结构力学课程设计(word)

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结构力学课程设计详解

一、课程设计题目一）矩阵方程1. 利用全选主元的高斯约当（Gauss-Joadan ）消去法求解如下方程组，并给出详细的程序注解和说明：⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧∙⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡1536353424543214019753910862781071567554321x x x x x 2. 利用追赶法求解如下方程组，并给出详细的程序注解和说明。

⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-=⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧∙⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡862031234567891011121354321x x x x x 3. 利用全选主元的高斯约当（Gauss-Joadan ）消去法如下求解大型稀疏矩阵的大型方程组，并给出详细注解及说明。

⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧----=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧∙⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡4292728642-01-0100001-0402003-0001050006000102-00034-0002000006-00060020001-0087654321x x x x x x x x 二）结构力学1. 试求解图示平面桁架各杆之轴力图，已知各材料性能及截面面积相同，27.90,210cm A Gpa E ==。

（注：在有限元分析中，桁架杆的模拟只能选择Ansys 的Link 单元）。

2. 试求解图示平面刚架内力图（轴力图、剪力图和弯矩图），已知各材料性能及截面面积相同，Gpa E 210=，泊松比0=μ。

3. 试求解图示平面刚架内力图（轴力图、剪力图和弯矩图），已知各杆432104.5,18.0,30m I m A Mpa E -⨯===。

KN101=二、工作计划在老师给我们开完动员会以后，我们小组就进行了对要做那题进行讨论和分工，我做的是结构力学部分的第三题用位移法解出这道题。

结构力学I课程设计

结构力学I课程设计
引言
结构力学是土木工程的基础课程之一，它建立了工程力学的基本概念和原理。

本课程是土木工程专业必修课程，本课程的理解和应用对于工程师的成功至关重要。

为了更好地深入了解这门课程，本文将介绍一项结构力学I课程设计，该设计旨在帮助同学们更好地理解课程内容和应用技能。

课程设计概述
本次课程设计的目的是通过实际案例的分析和解决来阐述结构力学的应用。

设
计的内容包括两个方面：一是对于给定结构的合理分析和解决，二是对于计算机辅助设计运用的掌握。

设计案例
选定一栋三层住宅楼为本次课程设计的案例。

该建筑物的结构设计已经完成，
但未进行结构稳定性分析。

设计的任务是通过结构力学的方法分析该建筑物的结构，判断其稳定性，并进行必要的加固设计。

第一步：建立模型
首先，需要确定建筑物的几何尺寸和材料性质。

根据建筑的设计图纸，确定建
筑物的宽度、高度、跨度以及材料的种类和尺寸，建立建筑物的三维模型。

第二步：加载荷载
根据建筑物的使用情况和环境条件，加载荷载。

包括建筑物自重、雪荷载、风
荷载以及住宅楼中人员和物品的重量。

考虑到建筑物的实际使用情况，对于超载、非常载等特殊荷载的设计也需要进行考虑。

1。

结构力学课程设计(word)

结构力学课程设计专业：班级：姓名：学号：指导老师：日期：2015年7月5日目录前言 (1)问题一： (3)问题描述： (3)程序说明： (3)全选主元高斯约当消去法： (3)全选主元高斯约当消去法的程序及注解如下： (4)运行结果： (6)问题二： (6)问题描述： (6)方法一：追赶法 (7)程序说明： (7)追赶法带型的计算程序及注解： (7)运行结果： (9)总结与思考： (9)方法二：列选主元高斯消去法算带型问题 (10)程序说明： (10)列选主元高斯消去法算带型计算程序及注解： (10)运行结果： (12)反思与对比（收获）： (12)问题三： (13)问题描述： (13)程序框图： (14)程序特点： (14)1.主要变量： (15)2.子例行子程序哑元信息： (15)3.文件管理： (16)4.数据文件格式： (16)源程序： (17)输入数据如下（input.txt）： (23)输出数据如下（output.txt）： (23)程序运行后输出数据结果如下（需要手动打开output.txt文件）： (24)总结与收获： (25)参考文献: (26)前言：经过这学期的学习与积累，对结构力学这门课程有所收获，结构力学这门课程对我们学习飞行器设计与专业的学生来说，那就是手足的关系，因为我感觉任何航空、航天器都离不开结构的设计，只要有结构就牵涉到结构力学的分析与计算，因为航空器在空中飞行要遇到很多“挫折”，结构力学就是来分析这些个“挫折”下，看航空器能不能经受得了。

