结构矩阵源程序.docx
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结构矩阵源程序
'========================
'StructuralAnalysisProgramForPlaneFrame
'========================
OptionExplicit
DimnnAsInteger,neAsInteger,ndAsInteger,ndfAsInteger
DimnfAsInteger,npjAsInteger,npeAsInteger,nAsInteger
Dima1（50）AsDouble,t（6,6）AsDouble,x（40）AsDouble,y（40）AsDouble
Dimj1（50）AsInteger,jr（50）AsInteger,ea（50）AsDouble,ei（50）AsDouble
Dimc（6,6）AsDouble,r（120,120）AsDouble,p（120）AsDouble,pe（120）AsDouble
Dimibd（20）AsInteger,ii（6）AsInteger,bd（20）AsDouble,ff（6）AsDouble
Dimmj（20）AsInteger,qj（20,3）AsDouble,f（6）AsDouble,dis（6）AsDouble
Dimmf（30）AsInteger,ind（30）AsInteger,aq（30）AsDouble,bq（30）AsDouble
Dimq1（30）AsDouble,q2（30）AsDouble
'========================
'MainProgram
'========================
Subframe（）
Open"D:
\mydata\fr.txt"ForInputAs#1
Open"D:
\mydata\fw.txt"ForOutputAs#2
Callinput1
Callwstiff
Callload
Callbound
Callgauss
Callnqm
Close1
Close2
EndSub
'========================
'SUB-1ReadandPrintInitialData
'========================
Subinput1（）
DimintiAsInteger,intjAsInteger,iAsInteger,jAsInteger,kAsInteger
Dimdx,dyAsDouble
Print#2,"planeframestructuralanalysis"
Print#2,"********************************"
Print#2,"InputData"
Print#2,"====="
Print#2,
Print#2,"StructuralControlData"
Print#2,"_______________________"
Print#2,"nn";Spc（3）;"ne";Spc（3）;"nf";Spc（3）;"nd";Spc（3）;"ndf";Spc
（2）;"npj";Spc
（2）;"npe";Spc（3）;"n"
Input#1,nn,ne,nf,nd,ndf,npj,npe
n=3*（nn-nf）
Print#2,nn;Spc
（2）;ne;Spc
（2）;nf;Spc
（2）;nd;Spc
（2）;ndf;Spc
（2）;npj;Spc
（2）;npe;Spc
（2）;n
Print#2,
Print#2,"NodalCoordinates"
Print#2,"____________________"
Print#2,"Node";Spc
（2）;"x";Spc（5）;"y"
i=nn
Forinti=1Toi
Input#1,inti,x（inti）,y（inti）
Print#2,inti;Spc
（2）;x（inti）;Spc（3）;y（inti）
Nextinti
Print#2,
Print#2,"ElementInformation"
Print#2,"_____________________"
Print#2,"Ele.No.";Spc
（2）;"j1";Spc
（2）;"jr";Spc（5）;"ea";Spc（7）;"ei";Spc（5）;"a1"
i=ne
Forinti=1Toi
Input#1,inti,j1（inti）,jr（inti）,ea（inti）,ei（inti）
Nextinti
Forinti=1Toi
Ifj1（inti）>=jr（inti）ThenStop
Nextinti
Forinti=1Toi
j=j1（inti）
k=jr（inti）
dx=x（k）-x（j）
dy=y（k）-y（j）
a1（inti）=Sqr（dx*dx+dy*dy）
Print#2,Spc（3）;inti;Spc（4）;j1（inti）;Spc（3）;jr（inti）;Spc
（2）;ea（inti）;Spc
（2）;ei（inti）;Spc
（2）;a1（inti）
Nextinti
Print#2,
k=npj
Ifk<>0Then
Print#2,"NodalLoad"
Print#2,"____________"
Print#2,"i";Spc（3）;"mj";Spc
（2）;"xd";Spc
（2）;"yd";Spc
（2）;"md"
Forinti=1Tok
Input#1,inti,mj（inti）,qj（inti,1）,qj（inti,2）,qj（inti,3）
Print#2,inti;Spc
（2）;mj（inti）;Spc
