自從三十年前思愛普誕生以來，它已經(jīng)成為最新結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)方法的代名詞。SAP2000保持了原有產(chǎn)品的傳統(tǒng)功能，新增功能使得該軟件產(chǎn)品更加完善、直觀和靈活，簡潔的用戶界面，在交通運(yùn)輸、工業(yè)、公共事業(yè)、運(yùn)動(dòng)和其它領(lǐng)域，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師提供更加得心應(yīng)手的分析引擎和設(shè)計(jì)工具。
結(jié)構(gòu)分析軟件SAP系統(tǒng)2000（Structure Analysis Program 2000）是SAP系列軟件的升級(jí)版，至今集成了常用的所有功能。
基本簡介
SAP2000程序是由Edwards Wilson創(chuàng)始的SAP(Structure Analysis Program)系列程序發(fā)展而來的，至今已經(jīng)有許多版本面世。思愛普2000(SAP90的替代品)是這些新一代程序中最新也是最成熟的產(chǎn)品。最新的SAP2000 Nonlinear版除了包括全部Plus的功能之外，再加上動(dòng)力非線性時(shí)程反應(yīng)分析和阻尼構(gòu)材、減震器、Gap和Hook構(gòu)材等材料特性，它主要適用于分析帶有局部非線性的復(fù)雜結(jié)構(gòu)(如基礎(chǔ)隔震或上部結(jié)構(gòu)單元的局部屈服)。
集成化的通用結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)軟件自從三十年前SAP系統(tǒng)誕生以來，它已經(jīng)成為最新分析方法的代名詞。SAP2000保持了原有產(chǎn)品的傳統(tǒng)，具有完善、直觀和靈活的界面，為在交通運(yùn)輸、工業(yè)、公共事業(yè)、運(yùn)動(dòng)和其它領(lǐng)域工作的工程師提供無出其右的分析引擎和設(shè)計(jì)工具。
在SAP2000三維圖形環(huán)境中提供了多種建模、分析和設(shè)計(jì)選項(xiàng)，且完全在一個(gè)集成的圖形界面內(nèi)實(shí)現(xiàn)。在今天的市場上SAP2000已經(jīng)被證實(shí)是最具集成化、高效率和實(shí)用的通用結(jié)構(gòu)軟件。
在這個(gè)直觀的界面里，你不需要進(jìn)行長時(shí)間的學(xué)習(xí)，就可以很快地設(shè)計(jì)出直觀的結(jié)構(gòu)模型。您能夠駕馭SAP2000去完成所有的分析與設(shè)計(jì)工作，包括日常碰到的小問題，利用內(nèi)建強(qiáng)大的模板可以完成復(fù)雜的建模和網(wǎng)格劃分。
每個(gè)人都可以使用SAP2000!每個(gè)項(xiàng)目都可以采用SAP2000！從簡單的二維框架靜力分析到復(fù)雜的三維非線性動(dòng)力分析，SAP2000能為所有結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)提供了解決方案。
結(jié)構(gòu)介紹
集成化的通用結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)軟件
SAP系統(tǒng)2000程序于1996年問世，它是SAP產(chǎn)品系列中第一個(gè)以Windows視窗為操作平臺(tái)的程序，擁有強(qiáng)大的可視界面和方便的人機(jī)交互功能。在這個(gè)看似簡單的界面中，可以完成模型的創(chuàng)建和修改、計(jì)算結(jié)果的分析和執(zhí)行、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的檢查和優(yōu)化以及計(jì)算結(jié)果的圖表顯示(包括時(shí)程反應(yīng)的位移曲線、反應(yīng)譜曲線、加速度曲線)和文本顯示等等，從最簡單的問題到最復(fù)雜的工程項(xiàng)目，都非常方便快捷。
基本特點(diǎn)