结构力学课程从内容上讲，主要涉及机构的几何组成分析，求解静定、超静定结构内力的虚功原理。

具体分析问题的方法包括力法、位移法等。

但对于复杂结构来讲，简单的手算的方法过于繁琐。

因此，由于课程设计偏重于利用Fortran 语言编写有限元子程序来完成复杂结构的内力计算，我就恶补了好几天的与Fortran有关的知识，下面就现学现卖的计算了王老师给的三个问题，肯定有不妥之处，希望读者纠错。

结构力学课程设计任务书

结构力学课程设计任务书一设计目的和要求通过结构力学设计，进一步巩固和加深结构力学课程中的基本理论知识，初步掌握实际结构内力计算的步骤和方法，培养和提高独立分析问题和运用所学理论知识解决实际问题的能力。

要求完成题目的结构设计和力学分析，绘制必须的图、表，并撰写说明书。

二设计题目和内容题目1：刚架桥结构设计及静力分析题目2：高层钢结构建筑设计及力学分析题目3：塔架设计与力学分析题目题目4：：房屋（建筑）顶架结构设计与力学分析根据题目，设定其材料性质及结构基本数据，并进行结构简化，建立力学计算简图，分别考虑结构在自重、静载、移动荷载等作用下的内力、位移，对结构进行强度和刚度校核，并分析经济性（包括用料等），使设计的结构不仅安全、适用范围广而且经济。

三设计资料1、使用环境题目1：主要见于跨越的道路、河流、交通线路等障碍的中小桥梁。

主要为车辆通过。

题目2：主要见于采用钢结构作为骨架的高层建筑。

题目3：主要见于输电塔题目4：房屋、体育馆、厂房等建筑的顶部2、结构部分桥：跨度15m — 35m之间，单跨。

桥的形式主要采用上承式或、中承式或下承式。

杆件间连接方式主要为焊接或螺接、搭接等。

本题目设计主要考虑桥的纵向平面骨架设计。

结构形式一般为：组合结构—梁、拱桥等参考样例1：参考样例2：参考样例3：参考样例4：参考样例53、荷载部分主要荷栽如下1）车辆荷载：火车换算成分布荷栽载；汽车换算成标准荷栽。

（题目1）2）自重和人等静载3）行人：移动荷栽（题目1）题目1：荷栽除考自重、重物静载外，对于车辆要按移动荷栽考虑。

题目2：结构主要承受风载荷（暂考虑成静分布载荷）；雪载荷题目3：考虑结构自重之外、还要考虑结构承受横向风载、导线拉力（特别是附带有冰雪时，拉力更大）题目4：考虑结构自重之外、考虑承受风载、雪载；4、材料选用建议主要使用各类钢型材，或圆截面钢；或者采用轻质铝合金结构杆件。

5、主要技术指标和设计要求1）强度：安全系数2.52）刚度：横向位移不超过跨度的1‰。

结构力学课程设计

工程训练(2011-2012学年第一学期)题目: 圣诞——纸结构模型设计学科部名称:专业、班级:姓名(学号):指导教师:南昌大学科技学院理工学科部土建系圣诞——纸结构模型设计一、设计说明根据任务要求，我们从模型制作的跨中受荷承重能力方面出发，采用任务提供的A0标准绘图纸、白乳胶精心制作了“圣诞”结构模型。

1、方案构思本结构主要构思是利用两根长跨的承载力以及中部拉杆拉住下部长跨，再经过两根斜杆将跨中承载传递到两边以及桥墩处。

设计的总原则是：尽可能利用拉杆来承受并传递荷载。

2、结构选型按照设计要求，在跨中承受荷载，所以考虑尽量将跨中荷载通过拉杆和斜杆向两端传递。

考虑到结构的整体性以及承荷作用，这里采用三角形结构，利用三角形的稳定性保证整体性能，以承受更大的荷载，在中部加上竖直方向和斜向拉杆以和主跨一起分担荷载。

①结构外形考虑到承载台加载点，我们设计的结构平面为长760mm，宽160mm 的长方形，结构高为300mm距离桥墩处1/4主跨部位布置长度150mm竖直支撑杆上部接斜杆，斜杆长度约为4800mm，斜杆中部与主跨中部用长度约为2400mm的斜拉杆连接。