（2）;qj（inti,1）;Spc
（2）;qj（inti,2）;Spc
（2）;qj（inti,3）
Nextinti
EndIf
Print#2,
i=npe
Ifi<>0Then
Print#2,"ElementLoads"
Print#2,"________________"
Print#2,"i";Spc（3）;"mf";Spc
（2）;"ind";Spc
（2）;"aq";Spc
（2）;"bq";Spc
（2）;"q1";Spc（3）;"q2"
Forinti=1Toi
Input#1,inti,mf（inti）,ind（inti）,aq（inti）,bq（inti）,q1（inti）,q2（inti）
Print#2,inti;Spc
（2）;mf（inti）;Spc（3）;ind（inti）;Spc
（2）;aq（inti）;Spc
（2）;bq（inti）;Spc
（2）;q1（inti）;Spc
（2）;q2（inti）
Nextinti
EndIf
Print#2,
j=ndf
Ifj<>0Then
Print#2,"BoundaryConditions"
Print#2,"___________________"
Print#2,"i";Spc（3）;"ibd";Spc（3）;"bd"
Forinti=1Toj
Input#1,inti,ibd（inti）,bd（inti）
Print#2,inti;Spc（3）;ibd（inti）;Spc（3）;bd（inti）
Nextinti
EndIf
EndSub
'========================
'SUB-2AssembleSturcturalStiffnessMatrix{R}
'========================
Subwstiff（）
DimiAsInteger,jAsInteger,ieAsInteger,k1AsInteger,k2AsInteger
Fori=1Ton
Forj=1Ton
r（i,j）=0
Nextj
Nexti
ie=1
DoWhileie<=ne
Callstiff（ie）
Calllocat（ie）
Fork1=1To6
i=ii（k1）
Ifi<=nThen
Fork2=k1To6
j=ii（k2）
Ifj<=nThen
r（i,j）=r（i,j）+c（k1,k2）
EndIf
Nextk2
EndIf
Nextk1
ie=ie+1
Loop
Fori=2Ton
Forj=1To（i-1）
r（i,j）=r（j,i）
Nextj
Nexti
EndSub
'========================
'Sub-3SetUpStiffnessMatrix[C]（GlobalCoordinatSystem）
'========================
Substiff（ie）
DimiAsInteger,jAsInteger
DimcxAsDouble,cyAsDouble,b1AsDouble,b2AsDouble,b3AsDouble,b4AsDouble
Dims1AsDouble,s2AsDouble,s3AsDouble,s4AsDouble,s5AsDouble,s6AsDouble
i=j1（ie）
j=jr（ie）
cx=（x（j）-x（i））/a1（ie）
cy=（y（j）-y（i））/a1（ie）
b1=ea（ie）/a1（ie）
b2=12#*ei（ie）/a1（ie）^3
b3=6#*ei（ie）/a1（ie）^2
b4=2#*ei（ie）/a1（ie）
s1=b1*cx^2+b2*cy^2
s2=（b1-b2）*cx*cy
s3=b3*cy
s4=b1*cy^2+b2*cx^2
s5=b3*cx
s6=b4
c（1,1）=s1
c（1,2）=s2
c（1,3）=s3
c（1,4）=-s1
c（1,5）=-s2
c（1,6）=s3
c（2,2）=s4
c（2,3）=-s5
c（2,4）=-s2
c（2,5）=-s4
c（2,6）=-s5
c（3,3）=2#*s6
c（3,4）=-s3
c（3,5）=s5
c（3,6）=s6
c（4,4）=s1
c（4,5）=s2
c（4,6）=-s3
c（5,5）=s4
c（5,6）=s5
c（6,6）=2#*s6
Fori=2To6
Forj=1To（i-1）
c（i,j）=c（j,i）
Nextj
Nexti
EndSub
'====================
'SUB-4SetUpElementLocationVector{II}
'====================
Sublocat（ie）
DimiAsInteger,jAsInteger
i=j1（ie）
j=jr（ie）
ii
（1）=3*i-2
ii
（2）=3*i-1
ii（3）=3*i
ii（4）=3*j-2
ii（5）=3*j-1
ii（6）=3*j
EndSub
'====================
'SUB-5SetUptotalnodalVector{p}
'====================
Subload（）
DimiAsInteger,jAsInteger,kAsInteger
i=1
DoWhilei<=n
p（i）=0#
i=i+1
Loop
Ifnpj>0Then
Fori=1Tonpj
k=mj（i）
p（3*k-2）=qj（i,1）
p（3*k-1）=qj（i,2）
p（3*k）=qj（i,3）
Nexti
EndIf
Ifnpe<>0Then
Calleload
i=1
DoWhilei<=n
p（i）=p（i）+pe（i）
i=i+1
Loop
EndIf
EndSub
