地下地面结构内力及配筋计算程序资料Word下载.docx
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则
总体坐标系的单元刚度矩阵为：
坐标转换矩阵为：
α为杆轴与水平坐标轴的夹角
对总体结构的节点进行编号，由杆单元按节点对号入座形成总体刚度矩阵。
节点力、节间荷载形成的固端力对号入座形成结构不平衡固端力列向量。
节点的变位约束，用处理总刚矩阵的方法解决。
每个节点有三个变位的自由度，其顺序为水平变位、垂直变位及转角变位，每个变位及节点荷载的正方向如图所示：
节间荷载有6种，如图示：
在程序编制中，总刚的存贮采用变带宽紧凑存贮，应用乔列斯基法求解线性方程组，速度快，精度高。
总刚的存贮用二维数组代替一维数组，扩大了解题范围。
对于弹性地基梁单元，其杆件节点码的取号顺序应为：
而不能是：
，以便对弹性地基梁的变位进行检验。
对结构进行编号时，弹性地基梁应编在最后，且每根杆件为一种类型（即使杆件参数完全相同，也按不同类型对待）。
最初计算时，凡是弹性地基梁，都认为两端的变位方向都向着基岩。
计算出节点变位后，对弹性地基梁逐个进行检验，若两端变位离开地基，则将此弹地基梁当做普通梁重新计算框架内力，当改为普通梁的杆件一端变位向着地基时，则将此杆重新改为弹性地基梁。
改动过程中，荷载也做相应变动。
如此反复，直至实际变位方向与假定完全一致时为止。
一般迭代两三次即可一致。
所以，基岩弹性抗力的实际分布无需事先假定，这样更符合实际受力情况。
程序规定节点为刚结，当为铰结时，该点编两个号，两号之间认为是一个0.001×
0.001m长0.001m之杆件参加运算，该处即近似地当做了铰结计算。
由于允许有斜杆，可以将曲线拱离散成若干个小直杆进行计算。
对于需要考虑刚域的杆件，可将此杆件的刚域分离出来，作为一个单独的杆件参与结构分析。
杆件内力求出后，按水工钢筋混凝土规范进行配筋计算。
本程序中的配筋计算是依据《水工钢筋混凝土结构设计规范》（SDJ20-78）编制的。
本来应该改为用新的《水工混凝土结构设计规范》（SL191-2008）（以下简称08规范）计算，由于（08规范）对于杆件计算长度、偏心距增大系数等有较为复杂的规定，难于在结构计算程序中给予反映，所以这部分的内容，只能由《08规范）的专用程序来完成。
以前的这部分计算内容，应该删去。
为了给大家有一个对比、参考，目前先保留这部分内容。
配筋计算按照《水工钢筋混凝土设计规范》（SDJ20-78）的公式计算偏心受压和偏心受拉构件。
计算求出受压钢筋面积、受拉钢筋面积、抗裂安全系数、裂缝开展宽度等。
当计算出的钢筋面积小于最小配筋率时，应按有关规定办理。
或按最小配筋率配筋，或按少筋混凝土设计。
有些按铰处理的特小杆件，考虑刚域的特大杆件，其配筋计算仅作参考，不能为实际工程使用。
当裂缝开展宽度较大，超过允许值时，应加大钢筋面积，或减小钢筋直径。
本程序计算普通平面框架内力，与水电部南京自动化研究所平面框架程序结果完全一致；
用以计算园形隧洞内力与水工隧洞规范附录程序计算结果完全一致。
还可以用于阶梯形弹性地基梁、算例中带刚域的二孔方形涵洞和地下闸井以及图示的结构：
三、程序使用方法
1，绘出结构计算简图，编写结构节点号，单元类型号及各类的杆件号等。
2，填写输入数据表，共有9个表：
表0--基岩弹性抗力系数表；
表1--钢筋混凝土基本数据表；
表2--结构基本数据表
表3--各类型单元的杆件数及几何数据表；
表4--杆件节点码数据表；
表5--约束数据表；
表6--节点荷载数据表；
表7--节间荷载数据表；
表8--节间荷载所作用的杆件类型及杆件号。
（表0~表8，按顺序形成数据文件，后面举例说明各数据表的内容及填写方法）
3，上机操作：
启动程序后，点击‘数据来源’介面，点击算例数据文件，算例的数据即进入相应的数据框中，然后点击‘计算’，即得算例的文本结果。
在数据框中填入自己的数据，以自己命名的文件存盘，可将自己工程的数据存为数据文件，点击‘计算’，即得文本结果。
计算结果为汉字的计算书，一目了然。
4，输出内容：
⑴打印原始数据（按输入先后顺序分表打印）
⑵按杆件编号顺序，将每根杆件2--10等分，打印每点的基岩弹性抗力（G）、内力（轴向力N,剪力Q,弯矩M）及配筋计算结果（受压钢筋面积Ag'
