結(jié)構(gòu)分析計(jì)算電子手冊(cè)

前言

　　土木工程領(lǐng)域涉及大量繁瑣復(fù)雜的計(jì)算分析工作，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作更是如此。大型有限元結(jié)構(gòu)分析程序?yàn)樵O(shè)計(jì)工作的高效可靠作出了重要貢獻(xiàn)，但結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作依然需要借助大量的工程計(jì)算手冊(cè)完成。一方面，因?yàn)榇笮陀邢拊绦驅(qū)ν聊竟こ淘O(shè)計(jì)而言，還存在許多不盡如人意的地方，它至今無(wú)法包容結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中大量使用的工程計(jì)算手冊(cè)的內(nèi)容。另一方面，土木工程手冊(cè)為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員所熟悉，成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的必備工具，其使用性及便捷性已經(jīng)廣為土木工程師所接受。然而，土木工程師在使用工程計(jì)算手冊(cè)完成設(shè)計(jì)相關(guān)的計(jì)算分析工作中，常常需要手工完成大量繁瑣的計(jì)算工作，很難完全保證手工計(jì)算的準(zhǔn)確性與可靠性，如果碰上特別復(fù)雜的計(jì)算工作，也許工程師會(huì)放棄手工計(jì)算的努力，轉(zhuǎn)而尋求編程之類(lèi)的工具來(lái)完成復(fù)雜計(jì)算。這種局面已經(jīng)持續(xù)了相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間。主要困難是工程手冊(cè)涉及的內(nèi)容龐大繁雜，手冊(cè)特有的圖文并茂的使用形式，使得常規(guī)的編程工具并不特別適宜于全面完成工程手冊(cè)所包容的全部?jī)?nèi)容。當(dāng)MathSoft公司（目前已歸屬PTC公司）推出獨(dú)具特性的計(jì)算軟件Mathcad之后，這一困難局面得到改觀。我們經(jīng)歷長(zhǎng)達(dá)七年有余的艱苦開(kāi)發(fā)工作，借助Mathcad，初步完成了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析計(jì)算中最常用內(nèi)容的計(jì)算編程工作，形成了結(jié)構(gòu)分析計(jì)算電子手冊(cè)。它可以看作是土木工程手冊(cè)在下面意義上的計(jì)算機(jī)化：首先是保留了傳統(tǒng)工程手冊(cè)的瀏覽形式，它以工作頁(yè)的形式完全模仿了結(jié)構(gòu)工程師的翻閱查找手冊(cè)的習(xí)慣；其次包容了幾乎所有相關(guān)工程手冊(cè)的內(nèi)容，特別是手冊(cè)中圖文并茂、內(nèi)容翔實(shí)、使用便捷的特點(diǎn)；最后電子手冊(cè)的一個(gè)革命性的進(jìn)步是實(shí)現(xiàn)了工程手冊(cè)計(jì)算部分的自動(dòng)化，同時(shí)用戶(hù)界面本身就是計(jì)算報(bào)告的式樣，可以方便地輸出計(jì)算報(bào)告。我們將具備上述特點(diǎn)的一組計(jì)算機(jī)程序稱(chēng)之為電子手冊(cè)。　　這次發(fā)行的結(jié)構(gòu)分析計(jì)算電子手冊(cè)包含了結(jié)構(gòu)工程常用分析計(jì)算工作的內(nèi)容，諸如截面特性計(jì)算、單跨梁的內(nèi)力及位移計(jì)算等。電子手冊(cè)實(shí)際是一個(gè)包含大量計(jì)算程序的軟件包。我們計(jì)劃在以后的版本中包含更多的土木工程內(nèi)容，諸如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件及鋼結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件的分析驗(yàn)算內(nèi)容等。本書(shū)內(nèi)容實(shí)際上是結(jié)構(gòu)分析計(jì)算電子手冊(cè)的用戶(hù)使用及開(kāi)發(fā)的說(shuō)明。

