验三: 形成载荷列阵的程序设计
一、 图示结构竖杆的EA=220KN,EI=550KNm2,其余杆件
EA=150KN,EI=350KNm2。求结构的总载荷向量。
8 9
10
5 7
6
4
1 2 3
二、 输入数据文件
8 10 5 2 2 1
8 9 5 7 6 10 5 4 4 6 1 5 2 4 3 6
1 1 1 1 2 1 1 1 3 1 1 1 8 7 7 10001 9 10 10 10001
1 1 1 1 1 2 2 2
150 220
350 550
0 2 5 2 0 5 1.5 1.5 4 4
0 0 0 2 4 4 5 5 5 5
5.1 14.14213562 5.2 -14.14213562
8.1 4 15
三、 计算结果:
平面杆系分析
单元数NE= 8
结点数NJ= 10
特殊结点数NJT= 5
支座结点数NJZ= 3
截面特性分组数NAI= 2
单元两端结点号:
单元 起点 终点 单元 起点 终点 单元 起点 终点 单元 起点 终点
1 8 9 2 5 7 3 6 10 4 5 4
5 4 6 6 1 5 7 2 4 8 3 6
单元截面特性:
1 1 1 1 1 2 2 2
特殊结点信息(结点号,结点各自由度的约束特征数):
结点号 特征数 特征数 特征数 结点号 特征数 特征数 特征数 结点号 特征数 特征数 特征数 1 1 1 1 2 1 1 1 3 1 1 1 8 7 7 10001 9 10 10 10001
截面特性EA:
150.000 220.000
截面特性EI:
350.000 550.000
结点坐标:
结点 X坐标 Y坐标 结点 X坐标 Y坐标 结点 X坐标 Y坐标
1 0.000 0.000 2 2.000 0.000 3 5.000 0.000
4 2.000 2.000 5 0.000 4.000 6 5.000 4.000
7 1.500 5.000 8 1.500 5.000 9 4.000 5.000
10 4.000 5.000
未知量编号:
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 10 11 -1 13 14 -1 13 14 15
单元定位向量MW(6)
单元编号: 1 MW = 10 11 -1 13 14 -1
单元编号: 2 MW = 4 5 6 10 11 12
单元编号: 3 MW = 7 8 9 13 14 15
单元编号: 4 MW = 4 5 6 1 2 3
单元编号: 5 MW = 1 2 3 7 8 9
单元编号: 6 MW = 0 0 0 4 5 6
单元编号: 7 MW = 0 0 0 1 2 3
单元编号: 8 MW = 0 0 0 7 8 9
单元刚度矩阵:单元号 1
60.00 0.00 0.00 -60.00 0.00 0.00
0.00 268.80 336.00 0.00 -268.80 336.00
0.00 336.00 560.00 0.00 -336.00 280.00
-60.00 0.00 0.00 60.00 0.00 0.00
0.00 -268.80 -336.00 0.00 268.80 -336.00 0.00 336.00 280.00 0.00 -336.00 560.00
单元刚度矩阵:单元号 2
278.17 -292.45 -358.42 -278.17 292.45 -358.42 -292.45 521.88 537.63 292.45 -521.88 537.63 -358.42 537.63 776.58 358.42 -537.63 388.29 -278.17 292.45 358.42 278.17 -292.45 358.42 292.45 -521.88 -537.63 -292.45 521.88 -537.63 -358.42 537.63 388.29 358.42 -537.63 776.58
单元刚度矩阵:单元号 3
795.50 689.43 -742.46 -795.50 -689.43 -742.46 689.43 795.50 -742.46 -689.43 -795.50 -742.46 -742.46 -742.46 989.95 742.46 742.46 494.97 -795.50 -689.43 742.46 795.50 689.43 742.46 -689.43 -795.50 742.46 689.43 795.50 742.46 -742.46 -742.46 494.97 742.46 742.46 989.95
单元刚度矩阵:单元号 4
119.32 66.29 185.62 -119.32 -66.29 185.62 66.29 119.32 185.62 -66.29 -119.32 185.62 185.62 185.62 494.97 -185.62 -185.62 247.49 -119.32 -66.29 -185.62 119.32 66.29 -185.62 -66.29 -119.32 -185.62 66.29 119.32 -185.62 185.62 185.62 247.49 -185.62 -185.62 494.97
单元刚度矩阵:单元号 5
