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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（
2、NE 行） .64.4 结点荷载信息（NP 行，NP0 时输入） .64.5 非结点荷载信息（NF 行，NF0 时输入） .64.6 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11 前言平面杆系结构分析程序使用 Visual Basic 6.0 编写，运行于 Windows 95, 98 2000, 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
3、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，x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xy系与整体坐标系的夹角为 轴与 x 轴的夹角 ，逆时针转为正。2.2 结点编号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。
4、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。图 1 整体坐标系与局部坐标系图 2 结点与单元编号平面杆系结构分析程序使用说明22.3 结点位移平面杆系结构每个结点有 3 个方向的位移，即水平位移 x，竖向位移 y，转角 。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
5、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。2.5 荷载的类型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）非结点荷载程序可以处理以下三种非结点荷载第 1 类非结点荷载。如图 5 所示，JT=1, ME=单元号, EP=P, EA=a。第 2 类非结点荷载。如图 6 所示，JT=2, ME=单元号, EP=q, EA=0。第 3 类非结点荷载。如图 7 所示
6、，JT=3, ME=单元号, EM=P, EA=a 。图 3 结点的约束特征图 4 结点荷载图 5 第 1 种非结点荷载图 6 第 2 种非结点荷载图 7 第 3 种非结点荷载平面杆系结构分析程序使用说明3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 数据输出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 x，竖向位移 y，转角 。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，x剪力与局部坐标轴 轴正向相同为正，弯矩逆时针y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，单元两端的位移在杆轴向的投影相等，则程序计算的杆
