平面杆系结构分析程序使用说明

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1、pmgx平面杆系结构分析程序使用说明夏健明广东水利电力职业技术学院土木工程系2009.12目录1前言12基本概念12.1整体坐标系与局部坐标系12.2结点编号与单元编号12.3结点位移22.4结点的约束特征22.5荷载的类型22.6数据输出32.7是否考虑杆件的轴向变形33平面杆系结构分析程序的使用33.1数据输入33.2查看数据43.3结构计算43.4计算结果43.5帮助43.6退出54原始输入数据说明54.1基本信息（1行）54.2结点约束信息（NJ行）64.3单元信息（NE行）64.4结点荷载信息（NP行，NP>0时输入）64.5非结点荷载信息（NF行，NF>0时输入）6

2、4.6结点坐标信息(NJ行)75输出格式说明75.1结点位移75.2单元内力（NE行）76显示结构的弯矩图和剪力图86.1操作86.2退出97程序的文件说明98算例99其他问题14平面杆系结构分析程序使用说明16平面杆系结构分析程序使用说明1前言平面杆系结构分析程序使用VisualBasic6.0编写，运行于Windows95,982000,XP操作系统，可对平面杆系结构进行矩阵位移法计算，输出结构的结点位移和单元杆端内力，可在屏幕上显示结构的弯矩图和剪力图，并可对其进行放大、缩小、移动等操作。程序界面友好，使用方便。2基本概念2.1整体坐标系与局部坐标系图1整体坐标系与局部坐

3、标系整体坐标系是结构总的参考系，以水平轴为x轴，指向右为正；垂直轴为y轴，指向上为正；角位移以逆时针转为正。如图1所示。单元的局部坐标系以杆轴线为轴，始端结点（i）指向终端结点（j）为正方向；轴逆时针转90°得轴。局部坐标系与整体坐标系的夹角为轴与x轴的夹角α，逆时针转为正。2.2结点编号与单元编号图2结点与单元编号用矩阵位移法进行结构分析时，需要对结构进行结点编号。结构的支座、刚结点、铰结点、截面形状突变处可看作结点，如图2所示。两结点间为单元，一般按顺序对单元编号，单元有始端结点和终端结点，如图2所示单元（2），其始端结点为2，终端结点为3。16平面杆系结构分析程序使用说明

4、2.3结点位移图3结点的约束特征平面杆系结构每个结点有3个方向的位移，即水平位移Δx，竖向位移Δy，转角θ。结点位移以整体坐标系作参考系，当位移与相应的坐标正向相同时为正。2.4结点的约束特征结点每个方向位移会有一定的约束，有以下三种情况：（1）当某方向位移被约束时，约束特征为-1，表示该方向无自由度。（2）当某方向位移无约束，即该方向有自由度时，约束特征为0。（3）当某方向位移的约束情况与其他结点相同，则其约束特征为与该方向约束情况相同的结点的结点号。如图3所示铰结点两侧有3、4结点，4结点的竖向位移与3结点相同，所以4结点竖向方向的约束特征为3。图4结点荷载2.5荷载的类型

5、程序可以处理结点荷载和非结点荷载。（1）结点荷载结点荷载有水平方向集中力、竖直方向集中力和集中力偶，以整体坐标系为参考系，与整体坐标轴正向相同为正。（2）非结点荷载图5第1种非结点荷载程序可以处理以下三种非结点荷载①第1类非结点荷载。如图5所示，JT=1,ME=单元号,EP=P,EA=a。②第2类非结点荷载。如图6所示，JT=2,ME=单元号,EP=q,EA=0。图6第2种非结点荷载③第3类非结点荷载。如图7所示，JT=3,ME=单元号,EM=P,EA=a。16平面杆系结构分析程序使用说明图7第3种非结点荷载非结点荷载以局部坐标系为参考系，图5、6、7所示方向为正方向。2.6数

6、据输出图8单元的杆端内力程序输出结构的结点位移，输出每个结点位移的三个分量，即水平位移Δx，竖向位移Δy，转角θ。以整体坐标系为参考系，即水平位移向右为正，竖向位移向上为正，转角逆时针转为正。程序输出每一单元的杆端内力，以局部坐标系为参考系，即轴力与局部坐标轴轴正向相同为正，剪力与局部坐标轴轴正向相同为正，弯矩逆时针转为正。如图8所示单元的杆端内力正负号为：Ni(+),Nj(+),Qi(+),Qj(-),Mi(+),Mj(-)。2.7是否考虑杆件的轴向变形结构力学手算习惯是不考虑杆件的轴向变形的。在程序的计算中也可以不考虑杆件的轴向变形，可以这样处理：单元的面积A输0，单元两端

7、的位移在杆轴向的投影相等，则程序计算的杆端弯矩、剪力与手算结果相同，但轴力为0（由于面积A为0），舍去轴力。若考虑杆件的轴向变形，输入单元的截面面积，则杆端轴力不为0。3平面杆系结构分析程序的使用在计算机任一驱动器（如C）上新建文件夹pmgx，把程序的所有文件拷贝到文件夹pmgx中，进入文件夹，双击可执行文件pmgx.exe，则启动本程序。进入程序的主菜单，有六个弹出式菜单：（1）数据输入；（2）查看数据；（3）结构计算；（4）计算结果；（5）帮助；（6）退出。各弹出式菜单的菜单项如下：16