內(nèi)容概要

　　本書(shū)是一個(gè)新型的土木建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)力學(xué)計(jì)算工具，是一本在Mathcad平臺(tái)上形成的電子手冊(cè)。書(shū)中包含有大量計(jì)算程序的軟件包——光盤(pán)，以及一本“用戶(hù)使用、開(kāi)發(fā)指南”。軟件包主要包括桿件截面特性和常用數(shù)學(xué)函數(shù)計(jì)算，單跨梁、連續(xù)梁、板、桁架、拱、剛架、排架的自動(dòng)計(jì)算，以及井式梁和陽(yáng)臺(tái)梁分析計(jì)算等程序，讀者根據(jù)用戶(hù)界面要求輸入數(shù)據(jù)，即可自動(dòng)輸出計(jì)算報(bào)告。這是本電子手冊(cè)的主要部分。電子手冊(cè)的“用戶(hù)使用、開(kāi)發(fā)指南”，即本書(shū)，包括兩大部分，共十一章，第一部分一至九章主要介紹Mathcad系統(tǒng)的使用，是使用本手冊(cè)應(yīng)有的基本知識(shí)，包括Mathcad基本環(huán)境及使用方法，向量及矩陣的定義方法，常用矩陣及編程方法，曲線（二維、三維）及三維曲面的生成及定制方法，Mathcad系統(tǒng)部件的基本使用方法，Mathcad特有的編程工具使用方法，代數(shù)方程及常微分方程的常用求解函數(shù)。第二部分為本電子手冊(cè)的使用、開(kāi)發(fā)指南。第十章詳細(xì)介紹本電子手冊(cè)的安裝方法、各類(lèi)計(jì)算的用戶(hù)界面和使用方法；第十一章是結(jié)構(gòu)分析計(jì)算電子手冊(cè)的開(kāi)發(fā)方法，介紹用戶(hù)界面的形成以及給出其典型的計(jì)算代碼。本書(shū)不但是一個(gè)基礎(chǔ)力學(xué)計(jì)算工具，也包括了豐富的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)。