56.37 -22.16 -89.61 -56.37 22.16 -89.61 -22.16 74.84 134.41 22.16 -74.84 134.41 -89.61 134.41 388.29 89.61 -134.41 194.15 -56.37 22.16 89.61 56.37 -22.16 89.61 22.16 -74.84 -134.41 -22.16 74.84 -134.41 -89.61 134.41 194.15 89.61 -134.41 388.29
单元刚度矩阵:单元号 6
103.12 0.00 -206.25 -103.12 0.00 -206.25 0.00 55.00 0.00 0.00 -55.00 0.00 -206.25 0.00 550.00 206.25 0.00 275.00 -103.12 0.00 206.25 103.12 0.00 206.25 0.00 -55.00 0.00 0.00 55.00 0.00 -206.25 0.00 275.00 206.25 0.00 550.00
单元刚度矩阵:单元号 7
825.00 0.00 -825.00 -825.00 0.00 -825.00 0.00 110.00 0.00 0.00 -110.00 0.00 -825.00 0.00 1100.00 825.00 0.00 550.00 -825.00 0.00 825.00 825.00 0.00 825.00 0.00 -110.00 0.00 0.00 110.00 0.00 -825.00 0.00 550.00 825.00 0.00 1100.00
单元刚度矩阵:单元号 8
103.12 0.00 -206.25 -103.12 0.00 -206.25 0.00 55.00 0.00 0.00 -55.00 0.00 -206.25 0.00 550.00 206.25 0.00 275.00 -103.12 0.00 206.25 103.12 0.00 206.25 0.00 -55.00 0.00 0.00 55.00 0.00 -206.25 0.00 275.00 206.25 0.00 550.00
结构刚度矩阵:
1000.7 44.1 549.8 -119.3 -66.3 -185.6 -56.4 22.2 -89.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 44.1 304.2 -51.2 -66.3 -119.3 -185.6 22.2 -74.8 134.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 549.8 -51.2 1983.3 185.6 185.6 247.5 89.6 -134.4 194.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 -119.3 -66.3 185.6 500.6 -226.2 33.4 0.0 0.0 0.0 -278.2 292.4 -358.4 0.0 0.0 0.0 -66.3 -119.3 185.6 -226.2 696.2 723.2 0.0 0.0 0.0 292.4 -521.9 537.6 0.0 0.0 0.0 -185.6 -185.6 247.5 33.4 723.2 1821.6 0.0 0.0 0.0 358.4 -537.6 388.3 0.0 0.0 0.0 -56.4 22.2 89.6 0.0 0.0 0.0 955.0 667.3 -446.6 0.0 0.0 0.0 -795.5 -689.4 -742.5 22.2 -74.8 -134.4 0.0 0.0 0.0 667.3 925.3 -876.9 0.0 0.0 0.0 -689.4 -795.5 -742.5 -89.6 134.4 194.1 0.0 0.0 0.0 -446.6 -876.9 1928.2 0.0 0.0 0.0 742.5 742.5 495.0 0.0 0.0 0.0 -278.2 292.4 358.4 0.0 0.0 0.0 338.2 -292.4 358.4 -60.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 292.4 -521.9 -537.6 0.0 0.0 0.0 -292.4 790.7 -537.6 0.0 -268.8 0.0 0.0 0.0 0.0
-358.4 537.6 388.3 0.0 0.0 0.0 358.4 -537.6 776.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 -795.5 -689.4 742.5 -60.0 0.0 0.0 855.5 689.4 742.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 -689.4 -795.5 742.5 0.0 -268.8 0.0 689.4 1064.3 742.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 -742.5 -742.5 495.0 0.0 0.0 0.0 742.5 742.5 989.9
结点荷载数 单元荷载数
2 1
结点荷载:
5.100 14.142 5.200 -14.142
单元荷载:
8.100 4.000 15.000
荷载向量:
