平面剛架程序PFL.F90使用說明及框圖

1．

結構計算簡圖的數據化2.平面剛架程序PFL的輸入數據3.輸入原始數據的源程序4.程序PFL的使用方法：

5.計算單元常數的子程序LSC：6.計算單元坐標系中的單剛的子程序ESM7.形成坐標轉換矩陣[T]的子程序CTM8.計算結構坐標系中的單剛的子程序TTKT9.形成結構原始剛度矩陣的子程序TSM10.計算單元固端力的子程序EFF11.形成結構綜合結點荷載列陣的子程序JLP12.引入結構支承條件的子程序ISC13.輸出節點位移和計算單元桿端力的子程序MVN14.后處理法程序PFL的總框圖15.模塊接口設計------模塊間的數據傳遞問題

1．

結構計算簡圖的數據化

對于平面桿系結構分析，通常輸入下列內容的數據：

（1）結構幾何形狀數據：包括結點數、單元數、結點坐標值、單元兩端結點碼、單元截面尺寸等。(2）結構材料特征數據：彈性模量；（3）結構支承約束情況數據：約束數、約束所在結點號及方向等。（4）荷載情況數據：荷載個數，荷載形式，作用單元號，作用位置，作用方向及荷載值。當結構的計算簡圖確定后，就可將描述該計算簡圖的一批數據輸入到這些存儲單元中去，以便計算機據此進行計算，這就叫輸入原始數據。本書程序中的全部變量名和數組名都遵從FORTRAN語言的隱含規則，即由字母I、J、K、L、M、N開頭的變量名或數組名為整型，否則為實型。

2.平面剛架程序PFL的輸入數據程序PFL是一個數學程序，沒有考慮節省內存，提高效率的設計技巧，只是簡單，直接地將矩陣位移法的計算過程用FORTRAN語言來實現。該程序考慮了桿件的彎曲變形和軸向變形，忽略了剪切變形影響，并假設結構的各桿件由同一種材料組成。程序PFL輸入數據標識符的含義說明如下：

NE——單元總數。NJ-----結點總數(包括支座結點)。NR-----支座結點個數。

NP-----非結點荷載的個數。E———一材料的彈性模量。

X(NJ)、y(NJ)------結點坐標數組。IJ(NE，2)————單元兩端結點碼數組。其中IJ(I，1)、IJ(I，2)分別為第I個單元始端和末端的結點碼。A(NE)--------單元橫截面面積數組。ZI(NE)—一單元橫截面慣性矩數組。JR(NR．4)------支座結點約束信息數組。其中JR(I，1)為第J個支座結點的結點碼，JR(I,2)，JR(I,3)，JR(I,4)分別為第I個支座結點在u，v，θ方向的約束信息，若有約束則輸入1，無約束則輸0。

PJ(NP，3)——結點荷載數組。其中PJ(I，1)、PJ(I，2)、PJ(I，3)分別為第I個結點荷載作用的結點碼、作用方向代碼及荷載數值。荷載作用方向以沿水平方向為“1”，豎直方向為“2”，力偶荷載為“3”。荷載方向以與x，y軸同向為正值，反之為負值。

PF(NF,4)---------非結點荷載數組。其中PF(I，1)，PF(I，2)，PF(I，3)，PF(I，4)分別為第I個非結點荷載的作用單元號，荷載類型號，數值q，位置參數c。（見表2-1）非結點荷載的數值q以與單元坐標系的軸同向為正值，力偶以順時針方向為正值。4.程序PFL的使用方法

以圖示平面剛架為例說明程序PFL的使用方法。已知：

1.單元和結點編碼，確定二種坐標系

如圖(b)所示。圖中各桿上的箭頭指向為單元坐標系x軸的正方向，由x軸順時針旋轉90度，即為y軸的正方向，在圖中未畫出。結構坐標系的原點設在結點2。

2．準備原始數據按照結構的計算簡圖準備原始數據。原始數據的輸入順序必須嚴格按輸入語句的先后次序和格式要求依次輸入，不可前后顛倒、遺漏或增添；程序PFL的原始數據采用自由格式輸入。

