一、引言

　　目前，常見的結構分析軟件（程序）一般采用FORTRAN、C及可視化類語言中的一種或多種進行開發。其開發周期一般較長、程序編制量大、程序的調試和測試較難實現，從而開發費用較高，而且在針對大型的數據處理和報考圖形處理方面編程較復雜，尤其是采用多種語言進行混合或復合編程時，程序本身的調試和接口問題較為突出。當然，這些語言有它們各自的優點，尤其表現在多語言的復合編程上，可將各語言的長處集于一身，并在一定程度上避免了使用它們有局限的方面。在開發一個能對頂推法施工的連續梁橋進行施工全過程內力報考分析的軟件時，盡管可采用FDRTRAN語言設計結構分析計算的基本模塊，同時采用可視化類語言設計整個系統的基本控制模塊這種優化方案，但它在結構的報考分析程序設計方面仍有兩個大的難題：

　　（1）大批量數據進行復雜的數值運算時程序較難設計和測試；

　　（2）最終的計算結果進行可視化處理后形成實時動畫較困難。

　　但用MATLAB進行整個程序的設計，上述兩個問題即可迎刃而解。

　　二、MATLAB簡介

　　MATLAB是MathWorks公司于1982年推出的一套高性能的數值計算和可視化軟件，它集數值分析、矩陣運算、信號處理和圖形顯示于一體，構成了一個方便且界面友好的用戶環境。在此環境下，對所要解決的許多問題，用戶只需簡單地列出數學表達式，其結果便會以數值和圖形方式顯示出來；對于大型問題，只需建立相應的數學模型，同樣可以得到快速準確的解答。其主要特點概括起來有以下幾點：

　　（1）MATLAB語言自帶數值運算、矩陣運算方面的常規算法函數6000余條，并且具有自身的矩陣運算語法，使得一般的小型數據處理顯得極為簡單。

　?。?）MATLAB語言具有常規語言的特性，和一般語言一樣能進行算法設計；再加上功能強大的內部函數，使得它的語句功能非常強大。

　?。?）MATIrtB語言支持 WINDOWS標準的 API接口（DLL、DDE）、OLE及 OLE Au－tomation.

　?。?）MATLAB語言具有自己的圖形處理特殊語法，借助于它可方便地實現復雜圖形（圖像）的報考生成及顯示。

　?。?）MATLAB的所有內部函數對外開放，用戶可自行擴展內部函數。

　　三、程序設計

　　1.結構分析基本原理

　?。?）有限元素法的基本原理結構分析即計算結構在特定荷載作用下結構特定截面（節點）上產生的內力和變形。計算時，一般采用有限元素法的平面桿系理論將整個結構離散成多個基本單元，然后對各個單元逐個進行分析，并將各個單元的分析結果集成，從而形成整個結構的分析結果。有限元分析的基本步驟如下：

　?。?）頂推法施工內力分析基本原理頂推法即將梁作沿橋縱軸線方向預制好，待其強度達到一定要求時，將梁體從一側橋合向另一側橋合逐節段推進的施工方法。計算時，以每一節段頂推完畢時所得結構體系為對象，計算其在自重荷載作用下各個截面的內力和變位，如此循環計算出所有頂推階段結構的恒載內力和變位；取所有工況下各截面內力和變位的極值序列作為整個施工過程的包絡圖，從而為結構配筋和強度驗算提供依據。