第一篇:計(jì)算方法總結(jié)[本站推薦]
第一章:基本概念
???x1x2...xm.xm?1xm?2...x?m?n 1.x??x1x2...xm.xm?1xm?2...xm?nxm?n?1x??若x?x1?m?n及其以前的非零數(shù)字稱為準(zhǔn)確數(shù)字。?準(zhǔn)確到n位小數(shù),x?10?n,稱x2各位數(shù)字都準(zhǔn)確的近似數(shù)稱為有效數(shù),各位準(zhǔn)確數(shù)字稱為有效數(shù)字。2.f(x)?x???l?0.x1x2...xt
進(jìn)制:?,字長(zhǎng):t,階碼:l,可表示的總數(shù):2?(U?L?1)?(??1)?t?1?1 3.計(jì)算機(jī)數(shù)字表達(dá)式誤差來(lái)源
實(shí)數(shù)到浮點(diǎn)數(shù)的轉(zhuǎn)換,十進(jìn)制到二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換,結(jié)算結(jié)果溢出,大數(shù)吃小數(shù)。4.數(shù)據(jù)誤差影響的估計(jì):
???y?y1nn?y?y??(x1,x2,...xn)??(x1,x2,...xn)xi?xi ???xi,小條件數(shù)。
?xiy?xiy1解接近于零的都是病態(tài)問(wèn)題,避免相近數(shù)相減。避免小除數(shù)大乘數(shù)。
5.算法的穩(wěn)定性
若一個(gè)算法在計(jì)算過(guò)程中舍入誤差能得到控制,或者舍入誤差的積累不影響產(chǎn)生可靠的計(jì)算結(jié)果,稱算法數(shù)值穩(wěn)定。
第二章:解線性代數(shù)方程組的直接法
1.高斯消去法
步驟:消元過(guò)程與回代過(guò)程。
順利進(jìn)行的條件:系數(shù)矩陣A不為零;A是對(duì)稱正定矩陣,A是嚴(yán)格對(duì)角占優(yōu)矩陣。2.列主元高斯消去法
失真:小主元出現(xiàn),出現(xiàn)小除數(shù),轉(zhuǎn)化為大系數(shù),引起較大誤差。解決:在消去過(guò)程的第K步,交換主元。還有行主元法,全主元法。3.三角分解法
杜立特爾分解即LU分解。
用于解方程AX?b?LUX?b???LY?b;
UX?Y?用于求A?LU?LU?U?u11u22...unn。
克羅特分解:A?LU?LDD?1U?(LD)(D?1U),下三角陣和單位上三角陣的乘積。將杜立特爾分解或克羅特分解應(yīng)用于三對(duì)角方程,即為追趕法。
對(duì)稱正定矩陣的喬列斯基分解,A?GG,下三角陣及其轉(zhuǎn)置矩陣的乘積;用于求解
TAX?b的平方根法。
改進(jìn)平方根法:利用矩陣的A?LDL分解。4.舍入誤差對(duì)解的影響
T向量范數(shù)定義: 常用的向量范數(shù): 矩陣的范數(shù): 常用的矩陣范數(shù):
矩陣范數(shù)與向量范數(shù)的相容性: 影響:?x?xk1?k?AA(?b?A?1其中cond(A)?k?AA,k值大,病態(tài)問(wèn)題。?),bA第三章:插值法
1.定義
給定n+1個(gè)互不相同的點(diǎn),xi及在xi處的函數(shù)值yi(i=0~n),構(gòu)造一個(gè)次數(shù)不超過(guò)n次的多
nx)。項(xiàng)式:Pn(x)?a0?a1x?a1x2?...?a1xn,使?jié)M足Pn(xi)?yi。取f(x)?P(稱Pn(x)為插值多項(xiàng)式,xi為插值節(jié)點(diǎn),f(x)為被插函數(shù)。插值問(wèn)題具有唯一性。
2.Lagrange插值多項(xiàng)式 表達(dá)式:
誤差估計(jì)式:
3.Newton插值多項(xiàng)式 差商: 表達(dá)式: 誤差表達(dá)式: 差商的性質(zhì):
1)差商與節(jié)點(diǎn)的次序無(wú)關(guān); 2)K階差商對(duì)應(yīng)K階導(dǎo)數(shù); 3)4)5)
4.埃爾米特(帶導(dǎo)數(shù))插值多項(xiàng)式 1)Newton法,給定f及f(k)為數(shù)字;
2)Lagrange法,給定f及f(k)為表達(dá)式。
5.三次樣條插值函數(shù)
分段三次插值多項(xiàng)式的定義:S(x)在子區(qū)間[xi-1,xi]上是三次多項(xiàng)式,S(xi)=yi,s’’(x)在[a,b]上連續(xù)。
三次樣條插值函數(shù)的導(dǎo)出:
第四章:函數(shù)最優(yōu)逼近法
1.最優(yōu)平方逼近
對(duì)于廣義多項(xiàng)式:P(x)?c0?0(x)?c1?1(x)?c2?2(x)?...?cn?n(x),其中?i(x)線性無(wú)關(guān)。要求:
若f(x)是表格函數(shù),確定P(x)稱為最小二乘擬合函數(shù),當(dāng)?i(x)?xi,P(x)為最小二乘多項(xiàng)式;若f(x)是連續(xù)函數(shù),稱P(x)為最優(yōu)平方逼近函數(shù)。
2.函數(shù)的內(nèi)積,范數(shù)定義及其性質(zhì) 內(nèi)積的定義:
性質(zhì):
范數(shù)的定義: 范數(shù)的性質(zhì):
正規(guī)方程組或法方程組:
3.正交多項(xiàng)式
正交函數(shù)系的定義:
代入正規(guī)方程組的系數(shù)矩陣,則: 幾個(gè)正交多項(xiàng)式舉例: 1)勒讓德多項(xiàng)式
2)拉蓋爾多項(xiàng)式
3)埃爾米特多項(xiàng)式
4)切比雪夫多項(xiàng)式
四種正交多項(xiàng)式均可用于高斯型求積公式;P多項(xiàng)式用于最優(yōu)平方逼近,T多項(xiàng)式用于最優(yōu)一致逼近。
正交多項(xiàng)式的性質(zhì):
1)正交多項(xiàng)式?gk(x)?線性無(wú)關(guān),推論:Pk(x)(k?n)與gn(x)正交。2)在區(qū)間[a,b]或[min(xi),max(xi)]上,n次正交多項(xiàng)式gn(x)有n個(gè)不同的零點(diǎn)。3)設(shè)?gk(x)?是最高次項(xiàng)系數(shù)為1的正交多項(xiàng)式,則:
4.最優(yōu)一致逼近法
(1)切比雪夫多項(xiàng)式的性質(zhì) 性質(zhì)1:?Tk(x)?是[-1,1]上關(guān)于?(x)?11?x2(T0,T0)??,(Tk,Tk)??/2;的正交多項(xiàng)式,性質(zhì)2:Tk?1(x)?2xTk(x)?Tk?1(x); 性質(zhì)3:Tk(x)是最高次項(xiàng)為2x的奇次項(xiàng);
k?1xk的k次多項(xiàng)式,T2k(x)只含x的偶次項(xiàng),T2k?1(x)只含
