SAP2000功能介绍

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。

1969年，Wilson教授原创性地开发了静力与动力分析的SAP（Structural Analysis Program）程序。

在此之前，大学里开发的有限元程序都是针对特定结构问题的，而且几乎只能由开发者来使用，如不经过大量的开发工作，工程实践人员不可能使用这些研究成果。

SAP程序应用了当时的许多技术，每个节点可以具有从0到6个的自由度，SAP创建了一个整数指针数组，是节点数量的六倍，这个数组允许每个节点具有不同的位移数目。

因此，在单元刚度组装的时候，只形成具有未知位移的平衡方程。

所以，SAP程序与那些每节点具有固定位移数目的特定用途程序一样高效。

在不到一年的时间里，Wilson教授和他的三位学生就开发出了第一个SAP程序。

它成为了许多有限元工程的基本开始程序。

1973年，Bathe博士更新了动力响应选项，发展成为SAP IV；那时，SAP IV是世界上最快和最强大的结构分析程序。

SAP程序免费分发，使得在Berkeley发展的有限元研究很快地传递到工程界和其他大学。

从1979年开始，来自美国的张之勇教授、董平教授等在国内开办了一系列的有限元讲座，来自全国各地的高校和科研机构的专家学者和研究人员从中得到了最新的有限元知识，可以说是改革开放后的中国有限元研究领域的“黄埔军校”，培养了一大批有限元的科研开发应用人才。

国内广泛应用的第一个有限元程序就是张之勇教授带回国内的SAP V程序，在当时产生了极大的影响，还获得了第三届中国工业大奖。

SAP2000是SAP系列程序功能最为强大的版本，它同时具有友好的用户界面。

在1996
年刚发布的时候，SAP2000是SAP的第一个完全集成到Microsoft Windows中的版本。

强大的图形界面在易用性和高效性上无可匹敌。

模型的创建和修改、执行分析、校核、设计优化和输出结果都在一个环境中实现。

可以在一个模型中进行多种不同类型的分析和设计。

SAP2000采用基于对象的非线性有限元技术，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可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，可以几乎覆盖结构工程的所有计算分析问题。

功能介绍
自从SAP于四十多年前诞生以来，已经成为了结构工程分析方法发展技术水平的代名词，SAP2000延续着这个传统，针对交通设施、工业建筑、公共建筑、体育场馆以及其他的基础设施，提供了精妙的用户界面，无可匹敌的分析引擎，和全面完善的设计工具。

它可以针对混凝土框架、钢结构框架、铝框架以及多种混合材料结构进行计算与设计。

SAP2000中文版包括了中国及欧美常用的设计规范，对于涉外工程项目的分析具有很大的优势。

同时，软件可以输出英文计算书
直观的界面使得用户可以快速生成结构模型，而无需长时间学习。

用户可以驾轻就熟地利用SAP2000的强大功能来处理所有的分析与设计任务，包括一两天的小问题。

可以通过程序内建的模板来生成复杂模型和进行剖分。

先进的分析技术可以用于逐步大变形分析，P-Delta分析，特征向量和Ritz向量分析，索分析，仅拉或仅压分析，屈曲分析，爆炸分析，阻尼器、基础隔震和支座塑性的快速非线性分析，位移控制的能量方法，顺序施工分析等。

桥梁设计人员可以使用SAP2000桥梁模板来生成桥梁的结构模型、自动进行桥梁活荷载分析与设计、桥梁的基础隔震，桥梁的施工顺序分析，斜拉桥和悬索桥的大变形分析，以及Pushover分析。

从强大的三维基于对象的图形化模拟环境，到各种集成化的分析与设计选项，SAP2000持续地证明了它是土木结构工程最有效和最实用的软件。

从2003年开始，北京金土木软件技术有限公司、中国建筑标准设计研究院同美国CSI 公司展开全面合作，已将中国设计规范全面地贯入到SAP2000中。

2005年11月3日SAP2000中文版通过建设部评估鉴定，鉴定委员会一致认为：
SAP2000中文版软件达到了国际领先水平。

该软件符合中国建筑结构设计新规范的要求，能够处理各种复杂的结构体系，可以更好地提升我国的结构设计效率和水平，提高我国设计行业整体的竞争力，具有很大的推广使用价值。

SAP2000中文版包含的中国规范主要涉及到：建筑荷载规范GB50009-2001、建筑抗震设计规范GB50011-2001、混凝土结构设计规范GB50010-2002、钢结构设计规范GB50017-2003。