0.000 0.000 0.000 14.142 -14.142 0.000 -30.000 0.000 -20.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
四、 实验分析:
1.单元①是二力杆,是轴力杆单元;
2.20KN的集中力也可认为是单元④的单元荷载。
五、 实验日期:二〇〇八年三月十四日星期五
实验四: 高斯消元法的程序设计
一、 图示结构竖杆的EA=220KN,EI=550KNm2,其余杆件
EA=150KN,EI=350KNm2。求结构的结点位移。
8 9
10
5 7
6
4
1 2 3
二、 输入数据文件
8 10 5 2 2 1
8 9 5 7 6 10 5 4 4 6 1 5 2 4 3 6
1 1 1 1 2 1 1 1 3 1 1 1 8 7 7 10001 9 10 10 10001
1 1 1 1 1 2 2 2
150 220
350 550
0 2 5 2 0 5 1.5 1.5 4 4
0 0 0 2 4 4 5 5 5 5
5.1 14.14213562 5.2 -14.14213562
8.1 4 15
三、 计算结果:
平面杆系分析
单元数NE= 8
结点数NJ= 10
特殊结点数NJT= 5
支座结点数NJZ= 3
截面特性分组数NAI= 2
单元两端结点号:
单元 起点 终点 单元 起点 终点 单元 起点 终点 单元 起点 终点
1 8 9 2 5 7 3 6 10 4 5 4
5 4 6 6 1 5 7 2 4 8 3 6
单元截面特性:
1 1 1 1 1 2 2 2
特殊结点信息(结点号,结点各自由度的约束特征数):
结点号 特征数 特征数 特征数 结点号 特征数 特征数 特征数 结点号 特征数 特征数 特征数 1 1 1 1 2 1 1 1 3 1 1 1 8 7 7 10001 9 10 10 10001
截面特性EA:
150.000 220.000
截面特性EI:
350.000 550.000
结点坐标:
结点 X坐标 Y坐标 结点 X坐标 Y坐标 结点 X坐标 Y坐标
1 0.000 0.000 2 2.000 0.000 3 5.000 0.000
4 2.000 2.000 5 0.000 4.000 6 5.000 4.000
7 1.500 5.000 8 1.500 5.000 9 4.000 5.000
10 4.000 5.000
未知量编号:
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 10 11 -1 13 14 -1 13 14 15
单元定位向量MW(6)
单元编号: 1 MW = 10 11 -1 13 14 -1
单元编号: 2 MW = 4 5 6 10 11 12
单元编号: 3 MW = 7 8 9 13 14 15
单元编号: 4 MW = 4 5 6 1 2 3
单元编号: 5 MW = 1 2 3 7 8 9
单元编号: 6 MW = 0 0 0 4 5 6
单元编号: 7 MW = 0 0 0 1 2 3
单元编号: 8 MW = 0 0 0 7 8 9
单元刚度矩阵:单元号 1
60.00 0.00 0.00 -60.00 0.00 0.00
0.00 268.80 336.00 0.00 -268.80 336.00
0.00 336.00 560.00 0.00 -336.00 280.00
-60.00 0.00 0.00 60.00 0.00 0.00
0.00 -268.80 -336.00 0.00 268.80 -336.00 0.00 336.00 280.00 0.00 -336.00 560.00
单元刚度矩阵:单元号 2
278.17 -292.45 -358.42 -278.17 292.45 -358.42 -292.45 521.88 537.63 292.45 -521.88 537.63 -358.42 537.63 776.58 358.42 -537.63 388.29 -278.17 292.45 358.42 278.17 -292.45 358.42 292.45 -521.88 -537.63 -292.45 521.88 -537.63 -358.42 537.63 388.29 358.42 -537.63 776.58
单元刚度矩阵:单元号 3
795.50 689.43 -742.46 -795.50 -689.43 -742.46 689.43 795.50 -742.46 -689.43 -795.50 -742.46 -742.46 -742.46 989.95 742.46 742.46 494.97 -795.50 -689.43 742.46 795.50 689.43 742.46 -689.43 -795.50 742.46 689.43 795.50 742.46 -742.46 -742.46 494.97 742.46 742.46 989.95
单元刚度矩阵:单元号 4
119.32 66.29 185.62 -119.32 -66.29 185.62 66.29 119.32 185.62 -66.29 -119.32 185.62 185.62 185.62 494.97 -185.62 -185.62 247.49 -119.32 -66.29 -185.62 119.32 66.29 -185.62 -66.29 -119.32 -185.62 66.29 119.32 -185.62 185.62 185.62 247.49 -185.62 -185.62 494.97