三維結(jié)構(gòu)整體性能分析，空間建模方便，荷載計(jì)算功能完善，可從CAD等軟件導(dǎo)入，文本輸入輸出功能完善。結(jié)構(gòu)彈性靜力及時(shí)程分析功能相當(dāng)不錯(cuò)，效果高，后處理方便。不足之處在于彈塑性分析方面功能較弱，有塑性屬性，非線性計(jì)算收斂性較差。提供二次開發(fā)接口。結(jié)構(gòu)工程分析中常用的工具。
版本范圍
版本信息
SAP2000現(xiàn)有四個(gè)版本：基礎(chǔ)版（B），增強(qiáng)版（P），高級(jí)版（A），巔峰版（U）。此外還有不同的附加模塊比如：橋梁(BR)，波浪(OS)，階段施工(SC)。通過特性后面括號(hào)內(nèi)的字母來確定不同版本所帶有的特征。
最新版本：18.2.0
支持的操作系統(tǒng)：微軟? Windows Vista,Microsoft? Windows 7 or Microsoft? Windows 8,32- and 64-bit versions
不同版本分析
建模（A、P、B）
基于對(duì)象的圖形界面
帶自動(dòng)網(wǎng)格劃分的模型模板
框架、索和預(yù)應(yīng)力錨索單元
帶內(nèi)部網(wǎng)格劃分的面（殼）、實(shí)體對(duì)象
移動(dòng)、合并、鏡像、復(fù)制等編輯功能
通過輔助線和捕捉來精確定位
對(duì)不匹配殼單元網(wǎng)格的自動(dòng)邊束縛
對(duì)象生成的快速繪制選項(xiàng)
支持多個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)
強(qiáng)大的成組和選擇功能
自動(dòng)生成規(guī)范相關(guān)的風(fēng)荷載和地震荷載
面對(duì)象荷載傳遞到框架
分析
框架和殼對(duì)象的靜力分析（A、P、B）
分析優(yōu)化的多種求解器（A、P、B）
特征向量和Ritz向量的反應(yīng)譜分析（A、P、B）
P-△分析（A、P、B）
包含剛性和隔板的節(jié)點(diǎn)束縛（A、P、B）
使用力或位移加載（A、P、B）
重力、壓力和溫度荷載（A、P、B）
在框架、面和實(shí)體對(duì)象中使用后張預(yù)應(yīng)力（A、P、B）
分層殼單元（A、P、B）
平面、軸對(duì)稱實(shí)體和實(shí)體對(duì)象（A、P）
動(dòng)力時(shí)程分析，包括多點(diǎn)基底激勵(lì)（A、P）
頻域分析-功率譜密度（A、P）
移動(dòng)荷載（A、P、BR）
軸向、彎曲、剪切和扭轉(zhuǎn)行為的非線性框架塑性鉸（A）
非線性靜力Pushover推覆分析（A）
粘滯阻尼器（A）
基礎(chǔ)隔振器（A）
結(jié)構(gòu)碰撞的間隙對(duì)象（A）
Wilson FNA和直接積分法的非線性時(shí)程分析（A）
顯示
三維透視圖形顯示（A、P、B）
靜力變形和模態(tài)形狀（A、P、B）
用戶自定義荷載和自動(dòng)荷載顯示（A、P、B）
模態(tài)動(dòng)畫（A、P、B）
內(nèi)力圖和應(yīng)力云圖（A、P、B）
模型輸入輸出的電子表格（A、P、B）
針對(duì)內(nèi)力和應(yīng)力的圖形化截面切割定義（A、P、B）
OpenGL 視圖（A、P、B）
分析工況樹狀顯示（A、P、B）
位移和力時(shí)程記錄的圖形顯示（A、P）
時(shí)程動(dòng)畫AVI文件（A、P）
車道荷載和影響面顯示（A、P、BR）
非線性的力-變形圖形（A）
設(shè)計(jì)（A、P、B）
鋼框架設(shè)計(jì)：中國設(shè)計(jì)規(guī)范，及多地區(qū)和國際規(guī)范
混凝土框架設(shè)計(jì)：中國設(shè)計(jì)規(guī)范，及多國規(guī)范
AA規(guī)范的鋁框架設(shè)計(jì)
AISI規(guī)范的冷軋鋼框架設(shè)計(jì)
靜力與動(dòng)力荷載設(shè)計(jì)
構(gòu)件截面選擇與優(yōu)化
橋梁設(shè)計(jì)模塊（已從SAP2000V15.1.0/1中剔除－－CSIBridge）
利用方向和測站來定義橋梁軸線
