最新大牛写的SAP2000分析功能
SAP2000程序中提供了强大的分析功能.
SAP2000程序中提供了强大的分析功能，不仅囊括了土木工程领域几乎所有的分析类型：静力分析、动力分析、模态分析、反应谱分析等，最近还发展了在机械行业常用的频域分析，如稳态分析及PSD 分析。
工程师需要做的是将实际结构简化为合理的计算模型。
对于非线性分析，选择不同的求解器、控制方法或者分析参数，计算结果会明显不同，因此工程师需要对非线性分析过程有一定的了解，并应具备一定的数值计算知识。
下面主要剖析土木工程行业常用的分析工况，并针对工程师遇到的常见问题做必要的解释说明。
1 线性分析与非线性分析在SAP2000中，静力分析与时程分析工况均可根据需要设定为线性或者是非线性分析。
两者的区别见表1。
线性分析与非线性分析的区别表1非线性可能有以下几种情况：1）P-Δ（大应力）效应：当结构中有较大应力（或内力）时，即使变形很小，以初始的和变形后的几何形态写的平衡方程的差别可能很大；2）大变形效应：当结构经历大变形时，变形前后的平衡方程差别很大，即使应力较小时也是如此；3）材料非线性：材料的应力-应变关系不是完全的线性，或者是塑性材料；4）人为指定：如指定了拉压限制，结构中包含粘滞阻尼单元或者其他非线性单元等情况。
在定义分析工况时，如果要考虑第1，2种非线性，可在工况定义时设定。
材料非线性在目前SAP2000版本中主要体现为各种形式的塑性铰，如轴力铰、剪力铰、PMM铰等。
铰的力学属性为刚塑性，出现铰意味着框架进入塑性阶段。
带有铰的框架对象的弹性属性来自于框架单元本身的弹性。
SAP2000更高版本将会融入Perfor m系列程序，届时用户可以更加灵活地定义材料非线性。
2 Pushover分析Pushover分析是一种静力非线性分析，用户定义侧向荷载来模拟地震水平作用，且通过不断增大侧向作用，追踪荷载-位移曲线，将这条曲线（能力曲线）与弹塑性反应谱曲线相结合，进行图解，得到一种对结构抗震性能的快速评估的方法，称为Pushover方法。
sap2000中文说明
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。
SAP2000V16新功能介绍
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图1-1 自定义键盘快捷键1.2多轴网系统的显示用户可以根据需要，在同一个视图窗口中定义并显示任意多个轴网系统，以便建立更加复杂的三维空间模型。
SAP2000建模和分析过程
SAP2000建模和分析过程在家一边做论文，一边把SAP2000建模和分析过程整理了下1.轴网：a：文件---新模型---轴网。
笛卡尔坐标可以定义立方体矩形，柱面坐标可以定义立方体弧形。
添加局部坐标系：单击鼠标右键---编辑轴网数据---添加新系统（原点位置：0、0、0；在快速绘制，第一个网格位置中可以输入局部坐标相对于总坐标的位置；不可以在一个视窗中同时显示整体坐标、局部坐标，可以通过屏幕右下方的选择区切换。
b:文件---导入：CAD文件、EXCEL等。
注：cad中定义不能使用0图层定义新的图层；在导入时，cad的铅垂方向和世界坐标wcs中X、Y、Z、轴的哪一个轴对应，相应的选择对应的轴（全局上方向），也可以在cad中进行旋转操作，也可以通过施加重力方向的荷载校核；结构导入模型时偏离整体坐标原点太远，可以在cad中将模型移到通用坐标系WCS原点，或在sap2000中进行模型整体移动；cad中采用的是浮动坐标，导入sap2000后会出现极少的位差，可在“交互数据编辑功能”里修改；cad中的曲线杆件不能导入sap2000中，可以利用cad的二次开发技术将圆弧、椭圆等线段修改成直线线段；由cad导入的线段必须为直线，不能为多段线。
c:程序自带的已定义属性的三维“框架”。
1.1：修改轴网：转化为一般轴线：即可完成对整体坐标与局部坐标中轴线的编辑、修改。
编辑数据---修改显示系统----粘合到轴网线：某楼层层高不一样时，可在-修改显示系统修改z轴坐标，构件会随着轴网一起移动。
.2．定义材料：定义---材料（有快速添加材料和添加新材料）。
快速添加材料是程序已经定义好了的，可以定义钢和混凝土，当“快速添加材料”中没有要定义的材料时，则需要自己手动在“添加新材料”中定义。
3.定义截面:框架单元：用来模拟梁、柱、斜撑、桁架、网架等。
面截面：Shell（壳）、plane（平面）、Asolid（轴对称实体）Shell: 膜（仅具有平面内刚度，一般用于定义楼板单元，起传递荷载的作用）；壳（具有平面内以及平面外刚度，一般用于定义墙单元,当h/L<1/10时为薄壳，忽略剪切变形）板(仅具有平面外刚度，仅存在平面外变形，一般用来模拟薄梁或地基梁)4:绘制模型：一般是定义好某种截面后再绘制该截面。
