鋼架及matlab算法(已修改)
2024-09-09 19:23 本頁面
【正文】 結(jié)構(gòu)力學(xué)大作業(yè)一、 編程原理如圖11，所計算結(jié)構(gòu)為5層高，9跨在第3跨布置斜桿，節(jié)點(diǎn)為剛接的框架。（1） 位移編碼以桿件為單元，將結(jié)構(gòu)拆分，建立整體坐標(biāo)系，并對節(jié)點(diǎn)位移按圖12所示編碼。（2） 單元分析所有單元均為平面彎曲式自由單元如圖13所示。桿件的單元剛度矩陣其中 （3） 建立局部坐標(biāo)系分別建立如圖14所示的豎向分體系局部坐標(biāo)系，水平分體系局部坐標(biāo)系和斜桿分體系坐標(biāo)系。（4） 建立分體系剛度分別建立三個分體系的105105的剛度矩陣，引入循環(huán)變量，依次對相應(yīng)位移剛度賦值。（5） 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換對豎向坐標(biāo)系和斜桿體系進(jìn)行轉(zhuǎn)置，其坐標(biāo)轉(zhuǎn)換陣為其中。（6） 建立整體剛度方程將三個剛度矩陣相加，得到整體剛度方程。（7） 建立荷載矩陣外力的矩陣為單元桿端力與單元等效節(jié)點(diǎn)荷載矩陣之和。因本結(jié)構(gòu)只在第一列柱子上有水平均布荷載作用，所以外力矩陣為1051的0矩陣，與1051的等效節(jié)點(diǎn)荷載疊加后可得荷載矩陣。（8） 邊界條件處理因?yàn)橹着c大地剛接，所以支座處不發(fā)生位移，利用置零置一法對剛度矩陣進(jìn)行處理，使位移滿足條件。（9） 聯(lián)立方程求解通過方程求出位移矩陣。則58，88，118，148，178位移編號所對應(yīng)的位移值為所求點(diǎn)位移。（10） 通過位移求解彎矩將位移帶回到單元方程中，求出對應(yīng)的力，豎直分體系的位移需進(jìn)行一個轉(zhuǎn)置再代入計算最后的。 二． 說明程序本程序使用matlab軟件通過矩陣位移法對題目進(jìn)行編程設(shè)計，按照提示輸入柱子的抗彎剛度EIc；柱子的抗壓剛度EAc；梁的抗彎剛度EIb；梁的抗壓剛度 EAb；斜桿的抗彎剛度EIo；斜桿的抗壓剛度EAo；側(cè)向均布荷載集度q，便可得到最右端節(jié)點(diǎn)的位移和彎矩。在建立剛度矩陣，引入ii和jj作為循環(huán)變量，根據(jù)剛度矩陣特點(diǎn)對節(jié)點(diǎn)逐列逐跨進(jìn)行矩陣塊的循環(huán)賦值。在建立節(jié)點(diǎn)力矩陣的過程中，首先對外力進(jìn)行化簡，找出等效力的規(guī)律，然后進(jìn)行力的矩陣的賦值。在整體坐標(biāo)系下，通過力與剛度和位移的關(guān)系，聯(lián)立方程求解節(jié)點(diǎn)的位移矩陣，再將節(jié)點(diǎn)位移代回到局部坐標(biāo)系下的平衡方程中求出桿端力。該程序借用matlab軟件中大量的矩陣賦值和矩陣運(yùn)算語句，通過對桿件單元和節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)化處理，實(shí)現(xiàn)計算機(jī)對結(jié)構(gòu)的計算，改程序經(jīng)過簡單修改后即可按照輸入指令，計算n列n跨任意位置加斜桿的鋼架體系，具有一定的普遍性。 三． 算法流程開始定義變量EIc,EAc,EIb……輸入變量EIc,EAc,EIb…… 豎向分體系剛度矩陣賦值水平分體系剛度矩陣賦值斜向分體系剛度矩陣賦值力的矩陣賦值求解方程邊界條件處理單元后處理輸出M, 結(jié)束四． 源代碼disp(39。五層，九跨，第三跨有斜桿鋼架求解：39。)。L=input(39?？缍萀=\n39。)。h=input(39。層高h(yuǎn) =\n39。)。EIc=input(39。柱的抗彎剛
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