单元刚度矩阵:单元号 5
56.37 -22.16 -89.61 -56.37 22.16 -89.61 -22.16 74.84 134.41 22.16 -74.84 134.41 -89.61 134.41 388.29 89.61 -134.41 194.15 -56.37 22.16 89.61 56.37 -22.16 89.61 22.16 -74.84 -134.41 -22.16 74.84 -134.41 -89.61 134.41 194.15 89.61 -134.41 388.29
单元刚度矩阵:单元号 6
103.12 0.00 -206.25 -103.12 0.00 -206.25 0.00 55.00 0.00 0.00 -55.00 0.00 -206.25 0.00 550.00 206.25 0.00 275.00 -103.12 0.00 206.25 103.12 0.00 206.25 0.00 -55.00 0.00 0.00 55.00 0.00 -206.25 0.00 275.00 206.25 0.00 550.00
单元刚度矩阵:单元号 7
825.00 0.00 -825.00 -825.00 0.00 -825.00 0.00 110.00 0.00 0.00 -110.00 0.00 -825.00 0.00 1100.00 825.00 0.00 550.00 -825.00 0.00 825.00 825.00 0.00 825.00 0.00 -110.00 0.00 0.00 110.00 0.00 -825.00 0.00 550.00 825.00 0.00 1100.00
单元刚度矩阵:单元号 8
103.12 0.00 -206.25 -103.12 0.00 -206.25 0.00 55.00 0.00 0.00 -55.00 0.00 -206.25 0.00 550.00 206.25 0.00 275.00 -103.12 0.00 206.25 103.12 0.00 206.25 0.00 -55.00 0.00 0.00 55.00 0.00 -206.25 0.00 275.00 206.25 0.00 550.00
结构刚度矩阵:
1000.7 44.1 549.8 -119.3 -66.3 -185.6 -56.4 22.2 -89.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 44.1 304.2 -51.2 -66.3 -119.3 -185.6 22.2 -74.8 134.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 549.8 -51.2 1983.3 185.6 185.6 247.5 89.6 -134.4 194.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 -119.3 -66.3 185.6 500.6 -226.2 33.4 0.0 0.0 0.0 -278.2 292.4 -358.4 0.0 0.0 0.0 -66.3 -119.3 185.6 -226.2 696.2 723.2 0.0 0.0 0.0 292.4 -521.9 537.6 0.0 0.0 0.0 -185.6 -185.6 247.5 33.4 723.2 1821.6 0.0 0.0 0.0 358.4 -537.6 388.3 0.0 0.0 0.0 -56.4 22.2 89.6 0.0 0.0 0.0 955.0 667.3 -446.6 0.0 0.0 0.0 -795.5 -689.4 -742.5 22.2 -74.8 -134.4 0.0 0.0 0.0 667.3 925.3 -876.9 0.0 0.0 0.0 -689.4 -795.5 -742.5 -89.6 134.4 194.1 0.0 0.0 0.0 -446.6 -876.9 1928.2 0.0 0.0 0.0 742.5 742.5 495.0 0.0 0.0 0.0 -278.2 292.4 358.4 0.0 0.0 0.0 338.2 -292.4 358.4 -60.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 292.4 -521.9 -537.6 0.0 0.0 0.0 -292.4 790.7 -537.6 0.0 -268.8 0.0 0.0 0.0 0.0
-358.4 537.6 388.3 0.0 0.0 0.0 358.4 -537.6 776.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 -795.5 -689.4 742.5 -60.0 0.0 0.0 855.5 689.4 742.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 -689.4 -795.5 742.5 0.0 -268.8 0.0 689.4 1064.3 742.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 -742.5 -742.5 495.0 0.0 0.0 0.0 742.5 742.5 989.9
结点荷载数 单元荷载数