2i?1?,i?0,1...k?1; 2ki性質(zhì)5:在[-1,1]上,Tk(x)?1,且在k+1個(gè)極值點(diǎn)xi?cos?,i?0,1...k處Tk(x)依次取
k性質(zhì)4:Tk(x)有k個(gè)不同的零點(diǎn),xi?cos得最大值1和-1;
性質(zhì)6:設(shè)Pn(x)是任意一個(gè)最高次項(xiàng)系數(shù)為1的n次多項(xiàng)式,則:
?1?x?1maxPn(x)?max?1?x?111 Tn(x)?n?1n?122(2)最優(yōu)一致逼近法的定義
設(shè)函數(shù)f(x)在區(qū)間[a,b]連續(xù),若n次多項(xiàng)式Pn(x)?c0?0(x)?c1?1(x)?c2?2(x)?...?cn?n(x)使Pn?f??maxPn(x)?f(x)達(dá)到最小,則稱Pn(x)為f(x)在[a,b]上的最優(yōu)一致逼近a?x?b函數(shù)。
切比雪夫定理:n次多項(xiàng)式P(x)成為函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[a,b]上最優(yōu)一致逼近多項(xiàng)式的充要條件是誤差R(x)?f(x?)P(x)區(qū)間[a,b]上以正負(fù)或負(fù)正交替的符號(hào)依次取得在E?maxR(x)的點(diǎn)(偏差點(diǎn))的個(gè)數(shù)不少于n+2。
a?x?b采用如下方程組進(jìn)行求解:
(3)近似最優(yōu)一致逼近多項(xiàng)式 思路:
使用T多項(xiàng)式性質(zhì)6 若區(qū)間是[-1,1],取xi(i=0~n)為Tn+1的零點(diǎn),則xi?cos(值多項(xiàng)式Pn(x);
若區(qū)間是[a,b],通過(guò)轉(zhuǎn)換x?方法1:由ti?cos(2i?1?),i?0~n,以此構(gòu)造插
2(n?1)a?bb?a?t,t?[-1,1]; 222x?a?b2i?1代入Pn(t),可?),i?0~n,構(gòu)造Pn(t),然后將t?b?a2(n?1)得Pn(x)。方法2:取xi?a?bb?aa?bb?a2i?1?ti??cos?,i=0~n;構(gòu)造Pn(x)。22222(n?1)例:
(4)截?cái)嗲斜妊┓蚣?jí)數(shù)法
n(Tk,f)設(shè)f(x)在[-1,1]上連續(xù),Sn(x)??CkTk(x),其中Ck?;記Sn(x)??CkTk(x);
(Tk,Tk)k?0k?0n?應(yīng)用切比雪夫定理及性質(zhì)5,取f(x)?Sn(x)?(5)縮短冪級(jí)數(shù)法
方法1: 方法2:
?CT(x)。
kkk?0第五章:數(shù)值微積分
第一節(jié) 牛頓柯特斯公式
bI(f)???(x)f(x)dx?a?(x)?1b?f(x)dx?F(b)?F(a)
a一.?dāng)?shù)值算法 1.數(shù)值積分算法
對(duì)于復(fù)雜函數(shù)f(x),考慮用其近似函數(shù)P(x)去逼近,用P(x)的積分值近似代替f(x)積分值。
2.插值型數(shù)值積分方法
對(duì)于拉格朗日插值多項(xiàng)式,廣義積分中值定理:若f(x)在[a,b]上連續(xù),g(x)在[a,b]上部變號(hào),則
????a,b?,使?f(x)g(x)dx?f(?)?g(x)dx
aabb3.牛頓柯特斯公式 梯形公式: 辛普森公式:
二.復(fù)化求積公式 b1.I(f)??f(x)dx,把[a,b]分成若干等長(zhǎng)的小區(qū)間,在每個(gè)小區(qū)間用簡(jiǎn)單低次數(shù)值積分公a式,在將其得到的結(jié)果相加。2.復(fù)化梯形公式
3.復(fù)化辛普森公式
三.變步長(zhǎng)的積分公式
1.先取一步長(zhǎng)h進(jìn)行計(jì)算,再取較小步長(zhǎng)h*計(jì)算,若兩次結(jié)果相差很大,則在取更小步長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)算,依次進(jìn)行,直到相鄰兩次計(jì)算結(jié)果相差很大,則取較小步長(zhǎng)的結(jié)果為積分近似值。2.變步長(zhǎng)復(fù)化梯形公式
3.變步長(zhǎng)復(fù)化辛普森公式
四.龍貝格積分法
第二節(jié) 待定系數(shù)法
1.代數(shù)精度定義
對(duì)于近似公式I(f)?Q(f),如果f(x)是任意不超過(guò)m次的多項(xiàng)式,I(f)?Q(f)成立,而對(duì)于某個(gè)m+1多項(xiàng)式,I(f)?Q(f),稱代數(shù)精度為m次。2.判定方法
近似式的代數(shù)精度為m次?
對(duì)f(x)?1,x,...,xm,近似式精確成立,I(f)?Q(f),f(x)?xm?1時(shí)不成立,I(f)?Q(f)。
梯形公式m=1,辛普森公式m=3。3.Peano定理
第三節(jié) 高斯型積分公式
一.定義
節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)一定,具有最高階代數(shù)精度公式的插值型積分公式稱為Guass型求積公式。插值型積分公式定義:
定理:數(shù)值積分公式I(f)?Q(f)至少有n次代數(shù)精度?近似式是插值型積分公式。對(duì)于牛頓科特斯公式,若采用等距節(jié)點(diǎn),n分別為奇數(shù)和偶數(shù)時(shí),代數(shù)精度分別為n和n+1。
二.最高代數(shù)精度
定理:m?2n?1 So,給定n+1個(gè)節(jié)點(diǎn),具有2n+1次代數(shù)精度的插值型數(shù)值積分公式稱為Gauss型求積公式。三.Gauss型積分公式的構(gòu)造方法 方法1:
代數(shù)精度為2n+1,則f(x)?1,x,...,xm時(shí)成立,可解出Ai和xi。方法2:
定理:代數(shù)精度m?2n?1?xi是[a,b]上關(guān)于?(x)的正交多項(xiàng)式gn?1(x)的零點(diǎn)(高斯點(diǎn)),b其中Ai???(x)l(x)dx。ia四.高斯型求積公式的誤差
五.常用的高斯型求積公式 1.Gauss-Legendre求積公式 n=0 n=1
??1?f(x)dx??Af(x)?Q(f),x是Pii1nin?1(x)的n+1個(gè)零點(diǎn)。
i?02.Gauss-Laguerre求積公式
???xx?e0?xf(x)dx??Aif(xi)?Q(f)
i?0n??0f(x)dx??e(ef(x))dx??e?xF(x)dx00??x??(a?t)??ef(x)dx??ea0f(a?t)dx?e??a?te?F(t)dt 03.Gauss-Hermite求積公式
???e?x2f(x)dx??Aif(xi)?Q(f)
i?0n14.Gauss-Chebyshev求積公式
?1?f(x)1?x2dx??n?1i?0?f(cosn2i?1?)2n?2第四節(jié) 數(shù)值微分