凡變量或數組名的第一個字母為I、J、K、L、M、N時是整型變量或數組，相應的數據應填寫整型數。第一個字母為其他字母時是實型變量或數組，相應的數據應填寫實型數。輸入數據必須采用一致的單位制。(1狠)對應裁輸入膊語句棍：RE燃AD痰(1兼，*竭)爐NE阿，N折J，碗NR臟，N堪P，耍NF臉，E依次嗽填寫捏結構山的單鴿元總悲數、比結點體總數柔（包刊括支喬座結胞點）揪、支客座結是點個索數、關結點禾荷載異個數介、非國結點戲荷載風個數令五個池控制疏參數葉和彈史性模說量：攜2，燈3，錯2，滑2，腫2，襪3.貫0E粗7(2驕)身對壩應輸榨入語書句：RK簽AD德(1像，*扛)溫(辦X(播I)笛，Y英(I元)，究I＝縮慧1，船NJ斜)按結嚇點編徑號順藍序依發次填兔寫各界結點荷的x新、y將坐標賭值：0.慣0，陵5.撞0，豆0.銷0，城0.嬌0，餃6.圍0，種0.娃0(4尾)覺對應誕輸人澆語句閣：RE撲AD芬(1將，*院)恢(滲(J鄭R(齒I，食J)刃，J俯＝1差，4泛)，割I姨＝1馬，N衛R)填寫創各支折座結媽點的事約束銳信息宵，每精個支跑座結豬點填帶寫四芒個數性，依攝次為渣支座姐結點迎碼，宅u、溜v、閣θ方頭向的孕約束輝信息尋(有屯約束歐填1葛，無別約束豆填0車)：烏1，匯1，狐1，請13，施0，層1，貢0（3登）對疊應輸己入語巾句：RE評AD引(1策，*歸)銹(食IJ產(I研，1翁)，腔IJ枯(I頂，2共)，凳A(腐I)請，Z綠I(瞇I)泛，I向＝1鵲，N儉E)汗按單襲元編炭號順株序依切次填水寫各繭單元蜻始端東和末遇端結屬點碼形、橫修截面屠面積秤及慣提性矩幣：炕2，滑3，襖0.衣12植5，垂0.復00逃32，誰1，炕0.饑2，奏0.輪00井5(5暴)脊對應敬輸入謙語句委：IF鹽(N諒P．景GT竟．0疤)眠R但EA傾D(幣1，償*)竿((迫PJ隙(I序，J哥)，飽J＝貪1，刊3)胳，I主＝1伍，N漿)填寫規各結結點荷端載信門息，擱每個阻結點冬荷載南填寫太三個漸數，覺依次以為作鏡用的俘結點凡碼、互荷載泥方向兩代碼哪、荷喂載量念值(繁注意則正、懸負號愁)：2.咐0，已2.肅0，蛋5.惜02.拔0，多3.落0，旁－4蜜.0若N局P＝粘0，銜則不睜填寫躬此組陜數據姿。(6努)煎對怠應輸頑入語招句：IF央(N揮F．撫GT徹．o除)押R頂EA蜻D(裂1，材*)才((吐PF未(I瓜，J摔)，衫J＝鎖1，撲4)勤，I盡＝1搏，N趣F)填寫休各非現結點成荷載丙信息攪，每欲個非料結點館荷載紫填寫諸四個嗓數，毅依次訓為作槳用致的單顏元號洋、荷頂載類多型號予、荷犧載量安值(敏注意猜正、沾負號皇)、添位置飽參數困：1.仿0，冶2.拴0，凝24芳.0蠢，3坐.02.盈0，晉1.畜0，氏－6賺.0穴，5比.0若N你F＝蚊o，鬧則不葡填寫犧此組恩數據跌。5.雀計虧算單哈元常陜數的舞子程眉序L尤SC忠：子程股序L照SC寬用于羊計算任：單饒元桿茅長L軌、單頓元坐救標軸董與結權構坐交標軸睡x的純夾角泥的婦正弦俗和余堵弦曾的值好。計算骨公式障為：6.辨計算垂單元唐坐標運系中枝的單留剛仍的云子程伴序E繁SM子程敗序E沿SM豬用于狐計算遷單元疏坐標產系中酒的單伏剛并存蒙放到規二維復數組預EK刃（6幻玉，6脹）中煤。7.語形抽成坐甚標轉治換矩透陣的子旋程序猜CT魄M子程冒序C清TM熄用于鋼形成膝平面典剛架充單元為的坐僅標轉勞換矩陣并存側放到槍二維綁數組難T（毀6，籌6）過中。8.壟計算址結構捷坐標湯系中恭的單瘋剛的子襯程序滋TT妙KT子程巡壽序T聾TK晝T的起功能枯：和坐標轉換矩陣，按式（2－18）計算結構坐標系中的單剛，并仍鼻存放的到二征維數各組E辛K（轟6，囑6）倆中。利用單元坐標系中的單剛9.神形成蛾結構放原始駐剛度然矩陣駛的子指程序濕TS作M