帶三維影響面的移動(dòng)荷載
使用參數(shù)化模板來生成各種截面
中國橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范，及AAHTO、LFD、LRFD規(guī)范
帶后張預(yù)應(yīng)力的直或彎的箱形梁設(shè)計(jì)
施工順序模塊（需要巔峰版）
施工順序允許添加和刪除對(duì)象/荷載/支撐
時(shí)間相關(guān)的徐變、收縮、齡期效應(yīng)、鋼筋松弛
顯示帶預(yù)應(yīng)力模型的時(shí)間相關(guān)效應(yīng)
近海/波浪模塊（需要巔峰版）
波浪荷載生成器
API鋼框架設(shè)計(jì)，帶沖切校核
基于API準(zhǔn)則的簡化疲勞分析
適用范圍
SAP2000是通用的結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)軟件，適用范圍很廣，主要適用于模型比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，如橋梁，體育場，大壩，海洋平臺(tái)，工業(yè)建筑，發(fā)電站，輸電塔，網(wǎng)架等結(jié)構(gòu)形式，當(dāng)然高層等民用建筑也能很方便的用SAP建模、分析和設(shè)計(jì)。在我國，SAP2000程序也在各高校和工程界得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是航空航天、土木建筑、機(jī)械制造、船舶工業(yè)、兵器以及石油化工等許多部門都大量使用SAP2000程序。
主要功能
SAP2000具有極強(qiáng)的功能，如建模功能(二維模型、三維模型等)、編輯功能(增加模型、增減單元、復(fù)制刪除等)、分析功能(時(shí)程分析、動(dòng)力反應(yīng)分析、push-over分析等)、荷載功能(節(jié)點(diǎn)荷載、桿件荷載、板荷載、溫度荷載等)、自定義功能、以及設(shè)計(jì)功能等等。
這些功能的實(shí)現(xiàn)均是在同一個(gè)可視化界面中實(shí)現(xiàn)的，用戶界面非常友好。它可以模擬大量的結(jié)構(gòu)形式，包括房屋建筑、橋梁、水壩、油罐、地下結(jié)構(gòu)等等。下面著重對(duì)其建模功能和分析功能作詳細(xì)介紹。
先進(jìn)的分析技術(shù)提供了：逐步大變形分析、多重P-Delta效應(yīng)、特征向量和Ritz向量分析、索分析、單拉和單壓分析、Buckling屈曲分析、爆炸分析、針對(duì)阻尼器、基礎(chǔ)隔震和支承塑性的快速非線性分析、用能量方法進(jìn)行側(cè)移控制和分段施工分析等。
建模功能
SAP2000作為有限元結(jié)構(gòu)分析程序，它的模板中提供了工程中常見的結(jié)構(gòu)形式模型以及許多普通程序無法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜模型，如橋梁、拱壩、水箱和高層建構(gòu)筑物等。它的建模界面非常友好，是基于視窗的圖形化界面，在這個(gè)可視化界面中可以利用這些預(yù)設(shè)的模塊庫快速建立模型。一般在選定模型后，只需要將對(duì)應(yīng)的一些數(shù)據(jù)改變一下，就可以在瞬間內(nèi)建立用戶所要的建筑模型，非常快捷方便。
在SAP2000中建模，實(shí)際結(jié)構(gòu)單元用對(duì)象來體現(xiàn)，先定義出所使用的材料性質(zhì)，如鋼材(steel)、混凝土(concrete)和鋁材(aluminum)，再在圖形界面中畫出對(duì)象的幾何分布，然后指定荷載和屬性到對(duì)象上建立實(shí)際構(gòu)件模型。程序包含下列對(duì)象類型：點(diǎn)對(duì)象、線對(duì)象、面對(duì)象、實(shí)體對(duì)象。在各個(gè)SAP2000版本中，由于面向?qū)ο蠹夹g(shù)的出現(xiàn)，建模時(shí)無需像以前那樣，把模型劃分為足夠細(xì)的單元進(jìn)行分析，而只要給出結(jié)構(gòu)的基本框架即可。