结构力学一附录A HN 海南大学 土木建筑工程学院 附录A平面杆件结构先处理法 静力分析程序PFF 本程序依据第11章矩阵位移法的原理编制，使 用的语言为Fortran 90（自由格式），推荐用 Visual Fortran 6.5及以上版本编译。 一.PFF的主要功能和特点 (1)输入单元编号、结点编号和结点位移分 量统一编码，单元材料信息； (2)先处理法形成结构刚度矩阵和综合结点 荷载列阵； (3)GAUSS消元法解线性代数方程组； 2
2 结构力学—附录A 土木建筑工程学院 本程序依据第11章矩阵位移法的原理编制，使 用的语言为Fortran 90（自由格式），推荐用 Visual Fortran 6.5及以上版本编译。 一．PFF的主要功能和特点 （1）输入单元编号、结点编号和结点位移分 量统一编码，单元材料信息； （2）先处理法形成结构刚度矩阵和综合结点 荷载列阵； （3）GAUSS消元法解线性代数方程组； 附录A 平面杆件结构先处理法 静力分析程序PFF
结构力学附绿A 海南大学土木建筑工程学院 (4)计算并输出结点位移和单元杆端力： (5)使用动态数组，单元总数、结点总数仅 受计算机内存容量大小的限制。 二.PFF的使用方法 (1)输入输出数据文件 P℉F从原始数据文件中读取结构的离散化信息， 经计算后，将结果输出到结果数据文件中。运行编 译好的PFF可执行程序，会提示“Please input primary data file name!",这时输入事先准备好 的原始数据文件名，回车后，提示“Please input calculation result file name!”,输入一个文件名， PFF会自动以该文件名生成结果数据文件。 3
3 结构力学—附录A 土木建筑工程学院 （4）计算并输出结点位移和单元杆端力； （5）使用动态数组，单元总数、结点总数仅 受计算机内存容量大小的限制。 二．PFF的使用方法 （1）输入输出数据文件 PFF从原始数据文件中读取结构的离散化信息， 经计算后，将结果输出到结果数据文件中。运行编 译好的PFF可执行程序，会提示“Please input primary data file name!”，这时输入事先准备好 的原始数据文件名，回车后，提示“Please input calculation result file name!”，输入一个文件名， PFF会自动以该文件名生成结果数据文件
结构力学一附录A 治南大学土木建筑工程学院 原始数据文件最好同P℉F可执行程序放置在同 一文件夹中，结果数据文件不应是已有的文件，而 必须由PFF自动生成。两文件建议使用英文和数字 命名。在输入文件名时，应包含后缀。 (2)原始数据文件的格式 以行序依次说明： ①总体信息 NE,NJ,N,NP.NF,E NE一单元总数；NJ一结点总数；N一 结点位移未知量总数；NP一结点荷载总数； NF一非结点荷载总数；E一弹性模量
4 结构力学—附录A 土木建筑工程学院 原始数据文件最好同PFF可执行程序放置在同 一文件夹中，结果数据文件不应是已有的文件，而 必须由PFF自动生成。两文件建议使用英文和数字 命名。在输入文件名时，应包含后缀。 （2）原始数据文件的格式 以行序依次说明： ①总体信息 NE,NJ,N,NP,NF,E NE——单元总数；NJ——结点总数；N—— 结点位移未知量总数；NP——结点荷载总数； NF——非结点荷载总数；E——弹性模量
结构力学附绿A 海南大学士木建筑工程学院 ②结点坐标 X0,Y0,=1,NJ X0一结点的x坐标；Y0一结点的y坐标。 依结点编号顺序，先x坐标，后y坐标，存储所 有结点坐标。 ③单元信息 J,1),J0,2),A(0,ZI0,=1,NE 1J(川，1)一单元的始结点码；J,2)一单元l 的末结点码；A()一单元的截面积；Z0一单 元的截面惯性矩。 依单元编号顺序，存储各单元的始末结点及截 面积A和惯性矩。 5
5 结构力学—附录A 土木建筑工程学院 ②结点坐标 X(I),Y(I),I=1,NJ X(I)——结点I的x坐标；Y(I)——结点I的y坐标。 依结点编号顺序，先x坐标，后y坐标，存储所 有结点坐标。 ③单元信息 IJ(I,1),IJ(I,2),A(I),ZI(I),I=1,NE IJ(I,1)——单元I的始结点码；IJ(I,2)——单元I 的末结点码；A(I)——单元I的截面积；ZI(I)——单 元I的截面惯性矩。 依单元编号顺序，存储各单元的始末结点及截 面积A和惯性矩I
结构力学—附绿A 洛南大学士木建筑工程学院 ④结点位移分量统一编码 (JN0,J),J=1,3),=1,NJ J,J)一结点的结点位移分量统一编码 依结点编号的顺序，存储各结点的结点位移分 量统一编码。 ⑤结点荷载 (PJ,J),J=1,3),=1,NP PJL,J)一第号结点荷载： 其中PJ心，1)一第号结点荷载作用的结点编号。 PJ仙，2)一第号结点荷载作用的方向代码， 整体坐标系x、y和转角方向分别用1.0,2.0和3.0 表示。 6
6 结构力学—附录A 土木建筑工程学院 ④结点位移分量统一编码 (JN(I,J),J=1,3),I=1,NJ JN(I,J)——结点I的结点位移分量统一编码 依结点编号的顺序，存储各结点的结点位移分 量统一编码。 ⑤结点荷载 (PJ(I,J),J=1,3),I=1,NP PJ(I,J)——第I号结点荷载； 其中PJ(I,1)——第I号结点荷载作用的结点编号。 PJ(I,2)——第I号结点荷载作用的方向代码， 整体坐标系x、y和转角方向分别用1.0，2.0和3.0 表示