SAP2000中文版正在加入我国的桥梁设计规范、水工港口设计规范，以及其他的相关规范内容。

SAP2000既可以用来进行结构分析的教学指导，更可以用在大型项目的非线性有限元分析；无论你是大学的研究生和教师，还是从事工程设计的工程师，SAP2000都可以成为你的日常分析与设计辅助工具。

从CCTV新楼，到奥运工程的“水立方”、“鸟巢”等一大批国家重点项目都凝聚和体现了SAP2000的强大分析技术，SAP2000中文版将继续为我国的建设事业发挥重要作用。

一、集成化的环境
SAP2000所提供给工程师的是一个集成化的视图环境，这个视图环境可以设置所要展现的视图数目及布局，可以在任意一个视图窗口中进行所需要的任何操作。

任意窗口都可以显示结构模型的平面图、立面图和三维空间图，平面、立面视图可以方便快捷的进行切换，三维视图可以选择任意的观察角度，所有视图窗口中都有显示视图之间相互关系的信息。

结构模型可以按用户需求进行特效显示，包括填充图、拉伸图或对象收缩图等。

除此以外，SAP2000具有丰富的模型颜色显示选择和结果输出，工程师还可以选择结构模型按何种属性进行颜色显示，工程师可以在这些显示选项和输出选项的帮助下，对结构的对象形式、材料分布、截面形式分布、钢构件的应力比或混凝土构件的配筋率全面直接的了解。

SAP2000是一个集成化的工作环境，工程师可以在同一个界面中完成建模、分析和设计，可以通过不同的视图窗口将结构的模型信息、分析结果和设计结果同时展现给用户，而且可以在不同的显示含义的视图中直接进行与该显示状态相关的操作，比如，在模型信息中查看修改模型信息、在分析结果显示视图中选择显示构件的内力详细输出、在设计结果中进行构件的交互式设计等。

➢完全集成的环境，创建模型、修改、分析、设计优化、显示结果均在一个图形界面➢强大的功能，在平面视图，立面视图和展开面内建立三维模型
➢一系列自动模板快速建立任何模型
➢采用面向对象的单元建模，允许采用较大的单元而不需要在每个节点都进行划分➢半刚度隔板模型，增强的自动网格划分
➢广泛的电子表格交互编辑
➢完全集成的截面编辑器容许定义复杂截面
➢对楼面和墙的不匹配单元自动进行网格匹配（自动线束缚）
➢任意形状立面的风荷载加载和刚性隔板风荷载加载
➢代表最新静力、动力、线性、非线性分析选项
➢完全交互式钢、混凝土、铝框架构件设计。

包含中国、美国、加拿大和欧洲规范➢屏幕结果显示，动画显示变形，振形，应力轮廓和时程结果
➢用户定制表格可以屏幕显示或输出到多种格式、交互生成定制报告
➢模型可以对常见格式导入和导出
➢联机帮助，电子文档，入门，多媒体演示
➢图形和表格显示节点和单元时程记录等
二、强大的分析功能
SAP2000分析计算功能十分强大，这是国际上业界的公认事实，她囊括几乎所有结构工程领域内的最新结构分析功能，四十多年的发展，使得SAP2000积累了丰富的结构计算分析经验，从静力动力计算，到线性非线性分析，从P-Delta效应到施工顺序加载，从结构阻尼器到基础隔振，都能运用自如，为工程师提供最可靠的计算分析结果。