2 1
结点荷载:
5.100 14.142 5.200 -14.142
单元荷载:
8.100 4.000 15.000
荷载向量:
0.000 0.000 0.000 14.142 -14.142 0.000 -30.000 0.000 -20.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
结构位移列阵:
-0.03146878 -0.04664714 0.02768218 -0.03202338 -0.15871013 0.03122603 -0.25948638 -0.00512533 0.05278866 -0.13044847 -0.11213069 0.06206125 -0.25652967 -0.10119781 0.04344249
单元位移列阵:
M UA VA ZTA UB VB ZTB 1 -0.1304485 -0.1121307 0.0000000 -0.2565297 -0.1011978 0.0000000 2 -0.0320234 -0.1587101 0.0312260 -0.1304485 -0.1121307 0.0620612 3 -0.2594864 -0.0051253 0.0527887 -0.2565297 -0.1011978 0.0434425 4 -0.0320234 -0.1587101 0.0312260 -0.0314688 -0.0466471 0.0276822 5 -0.0314688 -0.0466471 0.0276822 -0.2594864 -0.0051253 0.0527887 6 0.0000000 0.0000000 0.0000000 -0.0320234 -0.1587101 0.0312260 7 0.0000000 0.0000000 0.0000000 -0.0314688 -0.0466471 0.0276822 8 0.0000000 0.0000000 0.0000000 -0.2594864 -0.0051253 0.0527887
四、 实验分析:
1.单元①是二力杆,是轴力杆单元;
2.20KN的集中力也可认为是单元④的单元荷载。。
五、 实验日期:二〇〇八年三月十四日星期五
实验五: 计算杆端力和支座反力的程序设计
一、 图示结构竖杆的EA=220KN,EI=550KNm2,其余杆件
EA=150KN,EI=350KNm2。求结构的杆件杆端力和支座反力。
8 9
7 10
5 6
4
1 2 3
二、 输入数据文件
8 10 5 2 2 1
8 9 5 7 6 10 5 4 4 6 1 5 2 4 3 6
1 1 1 1 2 1 1 1 3 1 1 1 8 7 7 10001 9 10 10 10001
1 1 1 1 1 2 2 2
150 220
350 550
0 2 5 2 0 5 1.5 1.5 4 4
0 0 0 2 4 4 5 5 5 5
5.1 14.14213562 5.2 -14.14213562
8.1 4 15
三、 计算结果:
平面杆系分析
单元数NE= 8
结点数NJ= 10
特殊结点数NJT= 5
支座结点数NJZ= 3
截面特性分组数NAI= 2
单元两端结点号:
单元 起点 终点 单元 起点 终点 单元 起点 终点 单元 起点 终点
1 8 9 2 5 7 3 6 10 4 5 4
5 4 6 6 1 5 7 2 4 8 3 6
单元截面特性:
1 1 1 1 1 2 2 2
特殊结点信息(结点号,结点各自由度的约束特征数):
结点号 特征数 特征数 特征数 结点号 特征数 特征数 特征数 结点号 特征数 特征数
1 1 1 1 2 1 1 1 3 1 1 1 8 7 7 10001 9 10 10 10001
截面特性EA:
150.000 220.000
截面特性EI:
350.000 550.000
结点坐标:
结点 X坐标 Y坐标 结点 X坐标 Y坐标 结点 X坐标 Y坐标
1 0.000 0.000 2 2.000 0.000 3 5.000 0.000
4 2.000 2.000 5 0.000 4.000 6 5.000 4.000
7 1.500 5.000 8 1.500 5.000 9 4.000 5.000
10 4.000 5.000
未知量编号:
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 10 11 -1 13 14 -1 13 14 15
单元定位向量MW(6)
单元编号: 1 MW = 10 11 -1 13 14 -1
单元编号: 2 MW = 4 5 6 10 11 12
单元编号: 3 MW = 7 8 9 13 14 15
单元编号: 4 MW = 4 5 6 1 2 3
单元编号: 5 MW = 1 2 3 7 8 9
单元编号: 6 MW = 0 0 0 4 5 6
单元编号: 7 MW = 0 0 0 1 2 3
单元编号: 8 MW = 0 0 0 7 8 9
单元刚度矩阵:单元号 1
60.00 0.00 0.00 -60.00 0.00 0.00
0.00 268.80 336.00 0.00 -268.80 336.00
特征数
0.00 336.00 560.00 0.00 -336.00 280.00 -60.00 0.00 0.00 60.00 0.00 0.00 0.00 -268.80 -336.00 0.00 268.80 -336.00 0.00 336.00 280.00 0.00 -336.00 560.00