'====================
'SUB-6SetUpelementeffectiveload
'====================
Subeload（）
DimiAsInteger,jAsInteger,kAsInteger,k1AsInteger,k2AsInteger,k3AsInteger
i=1
DoWhilei<=n
pe（i）=0#
i=i+1
Loop
j=1
DoWhilej<=npe
k=mf（j）
Calltrans（k）
Calllocat（k）
Callefix（j）
Fork1=1To6
f（k1）=0#
Fork2=1To6
f（k1）=f（k1）+t（k2,k1）*ff（k2）
Nextk2
Nextk1
Fork3=1To6
i=ii（k3）
Ifi<=nThen
pe（i）=pe（i）-f（k3）
EndIf
Nextk3
j=j+1
Loop
EndSub
'====================
'SUB-7SetUpfixed-endforceofelement
'====================
Subefix（i）
DimjAsInteger,kAsInteger
Dims1AsDouble,aAsDouble,bAsDouble,p1AsDouble,p2AsDouble
Dimb1AsDouble,b2AsDouble,b3AsDouble,c1AsDouble,c2AsDouble,c3AsDouble
Dimd1AsDouble,d2AsDouble
Forj=1To6
ff（j）=0#
Nextj
k=mf（i）
s1=a1（k）
a=aq（i）
b=bq（i）
p1=q1（i）
p2=q2（i）
b1=s1-（a+b）/2#
b2=b-a
b3=（a+b）/2#
c1=s1-（2#*b+a）/3#
c2=b2
c3=（2#*b+a）/3#
d1=b^3-a^3
d2=b*b-a*a
SelectCaseind（i）
Case1
ff
（2）=-p1*（s1-a）^2*（1#+2#*a/s1）/s1^2
ff（3）=p1*a*（s1-a）^2/s1^2
ff（5）=-p1-ff
（2）
ff（6）=-p1*a^2*（s1-a）/s1^2
Case2
ff
（2）=-p1*b2*（12#*b1^2*s1-8#*b1^3+b2^2*s1-2#*b1*b2^2）/（4#*s1^3）
ff（3）=p1*b2*（12#*b3*b1^2-3*b1*b2^2+b2^2*s1）/12#/s1^2
ff（5）=-p1*b2-ff
（2）
ff（6）=-p1*b2*（12#*b3^2*b1+3#*b1*b2^2-2#*b2^2*s1）/12#/s1^2
Case3
ff
（2）=-p2*c2*（18*c1^2*s1-12*c1^3+c2^2*s1-2*c1*c2^2-4*c2^3/45）/12/s1^3
ff（3）=p2*c2*（18#*c3*c1^2-3#*c1*c2^2+c2^2*s1-2#*c2^3/15#）/36#/s1^2
ff（5）=-0.5*p2*c2-ff
（2）
ff（6）=-p2*c2*（18#*c3^2*c1+3*c1*c2^2-2*c2^2*s1+2*c2^3/15#）/36#/s1^2
Case4
ff
（2）=-6#*p1*a*（s1-a）/s1^3
ff（3）=p1*（s1-a）*（3#*a-s1）/s1^2
ff（5）=-ff
（2）
ff（6）=p1*a*（2#*s1-3#*a）/s1^2
Case5
ff
（2）=-p1*（3#*s1*d2-2#*d1）/s1^3
ff（3）=p1*（2#*d2+（b-a）*s1-d1/s1）/s1
ff（5）=-ff
（2）
ff（6）=p1*（d2-d1/s1）/s1
Case6
ff
（1）=-p1*（1#-a/s1）
ff（4）=-p1*a/s1
Case7
ff
（1）=-p1*（b-a）*（1#-（b+a）/（2#*s1））
ff（4）=-p1*d2/2#/s1
Case8
ff（3）=-a*（p1-p2）*ei（k）/b
ff（6）=-ff（3）
EndSelect
EndSub
'=========================
'SUB-8SetUpCoordinateTransferMatrix[T]
'=========================
Subtrans（ie）
DimiAsInteger,jAsInteger
DimcxAsDouble,cyAsDouble
i=j1（ie）
j=jr（ie）
cx=（x（j）-x（i））/a1（ie）
cy=（y（j）-y（i））/a1（ie）
Fori=1To6
Forj=1To6
t（i,j）=0#
Nextj
Nexti
Fori=1To4Step3
t（i,i）=cx
t（i,i+1）=cy
t（i+1,i）=-cy
t（i+1,i+1）=cx
t（i+2,i+2）=1#
Nexti
EndSub
'=========================
'SUB-9IntroduceSupportConditions
'=========================
Subbound（）
DimiAsInteger,jAsInteger,kAsInteger
DimaAsDouble
Ifndf<>0Then
Forj=1Tondf
a=1E+20
Fori=1Tondf
k=ibd（i）
r（k,k）=a
p（k）=a*bd（i）
Nexti
Nextj
EndIf
EndSub
'===
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