②节点设计各受力杆相交的节点由于杆在受力时会引起较大的力，进而引起松脱，在连接时用实心小纸团来增大接触面积，从而增大节点强度。

3、结构特色此构件在主跨选取上使用了两张张A0纸张卷成的杆件，保证主要受力部分的强度以及结构完整性。

其他部分构件也都选取了A0的纸张。

从外形上看采用了三角形结构，充分利用了三角形的稳定性，使得结构有了很好的整体性。

二、设计方案1、设计基本假定①纸张材质连续均匀②支座为固定支座③杆件之间节点按铰接点计算2、模型结构图结构实物图结构俯视图结构平视图4、模型结构计算简图5、节点大样图5、主要构件材料表、三、设计计算1、材料性能试验与分析（1）、抗拉强度计算:测试的纸带长度15mm，宽度b=20mm，厚度h=0.03mm 纸带截面积为A=bh=20*0.03mm2=0.6mm2所以纸带的拉应力为σ=F/A=63/0.6 N/mm2=105N/mm2N（2）、弹性模量计算：根据试验得出数据ΔF=[(F2-F1)+(F3-F2)]/2=43.75NΔw=[(w2-w1)+(w3-w2)]/2≈4.39mm由于存在Δw=ΔFL3/48EII=π(D4-d4)/64=3.14*(184-24)/64mm4=5149.6mm4 z≈15684MPE=ΔFL3/48ΔwIz2、结构计算模型受力简图模型轴力图模型剪力图模型弯矩图模型受力位移变形图对所能承受的承载力进行试验时，实际加载模型如下图①所示图①进行计算时，消除多余约束后结构简图如图②所示，节点支座没有画出图②在节点1处施加单位力1N取节点1进行计算，受力如图③图③此时F=1=F1，即竖直杆收到的轴力为1取节点2进行受力分析，受力如图④F2与F3夹角的一半为ß，由模型的尺寸可以得到cosß=5/8, F1’=F1=F=1,F2*sinß=F3*sinß所以F2=F32F2*cosß=F1’得到F2=0.8取节点3进行受力分析，受力如图⑤F3’=F3=F2得到F3*sinß=F4=0.653、受力构件截面尺寸设计计算根据设计的模型，考虑到在加载实验时需要预留支承端，并要求悬空跨长为700mm，我们把主跨长度设计为760mm预留出60mm的支承，且由于是主体构件，所以直径选为18mm；由于我们设计的是三角钢架结构桥梁，因此根据勾股定理可以得出各边长度。

计算结构力学课程设计

计算结构力学课程设计1. 背景与意义计算结构力学是土木工程学科中重要的一门基础课程，它涵盖了静力学、动力学、杆件、板壳等多个方面的内容，对于从事土木工程的学生来说，学好这门课程是十分必要的。

此次课程设计的目的是为了提高学生的计算能力和综合素质，让学生通过设计结构，加深对计算结构力学课程中各个知识点的理解，同时锻炼其使用计算机进行工程分析和设计的能力。