SAP2000的单元库和荷载类型十分丰富：
➢框架、索、钢束（线性、非线性）
➢内置钢构件截面、变截面、截面设计器
➢膜、壳、平面应力、平面应变、实体
➢阻尼、隔振单元（粘滞型与速度型）
➢塑性铰、纤维铰（应力应变关系体现）
➢沿任何方向的点荷载，均布和阶梯荷载（节点样式）
➢应变荷载、温度变化和温度阶梯荷载
➢预应力加载
➢自动端部偏移估算
➢弯矩和剪力释放
➢节点偏移，截面映射
➢单拉或单压单元
➢自动风荷载体型系数
SAP2000涉及到的分析功能包括：
➢静力线性分析
➢模态分析
➢反应谱分析
➢屈曲分析
➢多步静力分析
➢静力非线性分析
➢动力线性和非线性时程分析
➢稳态分析
➢功率谱密度
分析功能的特点：
➢力或位移控制
➢阶段施工（施工顺序加载），包括多阶段
➢可以进行包含有效阻尼、能量谱计算和需求谱对比的pushover分析➢几何非线性、P-Delta 分析、大变形分析
➢具有子空间迭代法的特征值分析
➢基于优化叠加Ritz 向量分析
➢振型可以包含P-delta、大变形和施工效应
➢用SRSS、GMC(Gupta)、CQC进行振型组合
➢用SRSS方法直接组合或因子绝对叠加方法进行方向组合➢使用Wilson FNA 或直接积分法
➢地动加速度放大
➢加速度任意分量合成以生成反应谱曲线等
➢多基激励
➢瞬态或稳态
➢图形和表格显示节点和单元时程记录
➢函数对时间或函数对函数显示
➢对任何点加速度分量的产生反应谱曲线
SAP2000的桥梁功能包括：
➢桥梁建模向导
➢轴线、桥台、桥柱支座、桥墩
➢桥截面（各种多室箱形、板式、混凝土板与钢梁）
➢伸缩缝、横隔板（梁）
➢参数变化（弯梁桥，桥截面变化）
➢桥梁对象、预应力钢束自动随截面变化
➢自动生成桥梁模型、壳模型、实体模型
➢桥梁分析（移动荷载分析）
➢影响线、影响面和包络图
➢AASHTO 车辆荷载、用户自定义汽车、履带和火车荷载➢最大最小位移和反应的确定
➢能处理复杂车道几何布置
➢自动计算所有交通荷载的可能排列
➢提供反应分量的相互作用
➢桥梁施工、收缩徐变（CEB－FIP）
➢预应力损失
三、一体化的设计功能
在设计能力方面，SAP2000是一个一体化的设计程序，钢框架设计、混凝土框架设计、壳体设计都是在同一软件中完成。

SAP2000可以完成各种结构体系的设计，可以全面输出结构体系分析和设计整体结果和构件设计详细信息。

在设计方式方面，SAP2000采用传统设计方式和交互式图形方式相结合进行结构设计，这种设计方式可以大大提高工程师的效率。

除此以外，运用多种国际结构设计规范，使得SAP2000的结构设计功能更加强大和有效，同时可以进行多个国家和地区的设计规范设计结果的研究和对比。

SAP2000可以完成钢框架设计及钢框架截面的自动优化设计，还可以对钢框架结构指定位移或周期目标，进而通过钢框架截面的自动优化达到所设定的目标。

SAP2000可以进行钢结构设计应力比设计结果全面的颜色编码的图形显示。

SAP2000已经发展成为一个集成化的建筑结构分析与设计软件，她采用独特的图形操作界面系统（GUI），利用面向对象的操作方法来建模，编辑方式与AutoCAD类似，可以方便地建立各种复杂的结构模型，同时辅以大量的工程模板，大大提高了用户建模的效率，并且可以导入导出包括AutoCAD在内的常用格式的数据文件，极大地方便了用户的使用。

SAP2000集成了荷载计算、静动力分析、线性和非线性计算等所有计算分析为一体，容纳了最新的静力、动力、线性和非线性分析技术，计算快捷，分析结果合理可靠，其权威性和可靠性得到了国际上业界的一致肯定。

SAP2000集成了大部分国家和地区的现有结构设计规范，她已经将中国、美国、加拿大和欧洲规范纳入其中，可以完成绝大部分国家和地区的结构工程设计工作。

SAP2000软件特色可以归纳为以下几个方面：
⏹在一个统一的集成环境中进行建模、修改、分析、设计优化，并查看结果
⏹采用平面、立面和自定义视平面进行功能强大的3D建模
⏹开始时有多种自动模板来适应不同类型的结构
⏹面向对象的实体单元建模，允许采用较大的单元而不需要在每个节点都进行划分
⏹强大的类似CAD的编辑特点
⏹完全集成的截面设计工具允许定义复杂的截面
⏹具有最新的静力、动力、线性和非线性分析技术水平
⏹采用中国、美国、加拿大和欧洲规范进行完全交互式钢结构设计、混凝土框架设
计和壳体设计
⏹动画显示变形、振型、应力轮廓、时间关系曲线等结果
⏹导入、导出模型到通用文件格式如DXF文件
⏹全面的上下文相关的联机帮助信息及上百万字的随机技术文档
⏹中英文用户界面自由切换，所有技术文档也随之切换中英文
除了以上SAP2000的功能及特点外，值得一提的是SAP2000背后有一批经验丰富且具有卓越成就的工程师在不断的为之而奋斗，具有Wilson教授等结构计算理论的权威作为支持。

在这样的基础上，SAP2000将一直站在结构有限元分析程序发展的最前沿，我们的工程师将不断的发现，结构分析理论的最新成果将在SAP2000程序中得到最早最完整的体现。

因此熟练掌握SAP2000程序并不断跟随SAP2000进行升级，您将一直占据理论发展与实践应用的最前沿。