f'(x)?limh?0f(x?h)?f(x),h大,不精確,h小,由于小除數(shù)引入大誤差。
h近似函數(shù)法
取等節(jié)距節(jié)點(diǎn),xi?x0?ih,i?0,1,...n(1)一階導(dǎo)數(shù),n=1,兩個(gè)節(jié)點(diǎn)x0x1
(2)一階導(dǎo)數(shù),n=2,三個(gè)節(jié)點(diǎn)x0x1x2
(3)二階導(dǎo)數(shù),n=2,三個(gè)節(jié)點(diǎn)x0x1x2
實(shí)用誤差估計(jì)
例:
第六章 非線性方程的迭代解法
第一節(jié) 方程求根法
根的定義:對(duì)于非線性方程組f(x)=0,若存在數(shù)?使f(?)=0,稱?是非線性方程組f(x)=0的根。
零點(diǎn)存在定理:若f(x)是閉區(qū)間[a,b]上的連續(xù)函數(shù),若f(a)f(b)<0,則必然存在??[a,b],使f(?)=0。
試探法,二分法。一.簡(jiǎn)單迭代法
初值x0,xk?1??(xk),產(chǎn)生迭代序列?xk?。簡(jiǎn)單迭代收斂定理(壓縮映像原理)
[,],對(duì)于迭代函數(shù)?(x),若滿足(1)若x?[a,b],?(x)?[a,b];(2)存在正數(shù)0 收斂速度(收斂階):若存在實(shí)數(shù)P和非零常數(shù)C,使得limkkxk?1??xk??k???C?0,稱迭代序列是P階收斂。P=1,線性收斂;P>1,超線性收斂;P=2,平方收斂。定理:設(shè)?是方程x??(x)的根,如果迭代函數(shù)?(x)滿足?'(?)??''(?)?...??(P?1)(?)?0,?(P)(?)?0 ?xk?1??(xk)產(chǎn)生的迭代序列?xk?是P階收斂。 二.牛頓迭代法 xk?1?xk?f(xk)f'(xk)收斂性分析:牛頓迭代法具有局部收斂性,初值x0?x????,產(chǎn)生迭代序列收斂。收斂定理:設(shè)f(x)在[a,b]上二階導(dǎo)數(shù)存在,若 ??f(a)f(b)?0,f(x)在[a,b]上單調(diào),f(x)在[a,b]上凹向不變(即f''(x)在區(qū)間上不變號(hào)),初值x0滿足f(x0)f''(x0)?0,則任意初值x0?[a,b],有牛頓迭代法產(chǎn)生的?xk?收斂于方程的唯一根。 簡(jiǎn)化牛頓法:xk?1?xk?三.弦割法或割線法 用差商代替導(dǎo)數(shù)xk?1?xk?f(xk)f(xk)f(xk)?xk?1?xk??xk?1?xk?f'(xk)f'(x0)Cf(xk) f(xk)?f(xk?1)xk?xk?1第二節(jié) 線性代數(shù)方程組迭代解法 Jacobi迭代法,Gauss-Seidel迭代法 SOR迭代法(xik?1?(1??)xik??xG?Sk?1)?opt?迭代法的收斂性: 將迭代法用矩陣表示:A?D?E?F,xk?1?Bxk?g Jacobi迭代法: G-S迭代法: SOR迭代法: 0定理:xk?1?Bxk?g,對(duì)?x產(chǎn)生的迭代序列x21?1??(Bj)2 ??收斂的充要條件是: klimBk?0或?(B)?1。 k??推論1:若B?1,則收斂; 推論2:SOR方法收斂的必要條件是0???2; 推論3:設(shè)A是嚴(yán)格對(duì)角占優(yōu)矩陣,則Jacobi,G-S,0???1的SOR方法收斂; 推論4:1)設(shè)A是對(duì)稱正定矩陣,則G-S方法收斂;2)設(shè)A是對(duì)稱正定矩陣,若2D-A也對(duì)稱正定,則Jacobi方法收斂;若2D-A不對(duì)稱正定,則Jacobi方法不收斂;3)設(shè)A是對(duì)稱正定矩陣,0???2,則SOR方法收斂。 第三節(jié) 非線性方程組的迭代解法 x k?1kkk?x?[f'(x)]?1f(x) 第七章 矩陣特征值和特征向量 矩陣A主特征值——模最大的特征值取為主特征值。對(duì)n個(gè)互不相同的特征值 ?1??2??3?...??n,對(duì)應(yīng)特征向量?1?2?3…?n; kk任意向量z0?c1?1?c2?2?...cn?n z?AZ0 limzk?c1?1k?1,zk是對(duì)應(yīng)A的?1的特征向量,k??(zk?1)i??1(zk)i 規(guī)范乘冪法 yk?Azk?1,yk按模取最大分量max?yk??mk,zk?limzk??10,?10是?1的規(guī)范化向量;limmk??1。 k??k??yk。mk加速法(原點(diǎn)位移法)yk??A?pI?zk?1 第八章 常微分方程數(shù)值解法的導(dǎo)出 ?y'(x)?f(x,y(x))?y(a)?y0?一. 數(shù)值微分法 歐拉公式:yi?1?yi?hf(xi,yi)后退歐拉公式:yi?1?yi?hf(xi?1,yi?1)終點(diǎn)法:yi?1?yi?1?2hf(xi,yi) h2局部截?cái)嗾`差:y(xi?1)?yi?y''(?) 2二. 數(shù)值積分法 hyi?1?yi?[f(xi,yi)?f(xi?1,yi?1)] 2預(yù)估yi?1?yi?hf(xi,yi),校正yi?1?yi? 三. 四. 泰勒展示法 h[f(xi,yi)?f(xi?1,yi?1)] 2線性多步法 1.何為有根區(qū)間 給定一個(gè)方程f(x)=0,如果f(x)在[a,b]上連續(xù),又f(a).f(b)<0,則由連續(xù)函數(shù)的性質(zhì)知,方程f(x)=0在(a,b)內(nèi)至少有一個(gè)實(shí)根。這時(shí)我們稱區(qū)間[a,b]為方程f(x)=0有根區(qū)間 2.尋找方程的有根區(qū)間的常用方法是什么 1.作圖法 2.逐步搜索法 3.作圖法尋找有根區(qū)間適用于哪種情況 函數(shù)f(x)比較簡(jiǎn)單時(shí)適用 4.對(duì)于已知方程,如何利用逐步搜索法在區(qū)間內(nèi)尋找有根區(qū)間 從X0=a出發(fā),按照事先選擇的步長(zhǎng)h=(b-a)/N(N為正整數(shù)),逐點(diǎn)計(jì)算Xk==a+kh處的函數(shù)值f(Xk)與f(Xk+1)的值異號(hào)時(shí),那么[Xk,Xk+1]就是方程f(x)=0的一個(gè)有根區(qū)間 5.逐步搜索法在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)方便。 6.對(duì)于給定的n次代數(shù)方程,如何確定根模的上下界 (1)若a=max{|a1|,|a2|,….,|an|},則方程的根的絕對(duì)值小于a+1; (2)若b=(1/|an|)max{1,|a1|,|a2|,….,|an-1|},則方程的根的絕對(duì)值大于1/(1+b).7.步長(zhǎng)h的選擇,對(duì)于逐步搜索法有何影響 當(dāng)步長(zhǎng)h越小時(shí),找出的有根區(qū)間越小,這時(shí)以區(qū)間內(nèi)的某個(gè)值作為根的近似值就越精確。