2. 设计要求本次课程设计的要求如下：1.设计一座钢柱支撑的凉亭，凉亭宽6m，长8m，高3m，柱间距2m，柱子直径为15cm，凉亭屋顶为钢结构，使用轻型钢材料。

2.按照规范要求，使用有限元分析软件Ansys进行静力分析，计算凉亭在自重、雪荷载等情况下的应力、位移等参数。

3.设计出合理的钢结构连接方式，进行静力学验算，保证结构的安全可靠。

4.给出凉亭的详细施工图，包括钢材规格、节点连接方式等设计细节。

3. 设计分析3.1 凉亭建模首先我们需要进行凉亭的三维建模，在建模过程中需要注意凉亭的几何尺寸、钢柱直径、柱间距、凉亭屋顶材料等关键参数。

3.2 约束条件凉亭底部的钢柱需要支撑住整个凉亭的重量和外界荷载，因此需要在模型中设置固定约束条件。

同时还需要设置荷载和雪荷载等边界条件.3.3 静力分析根据建模和约束条件，使用Ansys进行有限元分析，计算凉亭在自重、雪荷载等情况下的应力、位移等参数。

根据分析结果，优化钢材规格和连接方式，保证结构的安全可靠。

3.4 钢结构连接设计出合理的钢结构连接方式，进行静力学验算，确保结构的可靠性。

在设计钢木节点时可以采用焊接和螺栓连接这两种方式，通过计算比较其受力性能，选取更加合适的方式进行连接。

3.5 施工图设计根据静力分析和钢结构连接的设计，制定相应的施工方案，并给出凉亭的详细施工图，包括钢材规格、节点连接方式等设计细节。

4. 设计总结通过本次课程设计，学生可以深入了解计算结构力学的知识点，掌握有限元分析软件的使用方法和程序设计思路，同时锻炼了其计算机应用和工程分析的能力，提高了其综合素质和准确性。

结构力学课程设计报告

一. 课程设计的目的1. 通过实验及数据分析熟练掌握结构力学求解器的使用方法，了解求解器的主要功能，了解数据输入和输出的基本操作过程，主要参数的意义和编辑方法。

2. 通过实践进一步了解结构在广义荷载作用下内力和位移的分布状态和变化规律，从而指导我们探索和发现更合理的结构形式，为将来的学习和科研工作打下坚实的基础二. 课程设计的内容(1).对图示两类桁架进行分析在相同荷载作用下，比较各类桁架的受力特点；讨论各种杆件(上弦杆,下弦杆,竖杆,斜杆)内力随随高跨比变化的规律;若增加杆件使其成为超静定桁架,内力有何变化。

(2).两种结构在静力等效荷载作用下，内力有哪些不同？1/11/(3)、用求解器自动求解功能求a=2和a=1.0时的各杆内力。

比较两种情况内力分布，试用试算法调整a 的大小，确定使弯矩变号的临界点a 0,当a=a 0时结构是否处于无弯矩状态？(4)，E =1.5*106kPa ，截面0.5*0.6m2，线膨胀系数1.0*10-5）。