因?yàn)楫?dāng)運(yùn)行SAP2000進(jìn)行分析時(shí)，程序自動(dòng)將建立的面向?qū)ο竽Ｐ娃D(zhuǎn)換成基于有限元的模型。這種基于有限元的模型稱為分析模型，它由傳統(tǒng)的有限元單元和節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。在分析結(jié)束后把分析的結(jié)果又傳回面向?qū)ο竽Ｐ?。用戶可以控制網(wǎng)格劃分，如細(xì)分的程度，以及如何處理相交單元的連接等。用戶可以手工對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分來做到對(duì)象和單元的一一對(duì)應(yīng)。
從以上可知，在SAP2000中建模的一般原則是，對(duì)象的幾何特性應(yīng)與實(shí)際構(gòu)件相對(duì)應(yīng)，這樣可以簡化模型并有利于設(shè)計(jì)過程。同時(shí)，圖形界面中亦提供多種有效工具去建立模板中未給出的其它結(jié)構(gòu)模型，甚至可利用內(nèi)定基本模型及最佳設(shè)計(jì)去修正模型。
分析功能
SAP2000程序有別于其它一般結(jié)構(gòu)有限元程序的最大特點(diǎn)就在于它的強(qiáng)大的分析功能。SAP2000中使用許多不同類型的分析，它基本上集成了現(xiàn)有結(jié)構(gòu)分析中經(jīng)常遇到方法，如時(shí)程分析、地震動(dòng)輸入、動(dòng)力分析以及Push-over分析等等。另外還包括：靜力分析、用特征向量或Ritz向量進(jìn)行振動(dòng)模式的模態(tài)分析、對(duì)地震反應(yīng)的反應(yīng)譜分析等等。這些不同類型的分析可在程序的同一次運(yùn)行中進(jìn)行，并把結(jié)果綜合起來輸出。
1.荷載工況及組合
荷載代表了對(duì)結(jié)構(gòu)的作用，如外力、壓力、支座位移、溫度應(yīng)力、地面加速度及其它。用戶可以對(duì)對(duì)象定義包括多種荷載的荷載工況，程序自動(dòng)計(jì)算出地面加速度荷載。為計(jì)算在荷載工況下結(jié)構(gòu)的響應(yīng)，用戶必須定義荷載工況施加的方式(如：靜力的、動(dòng)力的等)以及結(jié)構(gòu)的分析方式(如：線性的、非線性的等)。同一個(gè)荷載工況可以在不同的分析中以不同方式施加。用戶可以任意的定義荷載工況。一般情況下，常定義的荷載工況有靜荷載、活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、溫度荷載等。需要獨(dú)立變化的工況，不管是用于分析或是因?yàn)槭┘臃绞剑瑧?yīng)該定義為獨(dú)立的荷載工況。對(duì)定義的每個(gè)荷載工況，程序自動(dòng)生成荷載向量r和靜力位移u的解，每個(gè)荷載工況包括:①框架和(或)殼單元的自重荷載;②框架單元的集中或分布荷載:③殼單元上的均布荷載:④節(jié)點(diǎn)上的力和(或)地面位移荷載[69-70]。進(jìn)行每一個(gè)不同的分析稱為分析組合，作為分析組合的一部分，對(duì)每個(gè)分析組合分配一個(gè)量，這些標(biāo)號(hào)可用于產(chǎn)生另外的組合和控制輸出。分析組合的基本類型有:
·荷載組合或荷載(Load Case or Load)--荷載基本的空間分布，靜力分析的對(duì)應(yīng)結(jié)果;
·振型(Mode)--特征向量或Ritz-Vector，相應(yīng)的頻率，振動(dòng)模態(tài)分析的結(jié)果;
·反應(yīng)譜(Spec)--反應(yīng)譜分析的基本結(jié)果。
2. 靜力線性分析
3.模態(tài)分析
用戶可以任意多的定義模態(tài)分析工況，盡管大多數(shù)情況下一個(gè)工況已經(jīng)足夠。對(duì)于每一個(gè)模態(tài)分析工況，用戶可以自行選擇進(jìn)行特征向量分析還是Ritz向量分析。
4.反應(yīng)譜分析