但h越小,計(jì)算量越大 8.二分法求解方程的根有和優(yōu)點(diǎn),有何缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)是算法簡(jiǎn)單,而且收斂性總能得到保證,缺點(diǎn)是收斂速度慢。 9.艾特金迭代法與二分法相比,計(jì)算收斂速度快,節(jié)省時(shí)間,并且能求出某些發(fā)散的迭代過(guò)程的根。10.牛頓法的優(yōu)點(diǎn)是什么,缺點(diǎn)是什么 優(yōu)點(diǎn)是收斂速度快,節(jié)省計(jì)算量,誤差累積少。 缺點(diǎn)是在計(jì)算時(shí)它要用到f(x)的導(dǎo)數(shù),當(dāng)f(x)比較復(fù)雜時(shí),計(jì)算其導(dǎo)數(shù)花費(fèi)時(shí)間多。11.弦截法的優(yōu)點(diǎn)是什么,它與牛頓法相比,收斂速度與計(jì)算速度如何 優(yōu)點(diǎn)是不必計(jì)算f'(x),收斂速度也相當(dāng)快,但比牛頓法慢。從計(jì)算速度來(lái)看,弦截法比牛頓法快。 12.弦截法的基本思想是什么(結(jié)合圖示說(shuō)明),如何選取弦截法中的不動(dòng)點(diǎn) 1準(zhǔn)備2迭代3控制4迭代準(zhǔn)備 13.何為階收斂,收斂速度與的大小有何關(guān)系 收斂速度的大小與收斂階數(shù)有關(guān)系,收斂階數(shù)越大,收斂速度越快。14.哪一類問(wèn)題稱為插值問(wèn)題 由實(shí)驗(yàn)或測(cè)量得到了某一函數(shù)y=f(x)在n+1個(gè)點(diǎn)x0,x1,....,xn處的值y0,y1,...yn,需要構(gòu)造一個(gè)簡(jiǎn)單函數(shù)p(x)作為函數(shù)y=f(x)的近似表達(dá)式 Y=f(x)約等于p(x),使得p(xi)=f(xi)=yi(i=0,1,2,...n),這類問(wèn)題稱為插值問(wèn)題 15.常用的插值算法有哪幾種,各有什么優(yōu)缺點(diǎn) 一拉格朗日插值 線性插值2二次插值3n次拉格朗日插值多項(xiàng)式(區(qū)間大時(shí)誤差也較大) 二分段插值1分段線性插值2分段二次插值(優(yōu)點(diǎn)是公式簡(jiǎn)單,計(jì)算量小,有較好的收斂性和穩(wěn)定性,并且可以避免計(jì)算機(jī)上作高次乘冪時(shí)常遇到的上溢和下溢的困難。) 三差商與牛頓插值公式(不需要增加插值接點(diǎn),不浪費(fèi)) 四差分與等距節(jié)點(diǎn)差值公式(進(jìn)一步簡(jiǎn)化插值公式,計(jì)算也方便)五三次樣條差值(既能保證曲線連續(xù),又能保證光滑性要求) 16.線性插值的幾何意義是什么(結(jié)合圖形進(jìn)行說(shuō)明) 線性插值的幾何意義是利用通過(guò)兩點(diǎn)的直線去近似代替曲線。 17.線性拉格朗日插值的截?cái)嗾`差限與什么量有關(guān), 是什么關(guān)系 與x 在[a,b]時(shí),f''(x)絕對(duì)值的最大值有關(guān)系 |R1|<=[M1|(x-x0)(x-x1)]/2 18.二次拉格朗日插值的截?cái)嗾`差限與什么量有關(guān), 有什么關(guān)系 P93與x在[x0,x2]時(shí),f'''(x)對(duì)值的最大值有關(guān)系,|R2(x)|<=M2(x-x0)(x-x1)(x-x2)/6 19.通過(guò)n+1個(gè)互異節(jié)點(diǎn)且滿足插值條件的插值多項(xiàng)式是唯一的 20.線性插值或二次插值優(yōu)缺點(diǎn):簡(jiǎn)單方便,計(jì)算量小。缺點(diǎn)是精度較低; 21.當(dāng)?shù)痛尾逯档木炔粔驎r(shí),應(yīng)該適當(dāng)縮小插值區(qū)間的長(zhǎng)度來(lái)提高精度; 22.高次插值優(yōu)缺點(diǎn):插值精度高,缺點(diǎn)是數(shù)值不穩(wěn)定; 25.分段插值優(yōu)缺點(diǎn):公式簡(jiǎn)單,計(jì)算量小,且有較好的收斂性和穩(wěn)定性,并可避免計(jì)算機(jī)上作高次乘冪時(shí)常遇到的上溢和下溢的困難.缺點(diǎn)是不能保證曲線在連接點(diǎn)處的光滑性。 26.應(yīng)用低次插值進(jìn)行分段插值時(shí),應(yīng)盡可能地在插值點(diǎn)的鄰近選取插值節(jié)點(diǎn)。 27.拉格朗日插值多項(xiàng)式與牛頓插值公式相比而言,拉格朗日插值多項(xiàng)式有何缺點(diǎn),牛頓插值公式有何優(yōu)點(diǎn)? 用拉格朗日插值多項(xiàng)式計(jì)算函數(shù)值時(shí),當(dāng)精度不滿足要求而需要增加插值節(jié)點(diǎn)時(shí),原來(lái)的插值多項(xiàng)式就不能使用了,必須重新構(gòu)造一個(gè),將造成很大浪費(fèi)。而牛插可以增加新的節(jié)點(diǎn),原來(lái)的計(jì)算結(jié)果仍可利用。28.何為差商,給定個(gè)互異測(cè)試點(diǎn),如何計(jì)算各階差商 函數(shù)值與自變量的差商就是差商,一階差商(或記作f[x0,x1]); 二階差商29.差商的對(duì)稱性 差商與插值節(jié)點(diǎn)順序無(wú)關(guān) (或記作f[x0,x1,x2]) 30.牛頓向前插值公式和牛頓向后插值公式有什么關(guān)系,有什么不同點(diǎn) “牛前插”適用于計(jì)算x0附近的函數(shù)值,“牛后插”適用于計(jì)算函數(shù)表末端附近的函數(shù)值。31.為何要提出樣條插值,它克服了其它插值方法的何種缺點(diǎn),它具有什么優(yōu)點(diǎn) 在整個(gè)插值區(qū)間上做高次插值多項(xiàng)式,曲線光滑,但計(jì)算量繁重,誤差積累大,穩(wěn)定性差。分段低次插值可避免這些缺點(diǎn),但各段連接點(diǎn)處只能保證曲線連續(xù),而不能保證光滑性要求。樣條插值其插值曲線不僅連續(xù)而且處處光滑。 32.曲線擬合解決了插值中的什么問(wèn)題。擬合與插值有什么不同點(diǎn) 可以部分抵消原來(lái)數(shù)據(jù)組中所包含的測(cè)量誤差。P115 33.何為最小二乘曲線擬合法 用?(x)擬合數(shù)據(jù)(xk,yk)(k=1,2,?,n),使得誤差的平方和 為最小,求?(x)的方法,稱為最小二乘法。 計(jì)算方法公式總結(jié) 緒論 ?e?x?x,x?為準(zhǔn)確值,x為近似值。絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差限 r|e|?