第一跨底部温度升高60ºC ，分析变形和内力图的特点。

(4)、计算下支撑式五角形组合屋架的内力，并分析随跨高比变化内力变化规律。

当高度确定后内力随f 1，f 2的比例不同的变化规律（四个以上算例）。

一. 课程设计的数据1/4 11×(1/2) 1/4f 2f 1 f =1.2mq =1kN/m a1.第(1)题数据1)平行弦桁架a)高跨比1:4（每小格比例2:3)输出图形：输出内力值：内力计算杆端内力值 ( 乘子 = 1)-----------------------------------------------------------------------------------------------杆端 1 杆端 2----------------------------------------------------------------------------------单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩-----------------------------------------------------------------------------------------------1 -0.00000000 0.00000000 0.00000000 -0.00000000 0.00000000 0.000000002 1.66666667 0.00000000 0.00000000 1.66666667 0.00000000 0.000000003 2.66666667 0.00000000 0.00000000 2.66666667 0.00000000 0.000000004 2.66666667 0.00000000 0.00000000 2.66666667 0.00000000 0.000000005 1.66666667 0.00000000 0.00000000 1.66666667 0.00000000 0.000000006 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.000000007 -1.66666667 0.00000000 0.00000000 -1.66666667 0.00000000 0.000000008 -2.66666667 0.00000000 0.00000000 -2.66666667 0.00000000 0.000000009 -3.00000000 0.00000000 0.00000000 -3.00000000 0.00000000 0.0000000010 -3.00000000 0.00000000 0.00000000 -3.00000000 0.00000000 0.0000000011 -2.66666667 0.00000000 0.00000000 -2.66666667 0.00000000 0.0000000012 -1.66666667 0.00000000 0.00000000 -1.66666667 0.00000000 0.0000000013 -3.00000000 0.00000000 0.00000000 -3.00000000 0.00000000 0.0000000014 -2.50000000 0.00000000 0.00000000 -2.50000000 0.00000000 0.0000000015 -1.50000000 0.00000000 0.00000000 -1.50000000 0.00000000 0.0000000016 -1.00000000 0.00000000 0.00000000 -1.00000000 0.00000000 0.0000000017 -1.50000000 0.00000000 0.00000000 -1.50000000 0.00000000 0.0000000018 -2.50000000 0.00000000 0.00000000 -2.50000000 0.00000000 0.0000000019 -3.00000000 0.00000000 0.00000000 -3.00000000 0.00000000 0.0000000020 3.00462606 0.00000000 0.00000000 3.00462606 0.00000000 0.0000000021 1.80277564 0.00000000 0.00000000 1.80277564 0.00000000 0.0000000022 0.60092521 0.00000000 0.00000000 0.60092521 0.00000000 0.0000000023 0.60092521 0.00000000 0.00000000 0.60092521 0.00000000 0.0000000024 1.80277564 0.00000000 0.00000000 1.80277564 0.00000000 0.0000000025 3.00462606 0.00000000 0.00000000 3.00462606 0.00000000 0.00000000 -----------------------------------------------------------------------------------------------b)高跨比1:6 （每小格比1:1）输出图形：输出内力值：内力计算杆端内力值 ( 乘子 = 1)-----------------------------------------------------------------------------------------------杆端 1 杆端 2----------------------------------------------------------------------------------单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩-----------------------------------------------------------------------------------------------1 -0.00000000 0.00000000 0.00000000 -0.00000000 0.00000000 0.000000002 2.50000000 0.00000000 0.00000000 2.50000000 0.00000000 0.000000003 4.00000000 0.00000000 0.00000000 4.00000000 0.00000000 0.000000004 4.00000000 0.00000000 0.00000000 4.00000000 0.00000000 0.000000005 2.50000000 0.00000000 0.00000000 2.50000000 0.00000000 0.000000006 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.000000007 -2.50000000 0.00000000 0.00000000 -2.50000000 0.00000000 0.000000008 -4.00000000 0.00000000 0.00000000 -4.00000000 0.00000000 0.000000009 -4.50000000 0.00000000 0.00000000 -4.50000000 0.00000000 0.0000000010 -4.50000000 0.00000000 0.00000000 -4.50000000 0.00000000 0.0000000011 -4.00000000 0.00000000 0.00000000 -4.00000000 0.00000000 0.0000000012 -2.50000000 0.00000000 0.00000000 -2.50000000 0.00000000 0.0000000013 -3.00000000 0.00000000 0.00000000 -3.00000000 0.00000000 0.0000000014 -2.50000000 0.00000000 0.00000000 -2.50000000 0.00000000 0.0000000015 -1.50000000 0.00000000 0.00000000 -1.50000000 0.00000000 0.0000000016 -1.00000000 0.00000000 0.00000000 -1.00000000 0.00000000 0.0000000017 -1.50000000 0.00000000 0.00000000 -1.50000000 0.00000000 0.0000000018 -2.50000000 0.00000000 0.00000000 -2.50000000 0.00000000 0.0000000019 -3.00000000 0.00000000 0.00000000 -3.00000000 0.00000000 0.0000000020 3.53553391 0.00000000 0.00000000 3.53553391 0.00000000 0.0000000021 2.12132034 0.00000000 0.00000000 2.12132034 0.00000000 0.0000000022 0.70710678 0.00000000 0.00000000 0.70710678 0.00000000 0.0000000023 0.70710678 0.00000000 0.00000000 0.70710678 0.00000000 0.0000000024 2.12132034 0.00000000 0.00000000 2.12132034 0.00000000 0.0000000025 3.53553391 0.00000000 0.00000000 3.53553391 0.00000000 0.00000000 -----------------------------------------------------------------------------------------------C）高跨比1:9（每小格比2:3）输出图形：输出内力值：内力计算杆端内力值 ( 乘子 = 1)-----------------------------------------------------------------------------------------------杆端 1 杆端 2----------------------------------------------------------------------------------单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩-----------------------------------------------------------------------------------------------1 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.000000002 3.75000000 0.00000000 0.00000000 3.75000000 0.00000000 0.000000003 6.00000000 0.00000000 0.00000000 6.00000000 0.00000000 0.000000004 6.00000000 0.00000000 0.00000000 6.00000000 0.00000000 0.000000005 3.75000000 0.00000000 0.00000000 3.75000000 0.00000000 0.000000006 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.000000007 -3.75000000 0.00000000 0.00000000 -3.75000000 0.00000000 0.000000008 -6.00000000 0.00000000 0.00000000 -6.00000000 0.00000000 0.000000009 -6.75000000 0.00000000 0.00000000 -6.75000000 0.00000000 0.0000000010 -6.75000000 0.00000000 0.00000000 -6.75000000 0.00000000 0.0000000011 -6.00000000 0.00000000 0.00000000 -6.00000000 0.00000000 0.0000000012 -3.75000000 0.00000000 0.00000000 -3.75000000 0.00000000 0.0000000013 -3.00000000 0.00000000 0.00000000 -3.00000000 0.00000000 0.0000000014 -2.50000000 0.00000000 0.00000000 -2.50000000 0.00000000 0.0000000015 -1.50000000 0.00000000 0.00000000 -1.50000000 0.00000000 0.0000000016 -1.00000000 0.00000000 0.00000000 -1.00000000 0.00000000 0.0000000017 -1.50000000 0.00000000 0.00000000 -1.50000000 0.00000000 0.0000000018 -2.50000000 0.00000000 0.00000000 -2.50000000 0.00000000 0.0000000019 -3.00000000 0.00000000 0.00000000 -3.00000000 0.00000000 0.0000000021 2.70416346 0.00000000 0.00000000 2.70416346 0.00000000 0.0000000022 0.90138782 0.00000000 0.00000000 0.90138782 0.00000000 0.0000000023 0.90138782 0.00000000 0.00000000 0.90138782 0.00000000 0.0000000024 2.70416346 0.00000000 0.00000000 2.70416346 0.00000000 0.00000000 -------------------------------------------------------------------------------------------- 讨论分析：由以上三种高跨比的内力比较发现，上弦杆内力随着高跨比的增大，内力逐渐增大。

