SAP2000基本介绍

SAP2000功能介绍SAP2000中文版是一个集成化的通用结构分析与设计软件。

它可以对建筑结构、工业建筑、桥梁、管道、大坝等不同体系类型的结构进行分析和设计，也可以根据需要完成世界大多数国家和地区的结构规范设计。

SAP2000中文版软件集成化的特性还体现在集成化的软件环境，也就是结构建模、分析和设计的所有工作都是在同一界面中完成的，并且所有的数据都是在同一数据库中进行的，不需要数据的相互传输。

SAP2000中文版的界面是一个标准的Windows界面系统，历史由来SAP2000是由美国Computer and Structures Inc.（CSI）公司开发研制的通用结构分析与设计软件。

SAP2000已有近四十年的发展历史，是美国乃至全球公认的结构分析计算程序，在世界范围内广泛应用。

美国CSI公司是由Wilson教授的学生Ashraf总裁于1978年创建的，CSI公司的大部分技术开发人员都是Wilson教授的学生，并且Wilson教授也是CSI公司的高级技术发展顾问，CSI公司的产品都是缘于Wilson教授及其学生在四十多年来对结构工程有限元分析领域内的研究，并且得到了来自全球数十万工程师用户持续不断的使用和建议，凭借SAP2000、ETABS、SAFE等高质量的软件产品，现在CSI公司已经成为这个领域的业界翘楚，其行业优势地位得到了全球的公认。

SAP2000是由SAP5、SAP80、SAP90发展而来的。

1969年美国加州大学Berkeley分校的Wilson教授发布了第一个SAP程序，这是基于小型机的，SAP是“Structural Analysis Program”首字母的缩写。

从此，SAP就成为了结构有限元分析的代名词。

1963年在加州大学Berkeley分校，Wilson教授和Clough教授为了教授结构静力与动力分析而开发了SMIS（Symbolic Matrix Interpretive System），其目的是为了弥补在传统手工计算方法和结构分析矩阵法之间的隔阂，这个FORTRAN程序是免费分发的，被许多大学采用，其最终版本是CAL91，直至今日，它仍在许多大学被用来教授现代结构分析课程。

SAP2000入门●图形介面SAP2000图形介面（GUI）用于建立模型，分析，设计及显示结构状况。

●结构模型以如下的内容描述结构物·材料性质·梁、柱或桁架杆件的FRAME单元·墙、楼板或其他薄板的SHELL单元·表示单元接合处的JOINTS·支承JOINTS的约束（RESTRINTS）及弹簧（SPRINGS）·荷载含自重、温度、地震及其他·经SAP2000分析后，亦可显示荷载导致的位移、应力及反力图形介面提供多种有效工具去建立结构模型，甚至可利用内定基本模型及最佳设计去修正模型。

●坐标系统所有位置的定义皆使用单一整体坐标系。

此为三次元，右手定则的直角坐标系。

三轴为X、Y、Z。

结构模型的各成份（JOINT，FRAME单元，SHELL单元等）皆依各自的局部坐标系去定义性质，荷载及反应值。

局部坐标的三轴为1，2及3。

于建立或显示结构模型时尚可另建补助坐标系统。

●主视窗含完整的图形介面。

利用Windows的操作此视窗可移动，改变尺寸，最大最小化或关闭。

主标题位于主视窗的顶部，显示程序名及模型名。

●功能列位于功能列的功能含SAP2000所提供的大部分功能。

●主工具列提供快速操作功能，特别是有关显示的操作，大部分功能皆可由功能列上执行。

●浮动工具列提供变更模型的快速指令，所有功能皆包含于功能列上。

浮动工具列可利用鼠标左键移动或变形。

●显示视窗显示视窗显示模型的几何形状，亦可包括单元性质，荷载，分析结果。

并可同时显示四个视窗。

各视窗有独自的视点，显示类型，显示选项。

例如未变形模型显示于1个视窗荷载另1个视窗，动能变形于第3视窗，设计应力比于第4视窗。

也可以为四种不同类型的未变形模型或其他，一个平面，两向立面及一个透视。

每次仅有一显示视窗“可动作（Active）”，浏览及显示操作仅于目前可动作视窗有效，可按一下标题列或视窗范围内使该视窗变为可活动。

sap2000默认杆件间刚接？RESTRAINT是指我们常说的支座约束条件和边界条件；CONSTRAINT是指节点情况，或者说是不同单元间的相互约束，如节点刚接、铰接等等。

