高清PDF《钢筋混凝土结构分析程序设计 第二版 》侯建国 等主编 2013年

内容简介
本书系统地介绍了利用有限单元法进行框架结构的内力分析，并按我国现行结构设计标准《建筑结构荷载规范》( GB 50009——2001 ) ( 2006年版)、《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)和《建筑抗震设计规范》( GB 50011—2010)中的相关规定，介绍了荷载组合和配筋计算的程序设计方法与编制技巧。书中结合作者编制的框架结构分析程序FSAP程序( Frame StructuresAnalysis Program)，对FSAP程序的主要功能模块进行了详细讲解，并给出了相应的源程序。
本书可以作为高等学校土木建筑工程类专业本科生和硕士研究生有限元程序设计选修课的教材，亦可以供从事结构设计的工程技术人员以及高等学校相关教师参考。

前言
有限单元法作为一种实用的数值分析方法随着电子计算机技术的普及而得到了工程界的广泛重视,有限单元法已成为结构分析的强有力工具。
有限单元法在20世纪50年代起源于航空工程中飞机结构的矩阵分析。该方法将整个结构看成有限个力学小单元互相连接而组成的集合体;分析每个力学小单元的力学性能，按照一定的方式装配在一起，就反映了整体结构的力学特性。
这种思路，在1960年被推广用来求解弹性力学问题，并开始采用“有限单元法”( Finite Element Method)术语。其基本步骤是，首先将弹性连续体进行离散化，分割成有限的小块体(即单元)，让这些小块体只在指定点(即节点)处互相连接，用这种离散结构代替原来连续的结构;其次，对每个单元选择一个简单函数来近似表示其位移(或内力)分布规律，并按弹、塑性理论中的变分原理建立单元节点力与位移之间的关系;最后，把所有单元集合起来，得到一组代数方程组，求解代数方程组，得出各节点位移，进而求出各单元的应力或内力，从而得到离散结构的解。只要单元分得较多，就可能用这个解作为连续体的解答。
为了使解答尽可能接近精确解，通常划分单元较多，企图用手算完成这一任务是不可能的。电子计算机技术的进步，使这种方法得到广泛应用。电子计算机的特点是容量大、速度快、稳定性好，因而一般工程问题都能解决。这里，关键是根据有限单元法设计的计算机程序的编制。
目前，国内外已编制了许多大型通用有限单元法程序。其中著名的有E.L. Wilson教授等编制的SAP系列，K.J.Bathe教授等编制的ADINA系列，美国国家航空航天管理局(NASA)发展的NASTRAN，以及近年来在国内广为流行的美国大型有限元软件ANSYS,ABAQUS等;国内大连理工大学钟万鳃教授等研制的JIGFEX和 DDJ程序系统，国家航空工业部研制的XAJEF系列等。这些大型通用有限单元法程序，对于静力、动力、材料非线性、几何非线性、稳定性等问题都可以很方便地计算出来，可以解决许多复杂的工程问题。但大型有限单元法程序由于其通用性，无所不包，因而也带来了一些问题。例如，数据填写复杂，应用上不够方便。而且有些专门问题，新发展的问题，这类程序无法包括。因此，对于结构分析工作者，仅仅会使用现有程序是不够的，还必须具备根据不同的需要编制相应程序的能力。再者，有限单元法发展到现在，已积累了十分丰富的资料，计算机程序也编制了许多，在实际工作中，往往可以借鉴，这也需要学习编制程序的技巧与方法，才有可能读懂其他程序，然后再移植、改造或增加新的功能。
从工程应用的角度来看，为了推进计算机辅助设计的发展，要求结构分析进一步与工程结构数据库、网格自动剖分、图形处理、人工智能、专家系统、计算机绘图等相结合，而这些问题又更多地依赖于计算机程序设计的能力。在杆系结构方面，目前虽已有许多结构计算软件可供使用，但这些软件有的还停留在内力分析阶段，而按照我国现行结构设计标准的相关规定，对钢筋混凝土结构构件在各种荷载作用下的内力进行荷载组合，然后进行配筋计算的软件还为数不多，从结构设计的观点来看，仅求出结构构件的内力是远远不够的。目前国内应用较多的杆系结构设计软件有PKPM系列、TBSA、广厦CAD、GTStrudu、PSD( Plant Steel Design)等，但这些软件在应用中仍有一些不尽如人意的地方。例如，PKPM 用于火力发电厂主厂房的结构设计时有关风荷载的计算、荷载分项系数的取值和荷载组合及抗震设计时可变荷载的组合值系数的取值等方面就存在许多问题;GTStrudu及PSD 等从美国引进的软件，由于结构设计标准的不同，难以直接用于国内的工程结构设计。因此，掌握结构分析程序的编制方法，根据不同的需要编制一些专用的、单项的小型结构分析程序，尤其是根据我国现行结构设计标准中的相关规定编制相应的荷载组合和承载力计算程序，是从事工程结构设计的人员应具备的一个基本能力。
本书是在侯建国主编的《钢筋混凝土结构分析程序设计》(武汉大学出版社2004年第一版)的基础上修订而成，主要介绍利用有限单元法进行框架结构的内力分析，并按我国现行结构设计标准中的相关规定进行荷载组合和配筋计算的程序设计方法与编制技巧。全书由6章和1个附录所组成。
第Ⅰ章为绪论，简要介绍结构分析程序的发展与应用，结构分析程序设计的一般方法与基本要求和框架结构分析程序的主要内容。
第⒉章主要介绍平面杆系结构有限单元法(亦称矩阵位移法)的基本原理，并列出有关基本公式。其中重点以平面框架结构为例介绍了有限单元法解题的全过程，包括离散化、单元分析、整体分析和解方程求位移及杆端内力计算等内容。
第3章围绕作者所编写的平面杆系结构分析程序FSAP ( Frame Structures AnalysisProgram)进行逐段讲解，介绍平面框架结构内力分析程序的编制方法与技巧(包括静力分析和动力分析)。重点介绍了原始数据输人、约束条件的引入、单元刚度矩阵的形成、结构刚度矩阵的组集、整体荷载列向量的形成、解方程、杆端力计算和抗震设计中的自振周期的计算、水平地震作用计算及地震作用效应(内力、位移)计算等关键性程序模块，并给出了相应的细框图和源程序,便于读者自学和参考。
第4章和第5章仍以作者编制的FSAP程序为对象进行逐段讲解，重点介绍按照我国现行结构设计标准《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2001 ) (2006年版)、《混凝土结构设计规范》( GB 50010—2010)和《建筑抗震设计规范》( GB 50011—2010)的有关规定，进行荷载组合和配筋计算的程序设计。第3章还介绍了按我国现行《混凝土结构设计规范》(GB50010--2010)和《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)关于钢筋混凝土框架结构抗震设计中的“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点"的有关规定，对地震组合内力设计值进行调整的程序设计方法和编制技巧。
第6章给出了FSAP程序的使用说明，并给出了大量的工程实例，供读者上机实习之用，或作为读者自编某些程序的考题之用。

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