结构力学课程设计

结构力学课程设计一、以图示刚架为例。

分别用刚架力学模型和桁架力学模型计算，比较计算结果的异同。

1．刚架模型截面：b ×h=300mm ×500mm E=210GPaEI=6.56×108 N.m 2 EA=3.15×109N P=10KN(1)轴力图F N （单位：N ）(2)弯矩图M （单位：N ·m ）(3)剪力图F Q（单位：N）2.桁架轴力图F N （单位：N）结果比较：①上图中刚架与桁架的轴力图基本相同,特别是EI＜＜EA时，两者几乎一样。

②架结构不能承受剪力，剪力与弯矩都为0，而刚架结构既能承受剪力又能承受弯矩，当，只有EI＜＜EA时才能用桁架结构代替刚架结构。

二、在题一的基础上，用刚架力学模型，验证桁架计算的力学模型前提条件不满足时所产生的次内力。

（1）非直杆①轴力图F N （单位：N）②弯矩图M（单位：N·m）③剪力图F Q（单位：N）(2)受非结点荷载①轴力图F N （单位：N）②弯矩图M（单位：N·m）③剪力图F Q（单位：N）(3)杆件在结点处不交于一点①轴力图F N （单位：N）②弯矩图M（单位：N·m）③剪力图F Q（单位：N）通过与题一中的刚架模型比较可得：①在非直杆情况下，在非直杆及其邻近杆上产生较大的次内力，而对较远的杆影响较小。

②在非结点荷载作用下，荷载所作用的杆单元上剪力和弯矩变化较大，产生较大的次内力；而轴力图相对变化不大，故对轴力的影响比较小；对结点附近的杆也有一定的影响，而对较远的杆影响较小。

③杆件在结点处不交于一点，偏移处产生的次内力较大，特别是剪力变化非常大，增大了很多倍。

三、连续梁跨数不同对荷载作用内力的影响模型截面参数：EI=8.75×109N.m2EA=1.05×1011N跨长：L=5m荷载：q=20kN/m1、单跨弯矩图M（单位：N·m）2、两跨弯矩图M（单位：N·m）3、三跨弯矩图M（单位：N·m）4、四跨弯矩图弯矩图M（单位：N·m）5、五跨弯矩图弯矩图M（单位：N·m）6、六跨弯矩图弯矩图M（单位：N·m）7、七跨弯矩图弯矩图M（单位：N·m）比较上述弯矩图可知：①在连续梁中，随跨数增加，荷载作用下跨中最大弯矩减小，但减小的速度越来越慢，最终趋近于一个定值。

