桥梁工程CAD学习.pptx
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1、教材及参考资料桥梁工程桥梁工程CADCAD,李丽芬编写,校内讲义,李丽芬编写,校内讲义Midas/civilMidas/civil操作,李丽芬编写,校内讲义操作,李丽芬编写,校内讲义桥梁工程桥梁工程CADCAD课程实验指导书课程实验指导书,李丽芬编,李丽芬编写,校内使用写,校内使用桥梁结构电算程序设计桥梁结构电算程序设计,颜东煌,田仲初,李学文编著,湖南大,颜东煌,田仲初,李学文编著,湖南大学出版社学出版社桥梁工程桥梁工程,罗旗帜主编,华南理工大学出版社,罗旗帜主编,华南理工大学出版社Fortran90Fortran90学习教程学习教程,赵翔龙编著,北京大学出版社,赵翔龙编著,北京大学出版社F
2、ortran PowerStationFortran PowerStation基础教程基础教程,徐明编著,清华大学出版社,徐明编著,清华大学出版社第1页/共35页第1章 编程基础知识 Fortran语言编程基础 1.1 Fortran 1.1 Fortran 语言程序设计初步语言程序设计初步源程序的书写格式源程序的书写格式 一个简单的一个简单的Fortran90 Fortran90 程序基本结构如下:程序基本结构如下:program program 程序名称程序名称 声明语句部分声明语句部分 执行语句部分执行语句部分 end program end program程序名称程序名称 的内容是可选
3、的,只有end才是一个Fortran程序所必须的end 意味着程序的编译到此为止,即程序的结束 第2页/共35页源程序的书写格式源程序的书写格式 Fortran 90Fortran 90的语句行可以是的语句行可以是0 0到到132132个字符个字符 Fortran 90Fortran 90允许出现空语句行允许出现空语句行 在在Fortran 90Fortran 90中,除赋值语句外,每个语句都要使用关键字开头中,除赋值语句外,每个语句都要使用关键字开头 一般而言,每行有一条语句,较短的语句可以放在一行使用,语句间一定要用分一般而言,每行有一条语句,较短的语句可以放在一行使用,语句间一定要用分号
4、隔开号隔开 Fortran 90 Fortran 90 的注释语句是以感叹号为标志的,注释语句可以单独占一行,也可的注释语句是以感叹号为标志的,注释语句可以单独占一行,也可在程序的其他语句后面出现。在程序的其他语句后面出现。如果遇到一条语句的长度超过了如果遇到一条语句的长度超过了Fortran 90Fortran 90所允许的行最大长度,需要移到下一所允许的行最大长度,需要移到下一行,则在语句末尾添加续行符(行,则在语句末尾添加续行符(&),编译器就会把下一行作为续行来处理。),编译器就会把下一行作为续行来处理。第3页/共35页常量常量 Fortran 90Fortran 90提供了提供了5
5、5种内部数据类型:整型、实型、复型、字符型和逻辑型。其中,种内部数据类型:整型、实型、复型、字符型和逻辑型。其中,整型、实型、复型为数值型数据类型,字符型和逻辑型为非数值型数据类型。整型、实型、复型为数值型数据类型,字符型和逻辑型为非数值型数据类型。uu 整型常量实际上是整型常数或简称为整数。整型常量的描述形式为:整型常量实际上是整型常数或简称为整数。整型常量的描述形式为:nn。例如:。例如:+25+25,-339-339,0 0,+9999+9999 uu实型常量实际上是实型常数或简称为实数。实型常量实际上是实型常数或简称为实数。小数形式实型常量的描述形式有如下小数形式实型常量的描述形式有如
6、下3 3种:种:n.mn.m;n.n.;.m.m。合法的实型常量如。合法的实型常量如+1.34+1.34,-0.25-0.25,9.9.,.3.3,-.567-.567指数形式的实型常量描述形式有如下指数形式的实型常量描述形式有如下4 4种:种:n.mESn.mES;n.ESn.ES;nESnES;.mES.mES。下面的表示方式都是合法的:。下面的表示方式都是合法的:2.0E22.0E2,3E-53E-5,-5.23E+4-5.23E+4,1.E61.E6,4E44E4,.45E3.45E3。第4页/共35页常量常量 uu字符型常量,最基本的字符型常量是字符串,它是由单引号或双引号括字符型常