单元刚度矩阵:单元号 2
278.17 -292.45 -358.42 -278.17 292.45 -358.42 -292.45 521.88 537.63 292.45 -521.88 537.63 -358.42 537.63 776.58 358.42 -537.63 388.29 -278.17 292.45 358.42 278.17 -292.45 358.42 292.45 -521.88 -537.63 -292.45 521.88 -537.63 -358.42 537.63 388.29 358.42 -537.63 776.58
单元刚度矩阵:单元号 3
795.50 689.43 -742.46 -795.50 -689.43 -742.46 689.43 795.50 -742.46 -689.43 -795.50 -742.46 -742.46 -742.46 989.95 742.46 742.46 494.97 -795.50 -689.43 742.46 795.50 689.43 742.46 -689.43 -795.50 742.46 689.43 795.50 742.46 -742.46 -742.46 494.97 742.46 742.46 989.95
单元刚度矩阵:单元号 4
119.32 66.29 185.62 -119.32 -66.29 185.62 66.29 119.32 185.62 -66.29 -119.32 185.62 185.62 185.62 494.97 -185.62 -185.62 247.49 -119.32 -66.29 -185.62 119.32 66.29 -185.62 -66.29 -119.32 -185.62 66.29 119.32 -185.62 185.62 185.62 247.49 -185.62 -185.62 494.97
单元刚度矩阵:单元号 5
56.37 -22.16 -89.61 -56.37 22.16 -89.61 -22.16 74.84 134.41 22.16 -74.84 134.41 -89.61 134.41 388.29 89.61 -134.41 194.15 -56.37 22.16 89.61 56.37 -22.16 89.61 22.16 -74.84 -134.41 -22.16 74.84 -134.41 -89.61 134.41 194.15 89.61 -134.41 388.29
单元刚度矩阵:单元号 6
103.12 0.00 -206.25 -103.12 0.00 -206.25 0.00 55.00 0.00 0.00 -55.00 0.00 -206.25 0.00 550.00 206.25 0.00 275.00 -103.12 0.00 206.25 103.12 0.00 206.25 0.00 -55.00 0.00 0.00 55.00 0.00 -206.25 0.00 275.00 206.25 0.00 550.00
单元刚度矩阵:单元号 7
825.00 0.00 -825.00 -825.00 0.00 -825.00 0.00 110.00 0.00 0.00 -110.00 0.00 -825.00 0.00 1100.00 825.00 0.00 550.00 -825.00 0.00 825.00 825.00 0.00 825.00 0.00 -110.00 0.00 0.00 110.00 0.00 -825.00 0.00 550.00 825.00 0.00 1100.00
单元刚度矩阵:单元号 8
103.12 0.00 -206.25 -103.12 0.00 -206.25 0.00 55.00 0.00 0.00 -55.00 0.00 -206.25 0.00 550.00 206.25 0.00 275.00 -103.12 0.00 206.25 103.12 0.00 206.25 0.00 -55.00 0.00 0.00 55.00 0.00 -206.25 0.00 275.00 206.25 0.00 550.00
结构刚度矩阵:
1000.7 44.1 549.8 -119.3 -66.3 -185.6 -56.4 22.2 -89.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 44.1 304.2 -51.2 -66.3 -119.3 -185.6 22.2 -74.8 134.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 549.8 -51.2 1983.3 185.6 185.6 247.5 89.6 -134.4 194.