清华大学结构力学下-连续梁内力计算程序

1、清华大学土木工程系连续梁内力计算程序结23 李会平 2011012208连续梁内力计算程序一、连续梁计算图示：算例1算例2算例3算例4二、Matlab程序代码如下所示：clcclear all% 输入原始数据NE=input('输入单元总数NE:');BL=input('输入单元杆长BL列向量（NE×1）:');EI=input('输入单元抗弯刚度EI列向量（NE×1）:');JD=input('输入单元定位向量JD（NE×2）:');FM=input('输入单元固端弯矩FM（NE×

2、2）:');%节点转角未知量总数N=max(max(JD);%输入直接结点力矩PJ=input('输入N维直接结点力矩列向量:');%输出元数据disp('单元总数'),NEdisp('单元杆长'),BLdisp('单元抗弯刚度'),EIdisp('单元定位向量'),JDdisp('单元固端弯矩'),FMdisp('直接结点力矩'),PJ%EI改存线刚度EI=EI./BL;%形成结点荷载向量P=zeros(N,1);for i=1:NE for j=1:2 m=JD(i,j)

3、; if m=0 P(m)=P(m)-FM(i,j); %结构等效结点荷载向量 end endendF=P+PJ;%结构整体刚度矩阵的集成K=zeros(N,N);for i=1:NE m=JD(i,1); n=JD(i,2); if m=0 & n=0 K(m,m)=K(m,m)+4*EI(i); K(n,n)=K(n,n)+4*EI(i); K(m,n)=K(m,n)+2*EI(i); K(n,m)=K(n,m)+2*EI(i); elseif m=0 & n=0 K(n,n)=K(n,n)+4*EI(i); elseif n=0 & m=0 K(m,m)=K(m,

4、m)+4*EI(i); else endend%求解刚度方程DELTA=KF%求杆断弯矩for i=1:NE m=JD(i,1); n=JD(i,2); k=4*EI(i),2*EI(i) 2*EI(i),4*EI(i); DELTAI=zeros(1,2); if m=0 & n=0 DELTAI=DELTA(m),DELTA(n); %行向量 FMI=FM(i,:); %行向量 FJ(i,:)=(k*DELTAI')'+FMI; elseif m=0 & n=0 DELTAI=0,DELTA(n); %行向量 FMI=FM(i,:); %行向量 FJ(i,:

5、)=(k*DELTAI')'+FMI; elseif n=0 & m=0 DELTAI=DELTA(m),0; %行向量 FMI=FM(i,:); %行向量 FJ(i,:)=(k*DELTAI')'+FMI; else endend FJ 三、各个算例的输入输出数据1.算例1（1）输入数据输入单元总数NE:6输入单元杆长BL列向量（NE×1）:4,6,6,8,4,6'输入单元抗弯刚度EI列向量（NE×1）:1,1.5,1,2,1,1.5'输入单元定位向量JD（NE×2）:1 2;2 3;3 4;4 5;5 6

6、;6 0输入单元固端弯矩FM（NE×2）:-10.6667 10.6667;-9.0000 9.0000;-6.0000 6.0000;-21.3333 21.3333;-3.0000 3.0000;-18.0000 18.0000输入N维直接结点力矩列向量:0,0,-8,0,10,0'注意：1）BL，EI，PJ要以列向量的形式表示；2）JD和FM均为2列，分别代表杆的两个端点的情况。（2）输出数据单元总数NE = 6单元杆长BL = 4 6 6 8 4 6单元抗弯刚度EI = 1.0000 1.5000 1.0000 2.0000 1.0000 1.5000单元定位向量JD

7、 = 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 0单元固端弯矩FM = -10.6667 10.6667 -9.0000 9.0000 -6.0000 6.0000 -21.3333 21.3333 -3.0000 3.0000 -18.0000 18.0000直接结点力矩PJ = 0 0 -8 0 10 0DELTA = 11.3838 -1.4342 -8.9805 14.0537 -10.1921 10.0480FJ = 0 14.9244 -14.9244 -0.6976 -7.3024 12.3756 -12.3756 18.1681 -8.1681 7.9520 -7.9520