|x??x|??,ε為正數(shù),稱為絕對(duì)誤差限 x??xe?表示相對(duì)誤差 通常用e?xxrx??xe??相對(duì)誤差e?*xxr相對(duì)誤差限|er|??r或|e|??r 有效數(shù)字 一元函數(shù)y=f(x) 'e(y)?f(x)e(x)絕對(duì)誤差e(y)f(x)'e(x)xf'(x)e(y)???er(x)相對(duì)誤差ryyf(x)二元函數(shù)y=f(x1,x2)絕對(duì)誤差 ?f(x1,x2)?f(x1,x2)e(y)?dx1?dx2 ?x1?x2?f(x1,x2)x1?f(x1,x2)x2e(y)?er(x1)?er(x2)相對(duì)誤差r?x1y?x2y 機(jī)器數(shù)系 注:1.β≥2,且通常取2、4、6、8 2.n為計(jì)算機(jī)字長(zhǎng) 3.指數(shù)p稱為階碼(指數(shù)),有固定上下限L、U 4.尾數(shù)部 s??0.a1a2?an,定位部?p n?11?2(??1)?(U?L?1)5.機(jī)器數(shù)個(gè)數(shù)機(jī)器數(shù)誤差限 1?np舍入絕對(duì) |x?fl(x)|???截?cái)嘟^對(duì)|x?2fl(x)|???n?p |x?fl(x)||x?fl(x)|11?n1?n????舍入相對(duì)截?cái)嘞鄬?duì) |x||x|2 秦九韶算法 方程求根 f(x)?(x?x?)mg(x),g(x)?0,x*為f(x)=0的m重根。 二分法 迭代法 f(x)?0?xk?1??(xk) k=0、1、2…… **lim{x}?x??(x){xk}為迭代序列,?(x)為迭代函數(shù),k??k 局部收斂 注:如果知道近似值,可以用近似值代替根應(yīng)用定理3判斷是否局部收斂 牛頓迭代法 f(x)?f(xk)?f(xk)(x?xk)?0 f(xk)xk?1?xk?'(k?0,1,2,?)f(xk)注:牛頓迭代對(duì)單根重根均局部收斂,只要初值足夠靠近真值。 ' 牛頓迭代法對(duì)初值要求很高,要保證初值在較大范圍內(nèi)也收斂,加如下四個(gè)條件 注:證明牛頓迭代法大范圍收斂性,要構(gòu)造一個(gè)區(qū)間[ε,M(ε)],其中f(?)M(?)???',在這個(gè)區(qū)間內(nèi)驗(yàn)證這四個(gè)條件。 f(?) 如果知道根的位置,構(gòu)造[ε,M(ε)]時(shí)應(yīng)該包括根,即ε+常數(shù) 線性方程組求解 有兩種方法:消去法和迭代法 高斯消去法 利用線性代數(shù)中初等行變換將增廣矩陣轉(zhuǎn)化為等價(jià)上三角矩陣。 注意:第一行第一列為0,將第一列不為0的某一行與第一行交換位置,繼續(xù)初等行變換。對(duì)角占優(yōu)矩陣 ?a11?aA??21????an1na12a22?an2?a1n??a2n???? ??ann?則稱A為按行嚴(yán)格對(duì)角占優(yōu)矩陣 |aii|??|aij|(i?1,2,?,n)j?1j?in|ajj|??|aij|(j?1,2,?,n)i?1i?j則稱A為按列嚴(yán)格對(duì)角占優(yōu)矩陣 aij?aji(i?1,j?n)?x?R,x?0,(x,Ax)?0 則稱A是對(duì)稱正定的。 當(dāng)A是上面三種情況時(shí),用高斯消去法消元時(shí)追趕法是高斯消元法的一種特例 nakk?0,不用換行。 列主元高斯消元法 |aik|,即第k次消元把k~n行第k列絕對(duì)值當(dāng)|ask|?maxk?i?n最大的行(s行)調(diào)到第k行,再進(jìn)行高斯消元。(k)(k) 迭代序列構(gòu)造 Ax?b?x?Bx?f?x第三個(gè)等式為迭代序列,B為迭代矩陣。迭代收斂判別 1.充分條件:迭代矩陣范數(shù)小于1,?B??1 結(jié)論:Ax=b有唯一解x* (k?1)?Bx(k)?f 2.充要條件:迭代矩陣譜半徑小于1,?(B)?1 Jacobi迭代法 A?L?D?U其中L(low)為下三角,U為上三角,D為對(duì)角線元素 迭代格式:x(k?1)??????D(L?U)x(k)?D?1b ?1?? 迭代矩陣J??D(L?U) ?1??收斂性判據(jù): |?I?J|?0?|D|?|L??D?U|?0?|L??D?U|?0 求出?最大值小于1(J的譜半徑小于1)即迭代格式收斂.?1????Gauss-Seidel迭代法 迭代格式 x(k?1)?D(?Lx?1?(k?1)?Ux(k)?b) ?(k)?x(k?1)??(D?L)Ux??1??1?(D?L)?1b ?迭代矩陣:G??(D?L)U ?常數(shù)矩陣:g?(D?L)?1b ? 收斂性判據(jù): ?????|?I?G|?0?|(D?L)|?|?(D?L)?U|?0?|?(D?L)?U|?0 求出?最大值小于1(G的譜半徑小于1)即迭代格式收斂.結(jié)論:當(dāng)A是嚴(yán)格對(duì)角占優(yōu)的,則Jacobi和Gauss-Seidal迭代法均是收斂的 ?1插值法 用插值多項(xiàng)式p(x)代替被插函數(shù)f(x) nP(x)?a?ax???ax插值多項(xiàng)式:,01nn+1個(gè)點(diǎn)P(xi)?yi(i?0?n) 插值區(qū)間:[a,b],插值點(diǎn)滿足 a?x0?x1??xn?b 求插值多項(xiàng)式P(x),即求多項(xiàng)式系數(shù)的過(guò)程為插值法 帶入可知求系數(shù)的插值點(diǎn)行列式為范德蒙行列式,不為0,有唯一解。即n+1插值條件對(duì)應(yīng)的不超過(guò)n次的插值函數(shù)P(x)只有一個(gè)。一次線性插值nx?x0x?x1Py0?y1?y0l0(x)?y1l1(x)1(x)?x0?x1x1?x0(x?xi)lk(x)???i?0(x?x)?(xk?xi)i?kki ni?0i?ki?0i?kn?(x?xi)Lagrange插值多項(xiàng)式 Ln(x)??yklk(x)??k?0k?0 nnx?xi(?)yki?0x?xii?kkn插值余項(xiàng) 非插值節(jié)點(diǎn)上Lagrange插值多項(xiàng)式為被插函數(shù)f(x)的近似值 f(n?1)(?)nRn(x)?f(x)?Ln(x)??(x?xi)(n?1)!i?0??(a,b) 帶導(dǎo)數(shù)插值條件的余項(xiàng)估計(jì) 注:推導(dǎo)過(guò)程用羅爾中值定理構(gòu)造輔助函數(shù) ?(t)?Rn(t)?K(x)Wn?1(t) 第二條性質(zhì)用于可以證明階數(shù)不大于n的f(x)的插值余項(xiàng)為0.差商和Newton插值法 記憶方法:先記分母,最后一個(gè)減去第一個(gè),對(duì)應(yīng)的分子第一項(xiàng)是最后一個(gè)臨近k元素的差商,第二項(xiàng)是第一個(gè)臨近k個(gè)元素的差商。 