結構矩陣分析程式方法

■ 序

結構分析必須滿足兩個條件：力的平衡及位移的諧和。傳統的解題法可分為力法和位移法兩種，在這些計算中，需要以手算並經常用到微分或積分。

隨著電腦的逐步發展後，人們想利用矩陣的運算方式來計算結構，電腦不會幫你思考，但是會依你的指令運算，而且計算的速度奇快無比，所以如果能夠找出一個方法，利用電腦幫我們計算結構，將會更有效率、更快速的解決問題，這是早期人們的目標，勁度法和柔度法就因應而生。然而在使用上，這兩種方法需要手算的比率極高，隨後要輸入的勁度矩陣或柔度矩陣的數值也極為繁多複雜，因此實用性不高，直到直接勁度法的出現，這個問題才得以徹底根本解決。

許多讀者認為結構矩陣法，就是把傳統的結構用矩陣的方法來計算，只是另外一種解題方法。卻不知道它的終極目標，是一個可以制定流程、編撰程式、讓電腦幫人們計算，用以解決結構分析的一種方法，是為了寫程式，而不只是手算用的。

有鑒於此，筆者認為有必要盡些心力，讓讀者了解電腦計算是如何運作，尤其是核心部分的邏輯思維與執行步驟，祈能讓所有學子可以將結構分析和電腦程式串連起來，以達融會貫通的目的。

■ 第二版序

承蒙各位教授及讀者們的使用，第一版書很快就銷售完畢。在第二版中有3個特色：(1)增加新的例題，引入綱結構的型鋼斷面取代傳統的直線構件，讓結構矩陣運算得以和設計連結，引導讀者不致迷失在龐大的數據運算當中。(2)在原例題中，增加許多圖型以顯示計算結果的意義，並局部調整題目數據，讓計算結果更符合工程實際現況。同時(3)新增了比較性例題，讓讀者可以從比較中學習其差異性，使每個章節能有更完整的敘述。