8、23.02402.算例2（1）输入数据输入单元总数NE:6输入单元杆长BL列向量（NE×1）:4,6,6,8,4,6'输入单元抗弯刚度EI列向量（NE×1）:1,1.5,1,2,1,1.5'输入单元定位向量JD（NE×2）:0 1;1 2;2 3;3 4;4 5;5 6输入单元固端弯矩FM（NE×2）:-10.6667 10.6667;-9.0000 9.0000;-6.0000 6.0000;-21.3333 21.3333;-3.0000 3.0000;-18.0000 18.0000输入N维直接结点力矩列向量:0,-8,0,10,0

9、,0'（2）输出数据单元总数NE = 6单元杆长BL = 4 6 6 8 4 6单元抗弯刚度EI = 1.0000 1.5000 1.0000 2.0000 1.0000 1.5000单元定位向量JD = 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6单元固端弯矩FM = -10.6667 10.6667 -9.0000 9.0000 -6.0000 6.0000 -21.3333 21.3333 -3.0000 3.0000 -18.0000 18.0000直接结点力矩PJ = 0 -8 0 10 0 0DELTA = 1.6867 -10.0802 14.8710 -12.1832

10、 17.1952 -26.5976FJ = -9.8233 12.3534 -12.3534 -0.2369 -7.7631 12.5539 -12.5539 16.5856 -6.5856 14.1036 -14.1036 03.算例3（1）输入数据输入单元总数NE:6输入单元杆长BL列向量（NE×1）:4,6,6,8,4,6'输入单元抗弯刚度EI列向量（NE×1）:1,1.5,1,2,1,1.5'输入单元定位向量JD（NE×2）:0 1;1 2;2 3;3 4;4 5;5 0输入单元固端弯矩FM（NE×2）:-10.6667 10.6

11、667;-9.0000 9.0000;-6.0000 6.0000;-21.3333 21.3333;-3.0000 3.0000;-18.0000 18.0000输入N维直接结点力矩列向量:0,-8,0,10,0'（2）输出数据单元总数NE = 6单元杆长BL = 4 6 6 8 4 6单元抗弯刚度EI = 1.0000 1.5000 1.0000 2.0000 1.0000 1.5000单元定位向量JD = 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 0单元固端弯矩FM = -10.6667 10.6667 -9.0000 9.0000 -6.0000 6.0000 -21.333

12、3 21.3333 -3.0000 3.0000 -18.0000 18.0000直接结点力矩PJ = 0 -8 0 10 0DELTA = 1.6539 -9.9490 14.2643 -10.2482 10.0621FJ = -9.8397 12.3206 -12.3206 -0.1221 -7.8779 12.1932 -12.1932 18.2172 -8.2172 7.9379 -7.9379 23.03104.算例4（1）输入数据输入单元总数NE:6输入单元杆长BL列向量（NE×1）:4,6,6,8,4,6'输入单元抗弯刚度EI列向量（NE×1）:1,1

13、.5,1,2,1,1.5'输入单元定位向量JD（NE×2）:1 2;2 3;3 4;4 5;5 6;6 7输入单元固端弯矩FM（NE×2）:-10.6667 10.6667;-9.0000 9.0000;-6.0000 6.0000;-21.3333 21.3333;-3.0000 3.0000;-18.0000 18.0000输入N维直接结点力矩列向量:0,0,-8,0,10,0,0'（2）输出数据单元总数NE = 6单元杆长BL = 4 6 6 8 4 6单元抗弯刚度EI = 1.0000 1.5000 1.0000 2.0000 1.0000 1.5000单元定位向量JD = 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7单元固端弯矩FM = -10.6667 10.6667 -9.0000 9.0000 -6.0000 6.0000 -21.3333 21.3333 -3.0000 3.0000 -18.0000 18