受拉钢筋面积Ag,抗裂安全系数kF,裂缝开展宽度Lf）。
图示内力的正方向：
5，举例说明数据表的填法
例1，某工程闸井结构，荷载如下图所示，填表上机计算内力及配筋。
节点编号1～12，杆件分为14类，1×
1.4等是矩形截面尺寸，荷载及结构尺寸见图。
杆件下面的分数中，分母为单元类型号，分子为此杆在这类型杆件中是第几根。
杆件单元类型应将弹性地基排在最后，以便对弹性地基梁的变位进行检验。
需要对变位进行检验的弹性地基梁，每个单元类型只能有一根杆件。
若取杆左端或下端为始端，则与X轴的夹角分别为0°
和90°
，若以右端或上端为始端，则夹角分别为180°
和270°
。
现在将表0～表9按顺序一一说明如下：
⑴工程名：
供打印成果的标题用，用字符串形式，本例为：
“SUANLI”
⑵表0：
填写5个可能用到的基岩弹性抗力系数（t-m制）。
⑶表1：
数据号<
1>
～<
7>
（kg-cm制）。
按照《水工钢筋混凝土结构设计规范》（SDJ20-78）的参数填写
<
钢筋混凝土偏心受压构件的强度安全系数；
2>
偏心受拉构件的强度安全系数；
3>
混凝土标号，如200#填“200”
4>
钢筋设计强度；
5>
钢筋弹模；
6>
钢筋毛保护层；
钢筋直径，为计算裂缝开展宽度用。
本例表1数据为：
1.6,1.5,”200”,2400,2100000,10,1.6
⑷表2：
汇总表。
8>
14>
，（以下为（10kN）-m制）。
节点总数N，本例N＝12；
9>
结构的单元类型数M，凡杆件长度、截面宽度和高度、杆轴与X轴的夹角、基岩弹性抗力系数类别都相同的单元划为一类。
本例M＝14
10>
不按弹性地基梁检验变位的单元类型数。
本例M1=6；
<
11>
受约束的自由度总数Z。
结构的每个节点有3个变位（即自由度），整个结构有3×
N个自由度，凡已知某个自由度为0的，即为受约束的自由度。
如以下结构：
共12个变位，左下肢的3个变位和右下肢的水平变位垂直变位为0，故Z=5
本例Z=1（第31个自由度为0，即节点11的水平变位为0）
12>
结构所受到的节点荷载总个数Q。
本例Q=3；
13>
节间荷载类型数O。
同一类型的节间荷载是指大小、方向、位置以及型式都相同的节间荷载。
本例中的O＝14；
结构所用材料的弹性模量E。
本例E=2600000；
⑸表3：
单元类型。
15>
20>
，按序号I依次填写数据，I从1到M。
第Ｉ类单元的杆件数M（I）；
16>
第Ｉ类单元的杆件长度L（I）；
17>
第Ｉ类单元的杆件宽度B（I）；
18>
第Ｉ类单元的杆件高度H（I）；
19>
第Ｉ类单元的杆件轴与X轴（水平轴）的夹角G（I），G（I）如下规定：
以杆件始端为圆心，向右作水平轴为0o，杆轴与水平轴的逆时针夹角为正，顺时针夹角为负，0～±
360o有效；
第Ｉ类单元的弹性抗力系数的类别，是表0中的第几个则填几，若不是弹性地基梁则填0；
⑹表4：
杆件节点码。
21>
杆件节点码采用压缩信息存贮，数据形式为：
杆件节点码从第一类单元的开始，直到最后一类单元。
本例的表3、表4数据按对应关系列出如下：
__________表3（杆件数据）_______________表4（节点码）____
根数（M）长度（L）宽度（B）高度（H）夹角（G）弹抗类型（K）节点码
26.701.000.900.0001.022.03
26.701.001.100.0004.055.06
26.701.002.300.0007.088.09
17.601.001.00270.0002.05
16.601.001.00270.0005.08
110.401.001.40270.0008.11
17.601.002.00270.0011.04
17.601.002.0090.0016.03
16.601.002.50270.0014.07
16.601.002.5090.0019.06
110.401.002.50270.0017.10
110.401.002.5090.00112.09
16.701.002.500.00110.11
16.701.002.500.00111.12
⑺表5：
约束自由度号。
22>
约束自由度号。
自由度号按节点的顺序，第一个节点为1（水平），2（垂直），3（转角），第2个节点为4（水平），5（垂直），6（转角），依次类推，本例有约束的自由度只有1个，就是第11个节点的水平变位，即3×