结构力学附录A W 海南大学土木建筑工程学院 PJ,3)一第号结点荷载的大小，带符号， 与整体坐标系一致(（力偶顺时针)为正，反之为负。 依上面的顺序，存储全部结点荷载。 ⑥非结点荷载 (PF(L,J),J=1,4),=1,NF PF(山，J)一第号非结点荷载 其中PF,1) 一第号非结点荷载作用的单元编 号。 P℉(，2)一第1号非结点荷载作用的类型代码， 即表111中的六类。 PF(I,3)- 第号非结点荷载的大小，带符号， 与单元坐标系一致（力偶顺时针)为正，反之
7 结构力学—附录A 土木建筑工程学院 PJ(I,3)——第I号结点荷载的大小，带符号， 与整体坐标系一致（力偶顺时针）为正，反之为负。 依上面的顺序，存储全部结点荷载。 ⑥非结点荷载 (PF(I,J),J=1,4),I=1,NF PF(I,J)——第I号非结点荷载； 其中PF(I,1)——第I号非结点荷载作用的单元编 号。 PF(I,2)——第I号非结点荷载作用的类型代码， 即表11-1中的六类。 PF(I,3)——第I号非结点荷载的大小，带符号， 与单元坐标系一致（力偶顺时针）为正，反之
结构力学一附录A W 治南大学土木建筑工程学院 为负。 PFL,4)一第1号非结点荷载的位置参数c,即 表11-1各图中的c。 20kN:m 15k 依上面的顺序，存储 全部非结点荷载。 附例A-1已知如图所 10kN 示的刚架，各杆E=3× 107kNm2,A=0.16m2, =0.002m4。为该刚架准 备PFF程序使用的原始数 9元 据文件。 3m 3m (a) 8
8 结构力学—附录A 土木建筑工程学院 为负。 PF(I,4)——第I号非结点荷载的位置参数c，即 表11-1各图中的c。 依上面的顺序，存储 全部非结点荷载。 附例A-1 已知如图所 示的刚架，各杆E=3× 107kN/m2 ，A=0.16m2 ， I=0.002m4。为该刚架准 备PFF程序使用的原始数 据文件。 3m 3m 6m 6m 20kN·m 15kN 10kN 5kN/m 1 x y 3 1(1,2,3) 2(0,0,0) 3(4,5,6) 4(4,5,7) 5(8,9,10) 6(0,0,11) 7(12,0,13) 2 4 5 (a) (b) 结构离散化
结构力学附绿A 海南大学土木建筑工程学院 解：先按照第11章的方法进行离散化，对单元、 结点和结点位移未知量进行编号，如图（b)。 接下来建立一个文本文件，按上述原始数据文 件的格式，输入原始数据如下（右侧为注释，不输 入) 1(1,2,3) 2(0,0,0) X ① ② 4(4,5,7)5(8.9,10) 3(4,5,6) ③ ④ ⑤ 6(0,0,11) 7(12,0,13) 8 (b)结构离散化 9
9 结构力学—附录A 土木建筑工程学院 解：先按照第11章的方法进行离散化，对单元、 结点和结点位移未知量进行编号，如图（b）。 接下来建立一个文本文件，按上述原始数据文 件的格式，输入原始数据如下（右侧为注释，不输 入） 3m 3m 6m 6m 20kN·m 15kN 10kN 5kN/m 1 x y 3 1(1,2,3) 2(0,0,0) 3(4,5,6) 4(4,5,7) 5(8,9,10) 6(0,0,11) 7(12,0,13) 2 4 5 (a) (b) 结构离散化
结构力学附录A 洛南大学士木建筑工程学院 5,7,13,2,2,3.0e7 NE,NJ,N,NP.NF,E 0,0,6,0,0,6,0,6,6,6,0,12,6,12 X(0,Y0,=1,NJ 1,2,0.16,0.002 1J0,1)J(0,2),A(0),ZI0,=1,NE 1,3,0.16,0.002 4,5,0.16,0.002 3,6,0.16,0.002 5,7,0.16,0.002 1,2,3 (JNL,J),J=1,3),=1,NJ 0,0,0 4,5,6 4,5,7 8,9,10 10
10 结构力学—附录A 土木建筑工程学院 5,7,13,2,2,3.0e7 0,0,6,0,0,6,0,6,6,6,0,12,6,12 1,2,0.16,0.002 1,3,0.16,0.002 4,5,0.16,0.002 3,6,0.16,0.002 5,7,0.16,0.002 1,2,3 0,0,0 4,5,6 4,5,7 8,9,10 NE,NJ,N,NP,NF,E X(I),Y(I),I=1,NJ IJ(I,1),IJ(I,2),A(I),ZI(I),I=1,NE (JN(I,J),J=1,3),I=1,NJ
结构力学附绿A 海南大学土木建筑工程学院 0,0,11 12,0,13 1,3.0,-20.0 (PJ(,J),J=1,3),=1,NP 3,1.0,10.0 1,2,15.0,3.0 (PFU,J),J=1,4),I=1,NF 5,1,5.0,6.0 (3)结果数据文件的含义 P℉F所输出的结果数据文件各部分的表头如下， 分别用括号中的汉字说明。 PLANE FRAME STRUCTURE ANALYSIS (总体信息) 11
11 结构力学—附录A 土木建筑工程学院 0,0,11 12,0,13 1,3.0,-20.0 3,1.0,10.0 1,2,15.0,3.0 5,1,5.0,6.0 (PJ(I,J),J=1,3),I=1,NP (PF(I,J),J=1,4),I=1,NF （3）结果数据文件的含义 PFF所输出的结果数据文件各部分的表头如下， 分别用括号中的汉字说明。 PLANE FRAME STRUCTURE ANALYSIS （总体信息）