牛頓插值多項(xiàng)式 通常記作Nn(x)分段樣條插值 分段二次樣條插值 討論n為奇偶情況時(shí)的三個(gè)點(diǎn) 余項(xiàng)估計(jì)式 三次樣條插值函數(shù) 第一類邊界條件(端點(diǎn)一階導(dǎo)數(shù)已知) D0等于第一個(gè)式子,dn等于第二個(gè)式子 自然邊界條件(端點(diǎn)二階導(dǎo)數(shù)已知二階導(dǎo)數(shù)和M0,Mn=0) 曲線擬合 最小二乘原理 函數(shù)關(guān)于n個(gè)點(diǎn)線性無(wú)關(guān) 23n1,x,x,x,?,x注:線性無(wú)關(guān)的函數(shù)為才是最小二乘多項(xiàng)式 注:記住公式即可。 數(shù)值積分和數(shù)值微分 xk為求積節(jié)點(diǎn),Ak為求積系數(shù)。 插值求積公式 梯形公式 Simpson公式 Cotes公式 截?cái)嗾`差 代數(shù)精度 當(dāng)f(x)為不超過(guò)m次多項(xiàng)式時(shí)上式成立,f(x)為m+1多項(xiàng)式時(shí)上式不成立。則稱為求積公式有m次代數(shù)精度。 梯形公式代數(shù)精度為1,Simpson公式代數(shù)精度為3,Cotes公式代數(shù)精度為5 截?cái)嗾`差 梯形公式 Simpson公式 Cotes公式 Gauss求積公式 求積公式代數(shù)精度為2n+1 [-1,1]上的兩點(diǎn)Gauss公式(3次代數(shù)精度) 11??1f(x)dx?f(?3)?f(3)1[-1,1]上的三點(diǎn)Gauss公式(5次代數(shù)精度) 53853??1f(x)dx?9f(?5)?9f(0)?9f(5)1 記住 xktk,AkAk的關(guān)系,tkAk??查表即可 復(fù)化梯形公式2階,復(fù)化Simpson公式4階,復(fù)化Cote公式6階 計(jì)算機(jī)通過(guò)不斷把區(qū)間二分,所得前后兩次積分差值滿足精度條件即可 1|I2n(f)?In(f)|??時(shí) 給定精度ε,p2?11|I(f)?I2n(f)|?p|I2n(f)?In(f)|??2?1因而可以取I2n(f)為I(f)的近似值。 梯形 Simpson數(shù)值微分 數(shù)值微分截?cái)嗾`差 中點(diǎn)公式: f(x0?h)?f(x0?h)D(h)? 2h常微分方程數(shù)值解法 Euler方法 歐拉公式(單步顯式公式)求出的近似解 局部截?cái)嗾`差 Euler公式的局部截?cái)嗾`差(一階精度) 后退Euler公式 梯形公式(二階精度) 改進(jìn)Euler公式(二階精度) 截?cái)嗾`差(推導(dǎo)要求掌握,利用梯形和Euler公式的截?cái)嗾`差) 1、中國(guó)地表水水環(huán)境容量研究過(guò)程中產(chǎn)生的五大類計(jì)算方法: 公式法、模型試錯(cuò)法、系統(tǒng)最優(yōu)化法(線性規(guī)劃法和隨機(jī)規(guī)劃法)、概率稀釋模型法和未確知數(shù)學(xué)法 2、水環(huán)境容量軟件:WASP、Delft 3D 等大型綜合模型軟件 3、王華東和夏青[5]將環(huán)境容量定義為: 相對(duì)于某種環(huán)境標(biāo)準(zhǔn),某環(huán)境單元所容許承納的污染物的最大數(shù)量,同時(shí)認(rèn)為環(huán)境容量是一個(gè)變量,且由基本環(huán)境容量(差值容量)和變動(dòng)環(huán)境容量(同化容量)兩部分組成,基本環(huán)境容量指擬定的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)與環(huán)境本底值之差,變動(dòng)環(huán)境容量指該環(huán)境單元的自凈能力。 4、水環(huán)境容量=稀釋容量+自凈容量+遷移容量表 5、公式法 6、模型試錯(cuò)法 在河流的第一個(gè)區(qū)段的上斷面投入大量的污染物,使該處水質(zhì)達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的上限,則投入的污染物的量即為這一河段的環(huán)境容量;由于河水的流動(dòng)和降解作用,當(dāng)污染物流到下一控制斷面時(shí),污染物濃度已有所降低,在低于水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的某一水平(視降解程度而定)時(shí)又可以向水中投入一定的污染物,而不超出水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),這部分污染物的量可認(rèn)為是第二個(gè)河段的環(huán)境容量;依此類推,最后將各河段容量求和即為總的環(huán)境容量 7、環(huán)境科學(xué)中所采用的系統(tǒng)最優(yōu)化方法有線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃及隨機(jī)規(guī)劃等 8、概率稀釋模型法方法的基本思路如下: ① 基于特定的基本假定,建立污染物與水體混合均勻后下游濃度的概率稀釋模型;② 利用矩量近似解法求解控制斷面在一定控制濃度下的達(dá)標(biāo)率;③利用數(shù)值積分求解水體在控制斷面不同控制濃度、不同達(dá)標(biāo)率下的水環(huán)境容量。9、10、粒子群算法眾多變種中的RPSM[21]方法11、12、三角模糊數(shù)/盲數(shù)理論 13、 鋼筋工程量計(jì)算方法總結(jié) 以下是我對(duì)鋼筋計(jì)算的一些小總結(jié),對(duì)應(yīng)圖型可以參照相應(yīng)圖集,不正之處請(qǐng)各位高手指出。鋼筋算量基本方法小結(jié) 一、梁 (1)框架梁 一、首跨鋼筋的計(jì)算 1、上部貫通筋 上部貫通筋(上通長(zhǎng)筋1)長(zhǎng)度=通跨凈跨長(zhǎng)+首尾端支座錨固值 2、端支座負(fù)筋 端支座負(fù)筋長(zhǎng)度:第一排為L(zhǎng)n/3+端支座錨固值; 第二排為L(zhǎng)n/4+端支座錨固值 3、下部鋼筋 下部鋼筋長(zhǎng)度=凈跨長(zhǎng)+左右支座錨固值 以上三類鋼筋中均涉及到支座錨固問(wèn)題,那么總結(jié)一下以上三類鋼筋的支座錨固判斷問(wèn)題: 支座寬≥Lae且≥0.5Hc+5d,為直錨,取Max{Lae,0.5Hc+5d }。 鋼筋的端支座錨固值=支座寬≤Lae或≤0.5Hc+5d,為彎錨,取Max{Lae,支座寬度-保護(hù)層+15d }。 