7、量,最基本的字符型常量是字符串,它是由单引号或双引号括起来的若干个字符构成。字符型常量中空格是有用的,大小写也是有区别的。起来的若干个字符构成。字符型常量中空格是有用的,大小写也是有区别的。uu逻辑型常量是表示条件成立与否的逻辑量,逻辑型常量只有两个,即条件逻辑型常量是表示条件成立与否的逻辑量,逻辑型常量只有两个,即条件成立为真,不成立为假。在成立为真,不成立为假。在Fortran 90Fortran 90中表示为如下形式:中表示为如下形式:.True.True.,表示,表示“真真”,即满足逻辑条件。,即满足逻辑条件。.False.False.,表示,表示“假假”,即不满足逻辑条件。,即不满足
8、逻辑条件。uu复型常量由实部和虚部组成。其描述形式如下:(复型常量由实部和虚部组成。其描述形式如下:(a a,b b),其中),其中a a是复数是复数的实部,的实部,b b是复数的虚部。例如:(是复数的虚部。例如:(1.01.0,-1.0-1.0)表示)表示1.0-1.0i1.0-1.0i;(;(4 4,5.3E25.3E2)表示)表示4+530i4+530i;(;(-3-3,4 4)表示)表示-3+4i-3+4i。第5页/共35页变量变量 变量名:变量名:Fortran 90Fortran 90规定,变量、程序、函数、数组等的名字的大小为规定,变量、程序、函数、数组等的名字的大小为1 131
9、31个个字符,可以是字母或数字,下划线也可使用,但开头字符必须是字母。名字中的字符,可以是字母或数字,下划线也可使用,但开头字符必须是字母。名字中的大写和小写字母是等价的。为了避免混淆,建议不要使用大写和小写字母是等价的。为了避免混淆,建议不要使用Fortran Fortran 中已有的具有特中已有的具有特定意义的名字作为变量名。定意义的名字作为变量名。变量类型:变量类型也分为变量类型:变量类型也分为5 5类:整型变量、实型变量、复型变量、字符型变类:整型变量、实型变量、复型变量、字符型变量和逻辑型变量。变量类型声明符分别为:量和逻辑型变量。变量类型声明符分别为:integerinteger,
10、realreal,complexcomplex,charactercharacter和和logicallogical。Fortran 90Fortran 90中的中的I-NI-N规则:除非特别声明外,在程序中的变量名,凡以规则:除非特别声明外,在程序中的变量名,凡以I I,J J,K K,L L,MM,N N这这6 6个字母开关的都被默认为整型变量,以其他字母开头的变量名表个字母开关的都被默认为整型变量,以其他字母开头的变量名表示实型变量。示实型变量。第6页/共35页内部函数内部函数 函数的自变量可以是常量、变量或表达式。如sin(2.0)、sin(x)(x是实型变量)和sin()都是合法的。
11、注意:三角函数中的角度单位是“弧度”而不是“度”,在实际编程时要注意转化。第7页/共35页算术表达式算术表达式 内部算术运算符是内部算术运算符是Fortran 90Fortran 90内置的,共有加(内置的,共有加(+)、减()、减(-)、乘()、乘(*)、除)、除(/)和乘方()和乘方(*)5 5种算术运算符。种算术运算符。在进行整数除法运算的时候,如果是整数之间的除法,那么结果也是整数。在进行整数除法运算的时候,如果是整数之间的除法,那么结果也是整数。如:如:12/512/5的结果为的结果为2 2;7/87/8的结果为的结果为0 0。Fortran 90Fortran 90允许不同类型的数
12、值型数据类型之间进行算术运算,但不允许在数允许不同类型的数值型数据类型之间进行算术运算,但不允许在数值型数据与非数值型数据类型之间进行算术运算。值型数据与非数值型数据类型之间进行算术运算。同类型之间的算术运算的结果仍然保持原数据类型不变。如:同类型之间的算术运算的结果仍然保持原数据类型不变。如:2*52*5的值为的值为1010,是整数;的值为,是整数;的值为10.010.0,是实数。,是实数。不同类型的数值型数据类型之间的算术运算遵循一定的规则,即低级类型转不同类型的数值型数据类型之间的算术运算遵循一定的规则,即低级类型转换成高级类型,这种转换是系统自动进行的。整型数据和实型数据之间进行算术换
13、成高级类型,这种转换是系统自动进行的。整型数据和实型数据之间进行算术运算的时候,整型数据将转换为实型数据。运算的时候,整型数据将转换为实型数据。第8页/共35页赋值语句赋值语句 一般格式:变量一般格式:变量 =常量或表达式常量或表达式 uu 表控输入语句的一般格式为:表控输入语句的一般格式为:Read*Read*,变量列表,变量列表“*”“*”符号表示符号表示“表控输入表控输入”,不必指定输入数据的格式,只需将数据按其合法,不必指定输入数据的格式,只需将数据按其合法形式依次输入即可,所以又称自由格式输入。变量列表中的变量之间用逗号分隔形式依次输入即可,所以又称自由格式输入。变量列表中的变量之间