SAP2000中隐含为每个节点刚接，如要设成铰接要用此菜单释放各个方向的弯矩。

简单的说，restrain是节点约束情况的意思，比如：铰结，刚结等等。

而constrain 是表示节点间相互关系，也可以理解为主从关系，比如：保持在同一平面内变形，保持在某一方向上位移一致等等。

在空间框架分析中，如何考虑楼板的作用？如果你想考虑刚性楼板作用的话，SAP2000中有一种“刚片约束”（diaphram constraint）最适合。

如果想考虑弹性楼板作用的话，只有用SHELL或PLATE单元模拟楼板，这样还可以自动传递板上的荷载，只不过模型复杂很多E文高手帮忙[精华]Section Cuts... 截面剖切（用于给出该截面合力）Draw Developed Elevation Definition... （可以转弯的结构立面图，亦可作广义截面）Rigid Diaphragm... （平面内刚度无限大楼板）Floor-Type Area Object Options... （楼板类别，用于倒竖向荷载）Integrated Strip Forces... （综合板带内力）View/Revise Overwrites... （显示/修改设计参数）Make Auto Select Section Null... （建立自动设计设计截面库，用于钢结构）Reset All Steel Overwrites... （重置钢结构设计参数）Overwrite Frame Design Procedure... （重置杆件设计布骤）Overwrite Wall Design Procedure... （重置剪力墙设计布骤）Show Bounding Plane （显示工作平面)Show Crosshairs （显示十字丝）大家在用ANSYS和SAP2Y时用什么单元模拟剪力墙？＊墙单元可以被夹在两立柱中间。

第一部分SAP2000基本概念
SAP2000中文版是一个集成化的通用结构分析与设计软件。

它可以对建筑结构、工业建筑、桥梁、管道、大坝等不同体系类型的结构进行分析和设计，也可以根据需要完成世界大多数国家和地区的结构规范设计。

作为国际化的结构分析设计软件，它与国内软件的概念和体系存在着一定的区别，因此本书的第一部分对SAP2000的基本概念进行了简要介绍，建议读者在使用SAP2000中文版软件和阅读本书前首先通读这一部分内容。

这一部分首先从总体出发对SAP2000功能进行了综合介绍，包括SAP2000中文版的建模功能、分析功能和设计功能等内容。

通过这些介绍，可以对SAP2000中文版的整体功能有概括性了解，有助于我们对SAP2000中文版的整体把握。

SAP2000中文版软件集成化的特性还体现在集成化的软件环境，也就是结构建模、分析和设计的所有工作都是在同一界面中完成的，并且所有的数据都是在同一数据库中进行的，不需要数据的相互传输。

SAP2000中文版的界面是一个标准的Windows界面系统，在第二章中对于这一集成环境进行了详细的介绍，其中包括菜单、工具栏、显示窗及状态栏等的内容和意义，还包括鼠标的使用功能等细节。

为了迅速掌握SAP2000的基本过程，第二章中对SAP2000中文版的基本概念和基本过程进行了简要的说明，并通过一个简单算例展示了SAP2000中文版建模、分析与设计及结果输出的整个过程。

建议阅读本书其它章节之前，先通过这一算例对SAP2000中文版建模、分析和设计的基本过程进行熟悉和理解。

SAP2000的基本原理SAP2000的基本原理1、SAP是“STRUCTURE ANALYSIS PROGRAM”首字母的缩写，SAP2000是一种结构有限元分析软件。

2005年11月3日通过建设部评估鉴定。

2、SAP2000中每个节点具有0-6个自由度，SAP2000创建了一个整数指针数组，因此，SAP2000与那些每个节点具有固定位移数目的特定用途程序一样高效。

3、SAP2000采用基于对象的非线件有限元技术。

成为集成化的结构工程软件，重新定义有限元技术发展水平。

SAP2000可以模拟能量耗散装置、管道系统，逐步倒塌分析、材料非线性等一系列的特性，基于对象的有限元技术。

／以采用复杂的自动网格划分功能：SAP2000强大的分析功能包括：顺序施工、pushover分析，混凝土徐变与收缩、冲击分析、多基激励、基础隔震与阻尼器、大位移分析、土壤结构相互作用、屈曲分析、频域分析等，几乎覆盖结构，工程中的所有计算分析问题。

