矩阵位移法大作业

《矩阵位移法大作业》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、矩阵位移法大作业学号：151210122姓名：谭逸天班级：土木一班编制原理：使用MathWork公司开发的科学与工程计算机软件——MATLAB，利用其矩阵运算的便利性，将题目要求结构的基本信息编入脚本命令文件中，并编入求解步骤。加上刚度信息的输入指令，以及提取解答要求信息并输出的指令。令使用者只需输入结构材料相关信息便可计算题目对应悬索—拱组合体系的信息，并直接在命令窗口输出。利用计算套路的重复性，程序开发时进行模块化设计。再由重复单元完成多次、重复的运算。从整体性考虑，数据储存采用“算后集装，装后回收”对变量及数组重复使用，由配音进行简单命名，提高可辨识度。由于计算套路

2、及程序本身高度模块化，并且题目所需个体信息相对于整体极少，提取个体化的信息只需简单改造命令模块，从整体信息中提取处理得出。编程所需的“数据化”“编码”等预处理由人工在编程开始前完成，由左下斜索基座作原点，正右向为X轴正向，正上为Y轴正向，建立右手系。编码顺序从左倒右由上及下，并用先处理法处理基座。（如下图所示）76共45个单元，32个结点编号，71个位移编号。本人学号对应节间数m=14;f1=7L/4;f2=7L/10;h=7L/2;以上数据为编程中人工设定值，结构的其余信息根据用户的输入进行计算得出。程序说明：初始计算结构在坐标系中的坐标信息，手动编入悬索与拱的曲线关键

3、点信息，代入方程求解。随后由循环语句模块计算并存储结构中各类杆件的角度、长度信息，采用以直代曲的方法处理曲线。由于先处理法，两端各四个单元不与其余单元通用编码递进规律，采用单独的语句进行计算并集装入总体信息储存矩阵中，其余规律性单元信息由循环的语句模块进行集装，便于之后的计算。定位向量统一装至71行6列的矩阵“dingwei”中，单元的长度与夹角信息统一装至71行2列的矩阵“danyuan”中，第一列为长度，第二列为角度。使两个信息矩阵的行序号对应单元序号，便于之后使用。之后进入单元分析部分。先是对上部悬索进行单元分析，此部分为桁架单元，从“danyuan”矩阵中提取长度

4、信息与角度信息，结合开始时输入的刚度信息组装单刚矩阵与坐标变换矩阵，进行坐标变换后直接提取定位向量进行集装部分总刚矩阵的步骤。集装命令通过循环嵌套配合判断语句，对单刚矩阵进行二维遍历，并提取合格的元素填充至对应位置。随后，通过少量改动实现对斜索、吊杆、拱、主塔的处理。之后保留基本结构，进行单元结点荷载的分析，并集装出结构结点荷载矩阵。之后通过简单矩阵运算即得结构结点位移列阵。进入单元后处理。将集装循环语句进行改造，达成逆向提取单元结点位移的功能。提取之前存储的单元信息进行坐标变换。最后算出单元杆端力。其中认为塔底截面同时包含拱底。输出位移直接从结点位移矩阵中提取对应位移，

5、杆端力则从后处理内容中提取。其中加入对塔位移方向描述的判断语句。开始算法流程：输出主塔及拱顶信息结束求解拱顶截面弯矩及剪力求解塔底截面弯矩结构结点位移矩阵计算求解单元结点荷载及坐标变换集装循环预建立结点荷载矩阵单元分析与坐标转换以及集装循环组合：主塔单元分析与坐标转换以及集装循环组合：拱单元分析与坐标转换以及集装循环组合：吊杆单元分析与坐标转换以及集装循环组合：斜索单元分析与坐标转换以及集装循环组合：悬索预建立总刚矩阵单元信息集装循环模块：中间拱单元信息集装循环模块：中间吊杆单元信息集装循环模块：中间索对始末单元非规律性信息进行录入单元性质集装循环模块塔与吊杆单元性质集装

6、循环模块索单元性质集装循环模块拱进行曲线方程解析输入节间、刚度荷载信息源代码：算例与结果：12