10+1=31；
⑻表6：
节点荷载。
23>
24>
节点荷载值；
该节点荷载对应的自由度号。
本例共3个节点荷载，数据如下：
-1,2,-2,5,-1,8
⑼表7：
节间荷载。
25>
28>
节间荷载值；
26>
节间荷载距起始端距离；
27>
节间荷载形式（共6种，参看前面的图示）；
这类荷载作用的杆件个数。
⑽表8：
节间荷载所作用的杆件类型和杆件号。
29>
杆件类型和杆件号。
数据形式如下：
本例的表7，表8按对应关系列出如下：
__________表7（节间荷载）______________表8（作用的杆件编号）___
荷载值自始端距离荷载类型杆件个数杆件编号
0.56.70261.011.022.012.023.013.02
50.003.35123.013.02
-2.317.60517.01
-2.387.60617.01
-4.696.60519.01
-9.746.60619.01
-14.4310.405111.01
-6.5310.406111.01
-2.857.60518.01
2.397.60618.01
-10.436.605110.01
7.586.606110.01
-16.9610.405112.01
6.5310.406112.01
输入数据顺序按工程名及表0~表8，在表中严格按照先后顺序，形成数据文件。
数据文件为G-14-1.INT：
"
SUANLI"
50000,0,0,0,0
1.6,1.5,"
200"
2400,21E5,10,1.6
12,14,6,1,3,14,26E5,2.5
2,6.7,1,.9,0,0,2,6.7,1,1.1,0,0
2,6.7,1,2.3,0,0,1,7.6,1,1,270,0
1,6.6,1,1,270,0,1,10.4,1,1.4,270,0
1,7.6,1,2,270,1,1,7.6,1,2,90,1
1,6.6,1,2.5,270,1,1,6.6,1,2.5,90,1,1,10.4,1,2.5,270,1
1,10.4,1,2.5,90,1,1,6.7,1,2.5,0,1,1,6.7,1,2.5,0,1
1.02,2.03,4.05,5.06,7.08,8.09,2.05,5.08,8.11
1.04,6.03,4.07,9.06,7.1,12.09,10.11,11.12
31
-1,2,-2,5,-1,8
0.5,6.7,2,6,50,3.35,1,2
-2.31,7.6,5,1,-2.38,7.6,6,1
-4.69,6.6,5,1,-9.74,6.6,6,1,-14.43,10.4,5,1
-6.53,10.4,6,1
-2.85,7.6,5,1,2.39,7.6,6,1,-10.43,6.6,5,1
7.58,6.6,6,1,-16.96,10.4,5,1,6.53,10.4,6,1
1.01,1.02,2.01,2.02,3.01,3.02,3.01,3.02
7.01,7.01,9.01,9.01,11.01,11.01
8.01,8.01,10.01,10.01,12.01,12.01
计算结果文件为G-14-1.OUT:
**********************************************************************
*****带斜杆带弹性地基梁的平面框架内力及配筋计算书G-14*****
工程名:
SUANLI
一.基本数据
__________表0（5个基岩弹性抗力系数）__________
500000000
__________表1（钢筋混凝土数据）__________
抗压安全系数（Ky）抗拉安全系数（KL）混凝土标号（R#）钢筋强度（Rg）
1.61.52002400
钢筋弹模（Eg）保护层厚度（a）钢筋直径（d）
2100000101.6
__________表2（控制数据）__________
节点数（N0）杆件类型数（M0）不检验变位数（M2）约束变位数（Z0）
121461
节点荷载数（Q0）节间荷载数（O0）杆件材料弹模（E）杆件材料容重（RH）
31426000002.5