子程序TSM的功能是將各單剛的元素對號入座形成原始總剛，并存放在數組TK(N，N)中。其框圖如后面的圖2-17所示。首先蠶將數和組T狗K(肢N，侵N)判的每規個元痕素賦皆值實給型零擊，然展后按太單元蠻編號偷依次饞對每倚個單嘗元進梅行以乎下運久算：調用俘子程嘉序LS芝C、以ES鼓M、凝CT存M和TT像KT乏，計算酒結構笨坐標宰系中描的單剛透。求出篩單元返桿端約位移披的臉六個喜分量靈在惱中相識應的氣結點終位移分量運編號枕，存背放在概工作怨數組LV數(6顧)中。這也奶就是把單剛府元素身進入魄總剛啟的行忘列碼懼。單剛壇元殿素行略、列山循環醬，求敬出單都剛的奸每個忙元素謹進入墨總剛狼的行、館列碼償，將股單剛捆元素淋逐個敬對號搖入座草，送磚入總肥剛，竟同號旬疊加秋。對所縮慧有單伍元重直復上臥述運冊算，盟即形償成了篩結構營的原芹始剛速度矩勇陣。對圖涌示平穴面剛眨架，蒼其結離點位沫移列兩陣為秀：對于院單元趁②，勾有變領形連場續條優件：即根脹據單婚元②缸的始專端和逼末端仇的結胸點號宋3和億2，楊求得悼的六蛋個分瘋量在禾中相準應的燈結點炸位移表分量狀編號巴為7刮、8瞎、9奇、4獸、5霉、6你，若董將這訓6個谷寫在只單剛朋的階上方穗和右拼側：結點宰號抹→拍3孩2結點略位移班號極→調7混8停9離4克5靜6則這親六個霜號碼久就是形單剛乘的壞36仗個元趙素進輪入總閉剛愿的榴行列轎碼：子塊里列碼源→蒜1兩2傷3遲元素懇行碼元素圍列碼結→爭1驕2暮3集4窯5撓6臥7齊8驕9?！€子塊談行碼10筒.計息算單適元固瞧端力狀的子卡程序退EF則F子程艘序E棍FF提的功熊能是計：按照千表2粉－1餃給出樂的公詳式，師計算吸單元販在6振種非葵結點片荷載作用派下的介單元睡固端納力誤。并存雪放到汽數組拐FO把（6選）中躁。11曉.形練成結炕構綜撕合結危點荷富載列找陣的貢子程叨序J若LP子程鬧序J晌LP拖的功豎能：形成善結構霜綜合架結點毫荷載利列陣碌｛P歡｝，董存放留到數戴組P侍（N鴨）中谷。首先透，將綢P（盜N）艦的全楊部元涂素置軌零，羞然后板，對棍NP護個結圖點荷字載循環菜，逐臟個將厘結點渴荷載陽送入華數組塑P（腳N）供的相盼應位缺置；接著密處理軋非結蕉點荷每載，緒對N吊F個般非結氣點荷尊載循魚環，收逐個