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结构力学课程从内容上讲，主要涉及机构的几何组成分析，求解静定、超静定结构内力的虚功原理。

具体分析问题的方法包括力法、位移法等。

但对于复杂结构来讲，简单的手算的方法过于繁琐。

问题一：一、利用全选主元的高斯约当（ Gauss-Joadan ）消去法求解如下方程组，并给出详细的程序注解和说明：⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧∙⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡1536353424543214109753910862781071567554321x x x x x问题描述：这是一个五元线性方程组，需要采用全选主元高斯约当消去法来求解。

程序说明：全选主元高斯约当消去法：AGJDN(A,B,N,M,L,JS)A ——双精度实型二维数组，体积为N ×N ，输入参数。

存放方程组的系数矩阵，返回时将被破坏。

B ——双精度实型二维数组，体积为N ×M ，输入兼输出参数。

调用时存放M 组常数向量；返回M 组解向量。

N ——整型变量，输入参数，方程组阶数。

M ——整型变量，输入参数。

方程组右端常数向量的组数。

L ——整型变量，输出参数。

若返回L=0，说明方程组系数矩阵奇异，求解失败；若L ≠0，表示正常返回。

JS ——整型一维数组，长度为N 。

本子程序的工作数组。

全选主元高斯约当消去法的程序及注解如下：子程序：SUBROUTINE AGJDN(A,B,N,M,L,JS)DIMENSION A(N,N),B(N,M),JS(N)DOUBLE PRECISION A,B,DL=1DO 100 K=1,NQ=0.0DO 10 I=K,NDO 10 J=K,NIF (ABS(A(I,J)).GT.Q) THENQ=ABS(A(I,J))JS(K)=JIS=IEND IF10 CONTINUEIF (Q+1.0.EQ.1.0) THENWRITE(*,20)L=0RETURNEND IF20 FORMA T(1X,'FAIL')DO 30 J=K,ND=A(K,J)A(K,J)=A(IS,J)A(IS,J)=D30 CONTINUEDO 40 J=1,MD=B(K,J)B(K,J)=B(IS,J)B(IS,J)=D40 CONTINUEDO 50 I=1,ND=A(I,K)A(I,K)=A(I,JS(K))A(I,JS(K))=D50 CONTINUEDO 60 J=K+1,N60 A(K,J)=A(K,J)/A(K,K)DO 70 J=1,M70 B(K,J)=B(K,J)/A(K,K)DO 90 I=1,NIF (I.NE.K) THENDO 80 J=K+1,N80 A(I,J)=A(I,J)-A(I,K)*A(K,J)DO 85 J=1,M85 B(I,J)=B(I,J)-A(I,K)*B(K,J)END IF90 CONTINUE100 CONTINUEDO 110 K=N,1,-1DO 110 J=1,MD=B(K,J)B(K,J)=B(JS(K),J)B(JS(K),J)=D110 CONTINUERETURNEND主程序：DIMENSION A(5,5),B(5,1),JS(5)DOUBLE PRECISION A,BDA TAA/5.0,7.0,6.0,5.0,1.0,7.0,10.0,8.0,7.0,2.0,6.0,8.0,10.0,9.0,3.0,5.0,7.0,9.0,10.0,4.0,1.0,2.0,3.0,4.0,5. 0/DA TA B/24.0,34.0,35.0,36.0,15.0/N=5M=1CALL AGJDN(A,B,N,M,L,JS)IF (L.NE.0) THENWRITE(*,10) ((B(I,J),I=1,5),J=1,1)END IF10 FORMAT(1X,4D15.6)END运行结果：问题二：二、利用追赶法求解如下方程组，并给出详细的程序注解和说明： ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧-----=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧∙⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡---------------72922206431613715211492316521131655232131165214387654321x x x x x x x x 问题描述：这是一个五条对角线的带型的方程组，问题要求需要用追赶法来解。

