《杆件结构计算原理及应用程序》

目 录1

前言1

第一章 矩阵代数及计算方法1

§1-1矩阵及其基本运算1

§1-2线性空间10

§1-3线性代数方程组的解的存在定理17

§1-4高斯（Gauss）消去法22

§1-5用三角分解法求解线性代数方程组23

§1-6大型线性代数方程组的分块直接解法31

§1-7特征值和特征向量36

§1-8乘幂法及其加速方法41

§1-9雅可比（Jacobi）方法44

§1-10多向量同时迭代法45

§1-11对称阵的三对角化50

§1-12用两分法求对称三对角阵的特征值54

§1-13 QR方法57

§2-1概述65

第二章结构静力分析65

§2-2杆系的结构形式66

§2-3梁的刚度矩阵72

§2-4空间梁的刚度矩阵78

§2-5薄壁杆件的刚度矩阵85

§2-6弹性地基梁的刚度矩阵95

§2-7坐标变换99

§2-8各种带刚域端杆件的刚度转换105

§2-9结构总刚度矩阵的形成112

§2-10荷载的移置119

§2-11杆件内力127

§2-12刚度法的概括128

第三章结构动力分析130

§3-1概述130

§3-2基本概念及结构运动方程的矩阵表示130

§3-3等截面杆件的振动136

§3-4变截面杆件的振动142

§3-5结构的简约刚度矩阵及简约振动146

§3-6多层及高层建筑的扭转振动151

§3-7按抗震设计规范的地震反应计算156

§3-8运动方程的数值解法——直接动力反应计算159

§3-9高层建筑的折算剪切型弹塑性地震动力反应计算164

第四章平面框架170

§4-1概述170

§4-2框架模型的力学基础170

§4-3关于框架节点和杆件的编号172

§4-4节点和杆件编号自动形成的算法173

§4-5紧缩填写荷载的自由格式179

§4-6在外荷载作用下框架问题的解法182

§4-7地震力的计算185

§4-8内力的组合188

§4-9荷载组合191

§4-10 吊车荷载及其内力组合192

§4-11截面配筋计算193

§4-12平面框架程序——Program of Plane Frame（PPF）的功能简介196

§4-13PPF程序中主要标识符的说明197

§4-14PPF程序的总框图204

§4-15 PPF程序中总刚度矩阵形成和矩阵求逆206

§4-16 自动形成杆件编号程序——P1过程的剖析210

§4-17将紧缩填写的数据格式展开的程序技巧——P10过程的剖析217

§4-18 PPF程序的使用说明223

§4-19计算例题234

§4-20 PPF源程序260

第五章 单层工业厂房排架299

§5-1概述299

§5-2排架的几何描述与坐标系统299

§5-3杆件的单元刚度矩阵300

§5-4双肢柱的剪切影响303

§5-5总刚度矩阵的形成305

§5-6荷载处理及右端项向量306

§5-7位移方程的求解和杆件内力309

§5 8荷载组合与内力组合311

§5-9排架的动力特性及地震荷载313

§5-10厂房排架考虑空间作用的计算315

§5-11配筋计算316

§5-12基础计算319

§5-13 单层工业厂房排架程序——Program of Mill Building（PMB）的功能简介322

§5-14 PMB程序的输入要求322

§5-15 PMB程序的输出格式327

§5-16PMB程序中主要标识符的说明330

§5-17 PMB程序的总框图333

§5-18计算例题335

§5-19 PMB源程序339

第六章刚接平面屋架368

§6-1概述368

§6-2刚接平面屋架内力的计算原理368

§6-3 刚接平面屋架程序——Program of Rigid-Jointed Truss（PRJT）的总框图和主要标识符的说明376

§6-4 PRJT程序的使用说明378

§6-5计算例题380

§6-6 PRJT源程序388

第七章空间网架结构399

§7-1概述399

§7-2单元刚度矩阵及坐标变换399

§7-3结构总刚度矩阵的建立及其存贮方式400

§7-4边界条件的处理403

§7-5网架在温度变化条件下的应力分析405

§7-7大型线性代数方程组的分块解法406

§7-6支座沉降或强迫位移的处理406

§7-8网架结构的网格编号特性408

§7-9矩阵的带宽优化413

§7-10网架结构的截面自动设计与满应力设计416

§7-11悬挂吊车荷载的内力计算及荷载组合420

§7-12网架高度的优选421

§7-13大型空间网架程序——Program of Space Truss（PST-1）的功能简介422

§7-14 P8T-1程序中主要标识符的说明423

§7-15 PST-1程序的总框图425

§7-16 PST-1程序的输入、输出格式及计算例题426

§7-17 PST-1源程序452

第八章格式条形基础（附圆池计算）481

§8-1概述481

§8-2基本原理和数学描述482

§8-3格式条形基础程序——Program of Grid Foundation（PGF）的功能简介488

§8-4 PGF程序中主要标识符的说明488

§8-5 PGF程序的总框图489

§8-6 PGF程序中基础梁的使用说明及计算例题492

§8-7 PGF程序中圆池的使用说明及计算例题501

§8-8 PGF源程序504

第九章高层建筑518

Ⅰ．高层建筑框架－剪力墙体系空间协同工作分析的矩阵方法518

§9-1 概述518

§9-2高层建筑框架－剪力墙空间协同工作的概念及基本假定518

§9-3框架及杆端带刚域杆件的单元刚度矩阵520

§9-4各榀抗侧力结构的榀总刚度矩阵及简约侧向刚度矩阵523

§9-6外水平合力向量及楼层侧移、转角向量525

§9-5各榀抗侧力结构的榀总刚度矩阵的存贮方式及线性代数方程组的解法525

§9-7高层建筑结构总的位移协调方程及力的平衡方程526

§9-8振动特性与地震力527

§9-9高层建筑框架－剪力墙空间协同工作通用程序——Program of Tall Building（PTB）529

的功能及工作粗框图529

Ⅱ．高层建筑空间杆件及薄壁杆系结构分析的矩阵方法531

§9-10概述531

§9-11结构的描述及其离散化处理532

§9-12任意开口薄壁截面的几何描述及截面特性533

§9-13坐标系统及单元刚度矩阵535

§9-14杆件刚度矩阵的几种变换矩阵539

§9-15结构的总刚度矩阵543

§9-16荷载及内力544

§9-17振动特性及地震力545

§9-18对称结构的处理546

§9-19高层空间杆件及薄壁杆系结构计算程序——Program of Space Frame for Tall Building（PSFT）简介549

参考文献554