4、SAP2000中的对象模型与分析模型SAP2000中的对象的概念为：对象是将模型中真实构件及作用在构件上的荷载等属性，在空间角度上的抽象表达。

基本对象有：点对象、线对象、面对象、实体对象等。

SAP2000显示在视图中由基本对象组合在一起用来代表实际结构的模型，称为对象模型。

在进行分析时，SAP2000会自动将对象模型转换为以单元为基础的有限元分析数据，这时的模型称为分析模型。

转换时需注意：1）对象模型中的点对象、线对象、面对象、实体对象将转换为分析模型中的节点单元、框架单元、壳单元、实体单元。

对于线对象、面对象和实体对象，转换时会发生剖分。

2）对象模型中的连接单元转换为分析模型时是不剖分的。

3）作用于对象模型上的荷载会转换到分析模型中相关的单元与节点上。

5、 SAP2000设计的基本过程SAP2000设计的基本过程分为：建立模型、模型分析、模型设计三个步骤。

具体实例的操作步骤，详见《SAP2000中文版使用指南》P18.但是有几点需要说明：1）Y向为钢框架结构横向，为2跨。

1，荷载工况(load case)：是对各种荷载类型的定义（define），然后通过指定(assign)建立模型中空间分布的力、位移或其他作用(例如：温度)。

这仅仅是建立了作用，荷载工况本身不在结构上产生响应。

2，分析工况（analysis case）：是定义荷载作用方式（静力或动力）、结构的响应方式（线性或非线性）、分析方法（模态分析法或直接积分法）。

分析工况中包含荷载工况，分析工况可以对应一个荷载工况，也，可以是荷载的组合（多点风荷载、多维地震动）。

运行分析工况才能得到结构关于荷载的响应。

3，定义组合(define combination ):是将分析工况的计算结果进行组合（计算机运行减少人工进行计算的工作量），常用的组合形式是线性（linear）叠加或者包络(envelope)。

1.时程分析时用EL波，原始记录的波一般是以重力加速度g为单位，它的峰值为0.341g,也就是0.341*9.8m/s2.而你sap的单位用的是N/mm/s,也就是你的单位与原始波的单位相差1000*9.8个单位，那么你的系数要输入9800。

如果你sap的单位为N/m/s，那么你的系数取9.8即可。

2.规程中的8度罕遇要求是400g，这个g是单位gal的缩写字母，它的单位是cm/s2。

实际上就是0.4个重力加速度。

即400gal＝0.4g，考虑第1点，那么你的系数应该取1000*9.8*（0.4/0.341）＝11495.6。

3.定义时程函数时，单位无所谓，只要你的系数对应好就可以。

注：sap输入的地震函数本身是没有单位的，它的单位随着你sap的右下角的单位走的。

所以才需要将这个单位和原始波单位对应。

1，将索得抗弯刚度设为极小值。

2，需作索的非线性分析，在作索得非线性分析需要打开大变形得选项。

3，加载需要分步加载，先加载预应力，再加载其它荷载。

4，在v9版本里面，可以直接用应变来直接模拟预应力，不用降温也可以。

算出来得结果跟手算得结果基本是一致得，所以用sap2000来分析索是完全实用得，也是准确的。

摘要：SAP2000是一款广泛使用的结构分析软件，它能够帮助工程师进行各种类型的结构分析和设计。

在欧洲，许多工程项目都遵循特定的标准，如欧洲规范（Eurocodes）。

本文旨在为工程师提供一份详细的SAP2000应用指南，特别针对欧洲标准的应用，以确保设计符合欧洲规范的要求。

一、引言SAP2000是一款功能强大的结构分析软件，适用于土木、机械和航空航天工程领域。

它能够处理复杂的几何形状、材料属性和边界条件，从而提供精确的结构分析结果。

在欧洲，工程项目通常需要遵循欧洲规范（Eurocodes），因此，在使用SAP2000进行设计时，需要特别注意符合这些规范的要求。

二、SAP2000软件介绍1. 软件功能SAP2000具有以下主要功能：（1）多物理场分析：能够进行结构分析、动力学分析、热分析等；（2）非线性分析：包括几何非线性、材料非线性、大变形分析等；（3）优化设计：支持结构优化设计，提高设计效率；（4）三维建模：支持三维建模，便于可视化设计过程。

2. 软件界面SAP2000采用图形化界面，用户可以方便地进行模型创建、参数设置和分析结果查看。

软件界面主要包括以下部分：（1）主界面：包括菜单栏、工具栏、状态栏等；（2）模型编辑器：用于创建和编辑模型；（3）参数设置：用于设置分析参数和材料属性；（4）结果查看：用于查看分析结果。

三、欧洲标准在SAP2000中的应用1. 欧洲规范概述欧洲规范（Eurocodes）是一套适用于欧洲大陆的结构设计规范，包括以下部分：（1）Eurocode 1：一般结构设计规范；（2）Eurocode 2：混凝土结构设计规范；（3）Eurocode 3：钢结构设计规范；（4）Eurocode 4：木结构设计规范；（5）其他相关规范。

2. SAP2000中的欧洲规范应用在SAP2000中，工程师可以根据欧洲规范的要求进行以下操作：（1）材料属性设置：根据Eurocode 2、Eurocode 3等规范，设置混凝土、钢材等材料的属性，如弹性模量、泊松比、屈服强度等。