__________表3（杆件数据）_______________表4（节点码）____
根数（M）长度（L）宽度（B）高度（H）夹角（G）弹抗类型（K）节点码
__________表5（约束自由度号）__________
31
__________表6（节点荷载）__________
荷载值自由度号,荷载值自由度号......
-12-25-18
__________表7（节间荷载）______________表8（作用的杆件编号）___
荷载值自始端距离荷载类型杆件个数杆件编号
0.506.70261.011.022.012.023.013.02
二.计算结果:
________________________________________________________________________________
杆1
基岩弹抗轴向力剪力弯矩受压钢筋受拉钢筋抗裂K裂缝宽
00.00011.460-9.967-13.3770.0007.0822.9240.03038
10.00011.460-8.124-7.3160.0001.8976.0130.19943
20.00011.460-6.282-2.4900.0000.00043.4100.00000
30.00011.460-4.4391.1010.0000.00099.9990.00000
40.00011.460-2.5973.4580.0000.00019.2490.00000
50.00011.460-0.7544.5810.0000.00011.6990.00000
60.00011.4601.0884.4690.0000.00012.1750.00000
70.00011.4602.9313.1230.0000.00023.8530.00000
80.00011.4604.7730.5420.0000.00099.9990.00000
90.00011.4606.616-3.2740.0000.00021.5350.00000
100.00011.4608.458-8.3230.0002.7555.1070.11342
杆2
00.00011.924-9.119-10.1090.0004.1094.0670.06492
10.00011.924-7.276-4.6170.0000.00011.8370.00000
20.00011.924-5.434-0.3590.0000.00099.9990.00000
30.00011.924-3.5912.6640.0000.00038.2460.00000
40.00011.924-1.7494.4530.0000.00012.5670.00000
50.00011.9240.0945.0070.0000.00010.4030.00000
60.00011.9241.9364.3270.0000.00013.1900.00000
70.00011.9243.7792.4120.0000.00053.6950.00000
80.00011.9245.621-0.7370.0000.00099.9990.00000
90.00011.9247.464-5.1210.0000.00010.0480.00000
100.00011.9249.306-10.7390.0004.6483.7860.05466
杆3
00.00040.737-11.449-14.6160.0000.0006.9980.00000
10.00040.737-9.272-7.6740.0000.00099.9990.00000
20.00040.737-7.094-2.1920.0000.00099.9990.00000
30.00040.737-4.9171.8320.0000.00099.9990.00000
40.00040.737-2.7394.3970.0000.00099.9990.00000
50.00040.737-0.5625.5030.0000.00099.9990.00000
60.00040.7371.6165.1490.0000.00099.9990.00000
70.00040.7373.7933.3370.0000.00099.9990.00000
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