SAP2000對(duì)于反應(yīng)譜分析振型組合，給出了CQC法、SRSS法、ABS法、GMC法、10Pct法和Dbl Sum法等組合方法。我國2002新規(guī)范規(guī)定考慮結(jié)構(gòu)藕聯(lián)效應(yīng)的情況，可采用CQC和SRSS兩種結(jié)合方法。
5.線性時(shí)程分析
在SAP2000程序中，時(shí)程分析可以使用的積分方式為模態(tài)積分和直接積分。模態(tài)積分方式是以結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，通過結(jié)構(gòu)不同模態(tài)的積分求解來得到結(jié)構(gòu)總的響應(yīng)值，在程序中如果選擇使用模態(tài)積分求解，需要選擇積分求解所基于的模態(tài)分析工況。如果結(jié)構(gòu)需要考慮高階振型的影響，就應(yīng)該在模態(tài)分析工況中考慮更多的振型數(shù)目。直接積分方法本質(zhì)是在一系列時(shí)間間隔范圍內(nèi)求解平衡方程。在SAP2000中時(shí)間積分方法的選擇是通過其它參數(shù)區(qū)域時(shí)間積分參數(shù)的定義來完成的，提供了Newmark法、Wilson法、排列法、Hiber-Huges-Taytor法、和Chung and Hulbert法等方法可供選擇。
6.高級(jí)分析功能
SAP2000在結(jié)構(gòu)分析實(shí)踐中可能會(huì)使用的較為深入的分析功能，這些功能包括結(jié)構(gòu)的屈曲分析、靜力非線性分析、動(dòng)力非線性分析等。
設(shè)計(jì)功能
1.鋼框架設(shè)計(jì)
自動(dòng)構(gòu)件截面選擇——不需要初步設(shè)計(jì)
基于虛功原理對(duì)側(cè)向位移的截面優(yōu)化
考慮靜力和動(dòng)力荷載的設(shè)計(jì)
規(guī)范或用戶定義的荷載組合
自動(dòng)計(jì)算K因子 和 P-delta 效應(yīng)
集成化的截面設(shè)計(jì)器，可完成復(fù)合截面和組合截面設(shè)計(jì)
交互式的設(shè)計(jì)與查看功能
設(shè)計(jì)可以考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)
2.混凝土框架設(shè)計(jì)
考慮靜力與動(dòng)力荷載的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)包絡(luò)的分組功能
自動(dòng)或用戶定義的荷載組合與設(shè)計(jì)分組
自動(dòng)計(jì)算活荷載折減因子
設(shè)計(jì)考慮雙軸彎矩/單軸力相關(guān)面和剪力
自動(dòng)計(jì)算彎矩放大系數(shù)
計(jì)算P-delta效應(yīng)時(shí)有整體放大系數(shù)的選項(xiàng)
集成化的截面設(shè)計(jì)器可以考慮復(fù)雜的混凝土截面
交互式的設(shè)計(jì)與查看功能
設(shè)計(jì)可以考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)
基于虛功原理對(duì)側(cè)向位移控制的優(yōu)化
3.鋁框架設(shè)計(jì)
考慮靜力和動(dòng)力荷載的設(shè)計(jì)
直梁和曲梁設(shè)計(jì)
自動(dòng)計(jì)算彎矩放大系數(shù)
自動(dòng)計(jì)算K-因子和P-Delta效應(yīng)
自動(dòng)計(jì)算軸力和雙向彎矩和剪力設(shè)計(jì)
支持鋁框架設(shè)計(jì)的規(guī)范：AA-ASD 2000；AA-LRFD 2000
4.冷軋鋼框架設(shè)計(jì)
考慮靜力和動(dòng)力荷載的設(shè)計(jì)
直梁和曲梁設(shè)計(jì)
自動(dòng)計(jì)算彎矩放大系數(shù)
自動(dòng)計(jì)算K-因子和P-Delta效應(yīng)
有效面積和有效主/次慣性矩的計(jì)算
支持冷軋鋼框架設(shè)計(jì)的規(guī)范：AISI-ASD 96；AISI-LRFD 96
參考資料 >
SAP2000 設(shè)計(jì)功能.筑信達(dá).2013-01-22