方法一：追赶法程序说明：pendag(a,b,c,d,e,r,u,n)n ——整型变量，输入参数，方程阶数a ——n 个元素的一维实型数组，输入参数，存放系数矩阵的下次对角元素下面的元素（,,,321a a a ...n a ),其中21,a a 任意b ——n 个元素的一维实型数组，输入参数，存放系数矩阵的下次对角元素（,,,321b b b ...n a ),其中1b 任意c ——n 个元素的一维实型数组，输入参数，存放系数矩阵的对角元素d ——n 个元素的一维实型数组，输入参数，存放系数矩阵的上次对角元素（,,,321d d d ...n d ),其中n d 任意e ——n 个元素的一维实型数组，输入参数，存放系数矩阵的上次对角元素上面的元素（,,21e e ...,n n n e e e ,,12--)，其中n n e e ,1-任意r ——n 个元素的一维实型数组，输入参数，存放方程的右端向量 u ——n 个元素的一维实型数组，输出参数，输出方程的解向量追赶法带型的计算程序及注解：SUBROUTINE pendag(a,b,c,d,e,r,u,n) PARAMETER(nmax=100)REAL a(n),b(n),c(n),d(n),e(n),r(n),u(n),w(nmax),beta(nmax),alpha(nmax),cg(nmax),h(nmax) INTEGER k,n w(1)=c(1) Beta(1)=0.0Beta(2)=d(1)/w(1) alpha(1)=0.0alpha(2)=e(1)/w(1) alpha(n)=0.0 alpha(n+1)=0.0 Do k=2,nCg(k)=b(k)-a(k)*beta(k-1)W(k)=c(k)-a(k)*alpha(k-1)-cg(k)*beta(k) If(w(k).eq.0.0) pause 'w(k)=0.0 in pendag' Beta(k+1)=(d(k)-cg(k)*alpha(k))/w(k)alpha(k+1)=e(k)/w(k)End doH(1)=0.0H(2)=r(1)/w(1)Do k=2,nH(k+1)=(r(k)-a(k)*h(k-1)-cg(k)*h(k))/w(k)End doU(n)=h(n+1)U(n-1)=h(n)-beta(n)*u(n)Do k=n-2,1,-1U(k)=h(k+1)-beta(k+1)*u(k+1)-alpha(k+1)*u(k+2)End doEnd SUBROUTINE pendagPROGRAM D1R4! Driver program for routine PENDAGPARAMETER(N=8)DIMENSION A1(N,N),A(N),B(N),C(N),D(N),E(N),R(N),U(N),X(N) DA TA A1/3.,-2.,1.,0.,0.,0.,0.,0.,-4.,-5.,3.,2.,&0.,0.,0.,0.,1.,6.,-1.,5.,-3.,0.,0.,0.,0.,1.,2.,-5.,1.,6.,0.,0.,&0.,0.,-3.,6.,-1.,1.,-4.,0.,0.,0.,0.,-1.,2.,-3.,1.,5.,0.,0.,0.,0.,&-5.,2.,-1.,1.,0.,0.,0.,0.,0.,-9.,2.,-7./DA TA R/13.,-6.,-31.,64.,-20.,-22.,-29.,7./Print*,'已知的方程的右端向量'Do I=1,NWRITE(*,'(1X,3F12.6)') R(I)END DODO I=3,NA(I)=A1(I,I-2)END DODO I=2,NB(I)=A1(I,I-1)END DODO I=1,N-1D(I)=A1(I,I+1)END DODO I=1,N-2E(I)=A1(I,I+2)END DODO I=1,NC(I)=A1(I,I)END DOCall PENDAG(A,B,C,D,E,R,U,N)WRITE(*,*)Print*,'计算出的方程的解'DO I=1,NWRITE(*,'(1X,3F12.6)')U(I)END DO!将计算的解B乘以系数矩阵，以检验计算结果的正确DO L=1,NX(L)=0.DO J=1,NX(L)=X(L)+A1(L,J)*U(J)END DOEND DOWRITE(*,*)Print*,'计算出的解乘以系数矩阵的结果'DO I=1,NWRITE(*,'(1X,3F12.6)') X(I)END DOEND运行结果：总结与思考：用完了追赶法，我又偶然发现这个也可以用第一题类似的算法——列选主元高斯消去法算带型问题(方法二）：方法二：列选主元高斯消去法算带型问题程序说明：ABAND(B,D,N,L,IL,M,IT)B——双精度实型二维数据，体积为N×B，输入参数。