鋼筋的中間支座錨固值=Max{Lae,0.5Hc+5d } 4、腰筋 構(gòu)造鋼筋:構(gòu)造鋼筋長(zhǎng)度=凈跨長(zhǎng)+2×15d 抗扭鋼筋:算法同貫通鋼筋 5、拉筋 拉筋長(zhǎng)度=(梁寬-2×保護(hù)層)+2×11.9d(抗震彎鉤值)+2d 拉筋根數(shù):如果我們沒(méi)有在平法輸入中給定拉筋的布筋間距,那么拉筋的根數(shù)=(箍筋根數(shù)/2)×(構(gòu)造筋根數(shù)/2);如果給定了拉筋的布筋間距,那么拉筋的根數(shù)=布筋長(zhǎng)度/布筋間距。 6、箍筋 箍筋長(zhǎng)度=(梁寬-2×保護(hù)層+梁高-2×保護(hù)層)*2+2×11.9d+8d 箍筋根數(shù)=(加密區(qū)長(zhǎng)度/加密區(qū)間距+1)×2+(非加密區(qū)長(zhǎng)度/非加密區(qū)間距-1)+1 注意:因?yàn)闃?gòu)件扣減保護(hù)層時(shí),都是扣至縱筋的外皮,那么,我們可以發(fā)現(xiàn),拉筋和箍筋在每個(gè)保護(hù)層處均被多扣掉了直徑值;并且我們?cè)陬A(yù)算中計(jì)算鋼筋長(zhǎng)度時(shí),都是按照外皮計(jì)算的,所以軟件自動(dòng)會(huì)將多扣掉的長(zhǎng)度在補(bǔ)充回來(lái),由此,拉筋計(jì)算時(shí)增加了2d,箍筋計(jì)算時(shí)增加了8d。 7、吊筋 吊筋長(zhǎng)度=2*錨固(20d)+2*斜段長(zhǎng)度+次梁寬度+2*50,其中框梁高度>800mm 夾角=60° ≤800mm 夾角=45° 二、中間跨鋼筋的計(jì)算 1、中間支座負(fù)筋 中間支座負(fù)筋:第一排為:Ln/3+中間支座值+Ln/3; 第二排為:Ln/4+中間支座值+Ln/4 注意:當(dāng)中間跨兩端的支座負(fù)筋延伸長(zhǎng)度之和≥該跨的凈跨長(zhǎng)時(shí),其鋼筋長(zhǎng)度: 第一排為:該跨凈跨長(zhǎng)+(Ln/3+前中間支座值)+(Ln/3+后中間支座值); 第二排為:該跨凈跨長(zhǎng)+(Ln/4+前中間支座值)+(Ln/4+后中間支座值)。其他鋼筋計(jì)算同首跨鋼筋計(jì)算。LN為支座兩邊跨較大值。 二、其他梁 一、非框架梁 在03G101-1中,對(duì)于非框架梁的配筋簡(jiǎn)單的解釋,與框架梁鋼筋處理的不同之處在于: 1、普通梁箍筋設(shè)置時(shí)不再區(qū)分加密區(qū)與非加密區(qū)的問(wèn)題; 2、下部縱筋錨入支座只需12d; 3、上部縱筋錨入支座,不再考慮0.5Hc+5d的判斷值。未盡解釋請(qǐng)參考03G101-1說(shuō)明。 二、框支梁 1、框支梁的支座負(fù)筋的延伸長(zhǎng)度為L(zhǎng)n/3; 2、下部縱筋端支座錨固值處理同框架梁; 3、上部縱筋中第一排主筋端支座錨固長(zhǎng)度=支座寬度-保護(hù)層+梁高-保護(hù)層+Lae,第二排主筋錨固長(zhǎng)度≥Lae; 4、梁中部筋伸至梁端部水平直錨,再橫向彎折15d; 5、箍筋的加密范圍為≥0.2Ln1≥1.5hb; 7、側(cè)面構(gòu)造鋼筋與抗扭鋼筋處理與框架梁一致。 二、剪力墻 在鋼筋工程量計(jì)算中剪力墻是最難計(jì)算的構(gòu)件,具體體現(xiàn)在: 1、剪力墻包括墻身、墻梁、墻柱、洞口,必須要整考慮它們的關(guān)系; 2、剪力墻在平面上有直角、丁字角、十字角、斜交角等各種轉(zhuǎn)角形式; 3、剪力墻在立面上有各種洞口; 4、墻身鋼筋可能有單排、雙排、多排,且可能每排鋼筋不同; 5、墻柱有各種箍筋組合; 6、連梁要區(qū)分頂層與中間層,依據(jù)洞口的位置不同還有不同的計(jì)算方法。(1)剪力墻墻身 一、剪力墻墻身水平鋼筋 1、墻端為暗柱時(shí) A、外側(cè)鋼筋連續(xù)通過(guò) 外側(cè)鋼筋長(zhǎng)度=墻長(zhǎng)-保護(hù)層 內(nèi)側(cè)鋼筋=墻長(zhǎng)-保護(hù)層+彎折 B、外側(cè)鋼筋不連續(xù)通過(guò) 外側(cè)鋼筋長(zhǎng)度=墻長(zhǎng)-保護(hù)層+0.65Lae 內(nèi)側(cè)鋼筋長(zhǎng)度=墻長(zhǎng)-保護(hù)層+彎折 水平鋼筋根數(shù)=層高/間距+1(暗梁、連梁墻身水平筋照設(shè)) 2、墻端為端柱時(shí) A、外側(cè)鋼筋連續(xù)通過(guò) 外側(cè)鋼筋長(zhǎng)度=墻長(zhǎng)-保護(hù)層 內(nèi)側(cè)鋼筋=墻凈長(zhǎng)+錨固長(zhǎng)度(彎錨、直錨)B、外側(cè)鋼筋不連續(xù)通過(guò) 外側(cè)鋼筋長(zhǎng)度=墻長(zhǎng)-保護(hù)層+0.65Lae 內(nèi)側(cè)鋼筋長(zhǎng)度=墻凈長(zhǎng)+錨固長(zhǎng)度(彎錨、直錨)水平鋼筋根數(shù)=層高/間距+1(暗梁、連梁墻身水平筋照設(shè)) 注意:如果剪力墻存在多排垂直筋和水平鋼筋時(shí),其中間水平鋼筋在拐角處的錨固措施同該墻的內(nèi)側(cè)水平筋的錨固構(gòu)造。 3、剪力墻墻身有洞口時(shí) 當(dāng)剪力墻墻身有洞口時(shí),墻身水平筋在洞口左右兩邊截?cái)?,分別向下彎折15d。 二、剪力墻墻身豎向鋼筋 1、首層墻身縱筋長(zhǎng)度=基礎(chǔ)插筋+首層層高+伸入上層的搭接長(zhǎng)度 2、中間層墻身縱筋長(zhǎng)度=本層層高+伸入上層的搭接長(zhǎng)度 3、頂層墻身縱筋長(zhǎng)度=層凈高+頂層錨固長(zhǎng)度 墻身豎向鋼筋根數(shù)=墻凈長(zhǎng)/間距+1(墻身豎向鋼筋從暗柱、端柱邊50mm開(kāi)始布置) 4、剪力墻墻身有洞口時(shí),墻身豎向筋在洞口上下兩邊截?cái)?,分別橫向彎折15d。 三、墻身拉筋 1、長(zhǎng)度=墻厚-保護(hù)層+彎鉤(彎鉤長(zhǎng)度=11.9+2*D) 2、根數(shù)=墻凈面積/拉筋的布置面積 注:墻凈面積是指要扣除暗(端)柱、暗(連)梁,即墻面積-門洞總面積-暗柱剖面積-暗梁面積;拉筋的面筋面積是指其橫向間距×豎向間距。例:(8000*3840)/(600*600) (二)剪力墻墻柱 一、縱筋 1、首層墻柱縱筋長(zhǎng)度=基礎(chǔ)插筋+首層層高+伸入上層的搭接長(zhǎng)度 2、中間層墻柱縱筋長(zhǎng)度=本層層高+伸入上層的搭接長(zhǎng)度 3、頂層墻柱縱筋長(zhǎng)度=層凈高+頂層錨固長(zhǎng)度 注意:如果是端柱,頂層錨固要區(qū)分邊、中、角柱,要區(qū)分外側(cè)鋼筋和內(nèi)側(cè)鋼筋。因?yàn)槎酥梢钥醋魇强蚣苤?,所以其錨固也同框架柱相同。 二、箍筋:依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙自由組合計(jì)算。 (三)剪力墻墻梁 一、連梁 1、受力主筋 頂層連梁主筋長(zhǎng)度=洞口寬度+左右兩邊錨固值LaE 中間層連梁縱筋長(zhǎng)度=洞口寬度+左右兩邊錨固值LaE 2、箍筋 頂層連梁,縱筋長(zhǎng)度范圍內(nèi)均布置箍筋 即N=((LaE-100)/150+1)*2+(洞口寬-50*2)/間距+1(頂層) 中間層連梁,洞口范圍內(nèi)布置箍筋,洞口兩邊再各加一根 即N=(洞口寬-50*2)/間距+1(中間層) 二、暗梁 1、主筋長(zhǎng)度=暗梁凈長(zhǎng)+錨固 三、柱 (一)、基礎(chǔ)層 一、柱主筋 基礎(chǔ)插筋=基礎(chǔ)底板厚度-保護(hù)層+伸入上層的鋼筋長(zhǎng)度+Max{10D,200mm} 二、基礎(chǔ)內(nèi)箍筋 基礎(chǔ)內(nèi)箍筋的作用僅起一個(gè)穩(wěn)固作用,也可以說(shuō)是防止鋼筋在澆注時(shí)受到撓動(dòng)。一般是按2根進(jìn)行計(jì)算(軟件中是按三根)。 (二)、中間層 一、柱縱筋 1、KZ中間層的縱向鋼筋=層高-當(dāng)前層伸出地面的高度+上一層伸出樓地面的高度 二、柱箍筋 1、KZ中間層的箍筋根數(shù)=N個(gè)加密區(qū)/加密區(qū)間距+N+非加密區(qū)/非加密區(qū)間距-1 03G101-1中,關(guān)于柱箍筋的加密區(qū)的規(guī)定如下 1)首層柱箍筋的加密區(qū)有三個(gè),分別為:下部的箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度取Hn/3;上部取Max{500,柱長(zhǎng)邊尺寸,Hn/6};梁節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)加密;如果該柱采用綁扎搭接,那么搭接范圍內(nèi)同時(shí)需要加密。2)首層以上柱箍筋分別為:上、下部的箍筋加密區(qū)長(zhǎng)度均取Max{500,柱長(zhǎng)邊尺寸,Hn/6};梁節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)加密;如果該柱采用綁扎搭接,那么搭接范圍內(nèi)同時(shí)需要加密。 (三)、頂層 頂層KZ因其所處位置不同,分為角柱、邊柱和中柱,也因此各種柱縱筋的頂層錨固各不相同。(參看03G101-1第37、38頁(yè)) 一、角柱 角柱頂層縱筋長(zhǎng)度: 一、內(nèi)筋 a、內(nèi)側(cè)鋼筋錨固長(zhǎng)度為 : 彎錨(≦Lae):梁高-保護(hù)層+12d 直錨(≧Lae):梁高-保護(hù)層 二、外筋 b、外側(cè)鋼筋錨固長(zhǎng)度為 外側(cè)鋼筋錨固長(zhǎng)度=Max{1.5Lae,梁高-保護(hù)層+柱寬-保護(hù)層} 寺寺地地地地地地地地地地柱頂部第一層:≧梁高-保護(hù)層+柱寬-保護(hù)層+8d(保證65%伸入梁內(nèi))柱頂部第二層:≧梁高-保護(hù)層+柱寬-保護(hù)層 注意:在GGJ V8.1中,內(nèi)側(cè)鋼筋錨固長(zhǎng)度為 彎錨(≦Lae):梁高-保護(hù)層+12d直錨(≧Lae):梁高-保護(hù)層外側(cè)鋼筋錨固長(zhǎng)度=Max{1.5Lae,梁高-保護(hù)層+柱寬-保護(hù)層} 二、邊柱 邊柱頂層縱筋長(zhǎng)度=層凈高Hn+頂層鋼筋錨固值,那么邊柱頂層鋼筋錨固值是如何考慮的呢? 邊柱頂層縱筋的錨固分為內(nèi)側(cè)鋼筋錨固和外側(cè)鋼筋錨固: a、內(nèi)側(cè)鋼筋錨固長(zhǎng)度為 彎錨(≦Lae):梁高-保護(hù)層+12d直錨(≧Lae):梁高-保護(hù)層 b、外側(cè)鋼筋錨固長(zhǎng)度為:≧1.5Lae 注意:在GGJ V8.1中,內(nèi)側(cè)鋼筋錨固長(zhǎng)度為 彎錨(≦Lae):梁高-保護(hù)層+12d 直錨(≧Lae):梁高-保護(hù)層 外側(cè)鋼筋錨固長(zhǎng)度=Max{1.5Lae,梁高-保護(hù)層+柱寬-保護(hù)層} 三、中柱 中柱頂層縱筋長(zhǎng)度=層凈高Hn+頂層鋼筋錨固值,那么中柱頂層鋼筋錨固值是如何考慮的呢? 中柱頂層縱筋的錨固長(zhǎng)度為 彎錨(≦Lae):梁高-保護(hù)層+12d 直錨(≧Lae):梁高-保護(hù)層 注意:在GGJ V8.1中,處理同上。 四、板 在實(shí)際工程中,我們知道板分為預(yù)制板和現(xiàn)澆板,這里主要分析現(xiàn)澆板的布筋情況。 板筋主要有:受力筋(單向或雙向,單層或雙層)、支座負(fù)筋、分布筋、附加鋼筋(角部附加放射筋、洞口附加鋼筋)、撐腳鋼筋(雙層鋼筋時(shí)支撐上下層)。 一、受力筋 軟件中,受力筋的長(zhǎng)度是依據(jù)軸網(wǎng)計(jì)算的。 受力筋長(zhǎng)度=軸線尺寸+左錨固+右錨固+兩端彎鉤(如果是Ⅰ級(jí)筋)。根數(shù)=(軸線長(zhǎng)度-扣減值)/布筋間距+1 二、負(fù)筋及分布筋 負(fù)筋長(zhǎng)度=負(fù)筋長(zhǎng)度+左彎折+右彎折 負(fù)筋根數(shù)=(布筋范圍-扣減值)/布筋間距+1 分布筋長(zhǎng)度=負(fù)筋布置范圍長(zhǎng)度-負(fù)筋扣減值 負(fù)筋分布筋根數(shù)=負(fù)筋輸入界面中負(fù)筋的長(zhǎng)度/分布筋間距+1 三、附加鋼筋(角部附加放射筋、洞口附加鋼筋)、支撐鋼筋(雙層鋼筋時(shí)支撐上下層)根據(jù)實(shí)際情況直接計(jì)算鋼筋的長(zhǎng)度、根數(shù)即可,在軟件中可以利用直接輸入法輸入計(jì)算。第五章 常見(jiàn)問(wèn)題 為什么鋼筋計(jì)算中,135o彎鉤我們?cè)谲浖杏?jì)算為11.9d? 我們軟件中箍筋計(jì)算時(shí)取的11.9D實(shí)際上是彎鉤加上量度差值的結(jié)果,我們知道彎鉤平直段長(zhǎng)度是10D,那么量度差值應(yīng)該是1.9D,下面我們推導(dǎo)一下1.9D這個(gè)量度差值的來(lái)歷: 按照外皮計(jì)算的結(jié)果是1000+300;如果按照中心線計(jì)算那么是:1000-D/2-d+135/360*3.14*(D/2+d/2)*2+300,這里D取的是規(guī)范規(guī)定的最小半徑2.5d,此時(shí)用后面的式子減前面的式子的結(jié)果是:1.87d≈1.9d。不同厚度的墻體 磚的用量和砂漿用量是不同的。 砂漿凈用量(m3/m3)=1-單塊磚體積(m3/塊)*磚凈用量 砂漿實(shí)際用量(砂漿消耗量)=砂漿凈用量*(1+損耗率) 以常見(jiàn)240厚的標(biāo)準(zhǔn)磚墻來(lái)講: 1m3磚墻 磚的凈用量=529.1 砂漿的損耗率按1%取定 你自己計(jì)算下 砂漿的用量是不是0.225立方 補(bǔ)充:用量與砂漿標(biāo)號(hào)無(wú)關(guān)第二篇:計(jì)算方法總結(jié)
第三篇:計(jì)算方法公式總結(jié)
第四篇:水環(huán)境容量計(jì)算方法總結(jié)
第五篇:鋼筋工程量計(jì)算方法總結(jié)