書(shū)籍目錄

第一章 結(jié)構(gòu)分析計(jì)算電子手冊(cè)的使用方法第二章 結(jié)構(gòu)分析計(jì)算電子手冊(cè)的開(kāi)發(fā)方法第三章 Mathcad的基本環(huán)境第四章 Mathcad的基本使用方法第五章 向量及矩陣的使用方法第六章 曲線圖的生成及使用方法第七章 空間曲面曲線圖的生成及使用方法第八章 Mathcad部件的使用方法第九章 插值、擬合和回歸函數(shù)第十章 Mathcad的編程工具第十一章 常用方程求解方法參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　本結(jié)構(gòu)分析計(jì)算電子手冊(cè)是建立在Mathcad平臺(tái)上的。也就是說(shuō)，電子手冊(cè)在本書(shū)中的含義是指在Mathcad環(huán)境下運(yùn)行的一個(gè)龐大的應(yīng)用程序系統(tǒng)，它是由一系列包含各種復(fù)雜計(jì)算和說(shuō)明文檔的工作頁(yè)構(gòu)成的應(yīng)用程序。許多工程領(lǐng)域，諸如土木、機(jī)械、航空、航天及化工等等，在設(shè)計(jì)中，大量使用工程手冊(cè)，它們包含大量的本專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的理論公式和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。即使當(dāng)今大型分析系統(tǒng)，諸如大型有限元計(jì)算軟件，已經(jīng)廣泛應(yīng)用，但工程手冊(cè)依然大量存在，手冊(cè)的使用依然頻繁。這是因?yàn)榇笮头治鱿到y(tǒng)無(wú)法將工程手冊(cè)的內(nèi)容完全覆蓋，同時(shí)工程手冊(cè)的方便、直接，往往是大型分析程序無(wú)法提供的。但是，工程手冊(cè)的查閱和計(jì)算在今天仍然耗費(fèi)大量人工，因?yàn)椴殚啠貏e是計(jì)算都是手工進(jìn)行的，工作量大，而且容易出錯(cuò)。在Mathcad系統(tǒng)下，我們研制開(kāi)發(fā)的電子手冊(cè)是工程手冊(cè)的自動(dòng)化、電子化。通過(guò)Mathcad系統(tǒng)的特殊功能，電子手冊(cè)很好地保持了工程手冊(cè)的基本功能——以書(shū)的形式查閱，同時(shí)引進(jìn)了革命性的改進(jìn)，使工程手冊(cè)涉及的計(jì)算內(nèi)容可以自動(dòng)精確地完成，這一切都是在保持手冊(cè)的基本外觀和使用方式的情況下完成的。電子手冊(cè)為工程手冊(cè)注入了自動(dòng)計(jì)算的靈魂。同時(shí)Mathcad系統(tǒng)幾乎囊括當(dāng)今主要數(shù)據(jù)文件格式，為電子手冊(cè)與其他分析軟件的數(shù)據(jù)交換提供了保障。當(dāng)然，系統(tǒng)本身提供強(qiáng)大的OLE功能，與MS的Office、Intergraph的Smart Sketch有近乎完美的嵌入連接關(guān)系。　　以Mathcad為應(yīng)用平臺(tái)的開(kāi)發(fā)工作，在世界范圍內(nèi)正在大量展開(kāi)。在MathSoft公司數(shù)百個(gè)第三方開(kāi)發(fā)商中，包括了大量世界著名的出版企業(yè)，它們大都從事相關(guān)行業(yè)電子手冊(cè)的研究開(kāi)發(fā)。土木工程領(lǐng)域大量使用工程手冊(cè)，且計(jì)算復(fù)雜，內(nèi)容龐雜，工作量大。我們歷經(jīng)七年多的艱苦研究開(kāi)發(fā)工作，完成了包括鋼筋混凝土、鋼結(jié)構(gòu)常用構(gòu)件的驗(yàn)算分析在內(nèi)的一系列結(jié)構(gòu)分析計(jì)算程序，初步形成了內(nèi)容廣泛的結(jié)構(gòu)計(jì)算分析電子手冊(cè)，如今與讀者見(jiàn)面，倍感欣慰。限于本書(shū)的篇幅，本結(jié)構(gòu)分析計(jì)算電子手冊(cè)只包含了土木工程中常用的各種工程分析計(jì)算的自動(dòng)計(jì)算程序，有關(guān)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的驗(yàn)算分析電子手冊(cè)，將在另外獨(dú)立成冊(cè)的手冊(cè)中介紹。對(duì)本書(shū)介紹的電子手冊(cè)我們盡量使它的用戶(hù)界面簡(jiǎn)潔明了、計(jì)算結(jié)果精確可靠。有關(guān)其他的大量土木工程（諸如鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件分析驗(yàn)算電子手冊(cè)、鋼筋混凝土構(gòu)件驗(yàn)算電子手冊(cè)）分析計(jì)算的電子手冊(cè)的開(kāi)發(fā)工作已經(jīng)初步完成，開(kāi)發(fā)中我們也盡量保持其使用風(fēng)格的一致性，開(kāi)發(fā)方法及程序代碼大量使用了本書(shū)介紹的有關(guān)方法，期望最終出版的系列電子手冊(cè)能夠涵蓋結(jié)構(gòu)工程中常用工程手冊(cè)涉及的分析計(jì)算內(nèi)容。

編輯推薦

　　用戶(hù)交互界面采用傳統(tǒng)圖書(shū)手冊(cè)形式，圖文并茂　　自動(dòng)完成計(jì)算，生成常用的工程分析數(shù)值結(jié)果　　分析計(jì)算結(jié)果可方便地形成計(jì)算書(shū)　　“使用說(shuō)明開(kāi)發(fā)指南”中對(duì)Mathcad的應(yīng)用有詳細(xì)介紹

圖書(shū)封面

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