14、用逗号分隔开。开。简单的表控输入输出语句简单的表控输入输出语句 uu 表控输出语句的一般格式为:表控输出语句的一般格式为:Print*Print*,列表,列表 列表内容可以是常量、变量、表达式或字符串,它们之间用逗号分隔开。列表内容可以是常量、变量、表达式或字符串,它们之间用逗号分隔开。第9页/共35页1.2 Fortran 901.2 Fortran 90数据结构数据结构 整型数据整型数据 整型数据定义的一般形式为:整型数据定义的一般形式为:IntegerInteger(kind=kind_valuekind=kind_value),属性列表,属性列表 变量列表变量列表 Kind定义了整型数
15、据类别 属性列表中可以是数组维数说明符Dimension和指针类型说明符Pointer等实实型数据型数据 实型数据有单精度和双精度之分,一般形式为:实型数据有单精度和双精度之分,一般形式为:RealReal(kind=kind_valuekind=kind_value),属性列表属性列表 变量列表变量列表 Kind定义了实型数据类别 第10页/共35页1.2 Fortran 901.2 Fortran 90数据结构数据结构 复型数据复型数据 复型数据与实型数据一样也有单精度和双精度之分,一般形式如下:复型数据与实型数据一样也有单精度和双精度之分,一般形式如下:ComplexComplex(ki
16、nd=kind_valuekind=kind_value),属性列表,属性列表变量列表变量列表 Kind定义了复型数据类别 复数由两部分组成,实部和虚部。字符型数据字符型数据 字符型数据类型声明的一般形式为:字符型数据类型声明的一般形式为:CharacterCharacter类型参数类型参数,属性列表,属性列表 变量列表变量列表 类型参数有两种形式:类型参数有两种形式:Len=Len=字符串长度字符串长度 例:例:charactercharacter(len=4len=4)*字符串长度字符串长度 例:例:character*4character*4 第11页/共35页1.2 Fortran 9
17、01.2 Fortran 90数据结构数据结构 逻辑型数据逻辑型数据 逻辑型数据定义的一般形式为:逻辑型数据定义的一般形式为:LogicalLogical(kind=kind_valuekind=kind_value),属性列表,属性列表变量列表变量列表 Kind定义了逻辑型数据类别 逻辑型常量只有两个:.True.和.False.使用使用DataData语句初始化变量语句初始化变量 Fortran 90Fortran 90提供的提供的DataData语句进行初始化变量,语句进行初始化变量,DataData语句可以同时为多个变量赋初语句可以同时为多个变量赋初值,其一般形式为:值,其一般形式为:
18、Data Data 变量变量1/1/数据列表数据列表/,变量变量2/2/数据列表数据列表/第12页/共35页第2 2章 截面几何特性计算 2.1 2.1 截面几何特性计算一般方法截面几何特性计算一般方法 截面几何特性包括内容很多,桥梁计算中通常用到截面几何特性包括内容很多,桥梁计算中通常用到截面面积截面面积 A A、形心位置、形心位置 y yc c、面积矩、面积矩 S Sx x、抗弯惯性、抗弯惯性I Ix x、抗扭惯矩、抗扭惯矩 I IT T和截面模量和截面模量WWx x等。等。第13页/共35页第2 2章 截面几何特性计算 1.2 1.2 概述概述 第14页/共35页第2 2章 截面几何特性
19、计算 如果区域如果区域A A可剖分成为可剖分成为n n个子区域个子区域A Ai i假设每个假设每个A Ai i的形状很规则,其面积矩和惯性矩很容易用公式表示,则累的形状很规则,其面积矩和惯性矩很容易用公式表示,则累加各个子区域和面积矩和惯性矩就可以求得整个加各个子区域和面积矩和惯性矩就可以求得整个A A的面积矩和惯性矩。有的面积矩和惯性矩。有的截面的截面A A,可以剖分成为梯形之和,则用梯形分块法;有的截面,可以剖分成为梯形之和,则用梯形分块法;有的截面A A,可以,可以剖分为三角形之和,则用三角形分块法。如果区域的边界可剖分为左、剖分为三角形之和,则用三角形分块法。如果区域的边界可剖分为左、
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