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 -119.3 -66.3 185.6 500.6 -226.2 33.4 0.0 0.0 0.0 -278.2 292.4 -358.4 0.0 0.0 0.0 -66.3 -119.3 185.6 -226.2 696.2 723.2 0.0 0.0 0.0 292.4 -521.9 537.6 0.0 0.0 0.0 -185.6 -185.6 247.5 33.4 723.2 1821.6 0.0 0.0 0.0 358.4 -537.6 388.3 0.0 0.0 0.0 -56.4 22.2 89.6 0.0 0.0 0.0 955.0 667.3 -446.6 0.0 0.0 0.0 -795.5 -689.4 -742.5 22.2 -74.8 -134.4 0.0 0.0 0.0 667.3 925.3 -876.9 0.0 0.0 0.0 -689.4 -795.5 -742.5 -89.6 134.4 194.1 0.0 0.0 0.0 -446.6 -876.9 1928.2 0.0 0.0 0.0 742.5 742.5 495.0 0.0 0.0 0.0 -278.2 292.4 358.4 0.0 0.0 0.0 338.2 -292.4 358.4 -60.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 292.4 -521.9 -537.6
0.0 0.0 0.0 -292.4 790.7 -537.6 0.0 -268.8 0.0 0.0 0.0 0.0 -358.4 537.6 388.3 0.0 0.0 0.0 358.4 -537.6 776.6 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 -795.5 -689.4 742.5 -60.0 0.0 0.0 855.5 689.4 742.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 -689.4 -795.5 742.5 0.0 -268.8 0.0 689.4 1064.3 742.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 -742.5 -742.5 495.0 0.0 0.0 0.0 742.5 742.5 989.9
结点荷载数 单元荷载数
2 1
结点荷载:
5.100 14.142 5.200 -14.142
单元荷载:
8.100 4.000 15.000
荷载向量:
0.000 0.000 0.000 14.142 -14.142 0.000 -30.000 0.000 -20.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
结构位移列阵:
-0.03146878 -0.04664714 0.02768218 -0.03202338 -0.15871013 0.03122603 -0.25948638 -0.00512533 0.05278866 -0.13044847 -0.11213069 0.06206125 -0.25652967 -0.10119781 0.04344249
单元位移列阵:
M UA VA ZTA UB VB ZTB 1 -0.1304485 -0.1121307 0.0000000 -0.2565297 -0.1011978 0.0000000 2 -0.0320234 -0.1587101 0.0312260 -0.1304485 -0.1121307 0.0620612 3 -0.2594864 -0.0051253 0.0527887 -0.2565297 -0.1011978 0.0434425 4 -0.0320234 -0.1587101 0.0312260 -0.0314688 -0.0466471 0.0276822 5 -0.0314688 -0.0466471 0.0276822 -0.2594864 -0.0051253 0.0527887 6 0.0000000 0.0000000 0.0000000 -0.0320234 -0.1587101 0.0312260 7 0.0000000 0.0000000 0.0000000 -0.0314688 -0.0466471 0.0276822 8 0.0000000 0.0000000 0.0000000 -0.2594864 -0.0051253 0.0527887
单元内力
单元 NA QA MA NB QB MB 1 7.565 -2.939 -3.673 -7.565 2.939 -3.673 2 4.664 -6.641 -11.973 -4.664 6.641 0.000 3 7.427 3.271 4.626 -7.427 -3.271 0.000 4 4.182 0.682 1.404 -4.182 -0.682 0.526 5 6.935 -1.430 -5.015 -6.935 1.430 -0.141 6 8.729 3.138 1.982 -8.729 -3.138 10.569 7 5.131 -3.124 -10.737 -5.131 3.124 4.489 8 0.282 -45.872 -59.002 -0.282 -14.128 -4.485
支座反力
支点 RA RB MB
1 -3.138 8.729 1.982
2 3.124 5.131 -10.737
3 45.872 0.282 -59.002
四、 实验分析:
1.单元①是二力杆,是轴力杆单元;
2.20KN的集中力也可认为是单元④的单元荷载。。
五、 实验日期:二〇〇八年三月十四日星期五
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