sap2000动力分析总结
sap2000动力分析总结sap2000动力分析总结1、 sap2000反应谱分析里有一个scale放大系数是怎么回事？应该怎么输入？答：（1）scale不仅调峰值，整个加速度时程都会乘以这个系数。
marry11（2）新的抗震规范，规定了不同地震烈度下，多遇和罕遇地震对应的地震加速度时程曲线的最大值，如8度地区对应的设计基本地震加速度为0.16g。
marry11（3）scale就是个放大系数，让最后得到的数值为程序需要，比如在反应谱分析中，如果输入的地震系数，那么scale就是g（要注意单位，如果采用m，就输入9.8，如果是mm，就输入9800），如果反应谱直接输入了谱加速度，那么scale就是1。
在时程分析中也同理。
Xfjiang说明：在“定义”－“反应谱函数”中选择chinese2002添加反应谱函数时，在此界面中的“加速度”栏中的各个数值代表不同时间的地震影响系数，而地震反应谱。
（4）楼上说得对，但是输入1时也要注意单位，因为sap本身要求这个地方输的不是简单的放大系数，而是与单位有关的一个加速度，因此要注意单位。
Ngmxf（5）我个人觉得是这样，这个系数有2个作用：一个是进行地震方向组合；还可以用来修正反应谱曲线中的数值，因为大多数人都是按照规范中的地震影响系数曲线公式去得到反应谱曲线的，这个曲线纵坐标是地震影响系数。
所以可以在反应谱分析选项中用这个scale factor去调整，即把scale factor设为重力加速度，单位一定要搞清楚。
sap的原意应该是进行地震方向组合用的。
如果当时在输反应谱曲线时就把纵坐标变为影响系数乘以重力加速度的话那第二个作用就不存在了。
Z625（6）g就是那个scale，还是同意这个，Scale还是取决于单位，比如国内通常取用9.8，因为大家用的都是m 、N、s。
当用英制的时候就要注意单位的变换了，用Kip, ft, 时 scale 是32.2。
用lb, in时，scale 取386。
Sap2000结构概念分析与SAP2000应用
Sap2000结构概念分析与SAP2000应用----- 读书笔记1．有效自由度和无效自由度的概念：有效自由度：自由度方向的接点位移分量是待求的未知位移。
无效自由度：自由度方向的接点位移分量是已知的。
已知刚度为0的，其自由度也认为是无效自由度。
局部坐标系：1红色，2白色，3蓝色SAP2000包括8种单元，FRAME，AREA，PLANE，ASOLID 轴对称单元，SOLID，SPRING弹簧单元，LINK及预应力对象。
组的作用：1快速选择对象用来编辑和指定。
2阶段施工3定义模型切割4分组对象进行相同的设计5选择输出可以定义任意多个组。
荷载组合COMBO：ADD：组合中的分析结果相加ABSOLUTE：组合中的分析结果绝对值相加SRSS：组合中的分析结果平方和相加然后开平方根。
包络ENVELOPE：组合中的结果得到最大和最小的包络值。
除了包络法其他组合只适用于线性分析工况。
实体模型包括厚拱THICK ARCH ，截面变化拱V ARIABLE ARCH，块体BLOCK。
桥梁分析的步骤是：1．用框架单元建立桥梁行为模型2．定义描述活荷载位置的车道3．定义可能作用于桥梁的不同车辆活荷载4．定义包括一个或多个必须可交替地考虑车辆的车辆等级5．定义移动荷载分析工况6．指定对于哪些结点和框架单元需要计算移动荷载响应支座和伸缩缝的处理：方法：将单元附着于同一位置的不同结点，同时将连接的自由度用‘相等限制’或‘局部限制’限制在一起。
桥梁常用的计算模型简介：1．杆件计算模型杆件计算是将梁离散成杆件单元和梁单元。
这种方法的特点是直接给出杆件的内力和变形，又根据结构受荷载后截面的是否保持平截面，可分为自由扭转理论和翘曲扭转理论。
自由扭转基本假定：平截面假定刚性截面假定-变形后梁截面周边形状保持不变剪切中心线和梁截面形心轴线相重合。
忽略剪切变形。
混凝土桥梁结构一般按照自由扭转理论进行分析便可以满足设计要求。
但对于钢箱梁，必须考虑翘曲扭转的影响。
SAP2000建模和分析过程教学内容
SAP2000建模和分析过程教学内容SAP2000建模和分析过程在家一边做论文，一边把SAP2000建模和分析过程整理了下1.轴网：a：文件---新模型---轴网。
笛卡尔坐标可以定义立方体矩形，柱面坐标可以定义立方体弧形。
添加局部坐标系：单击鼠标右键---编辑轴网数据---添加新系统（原点位置：0、0、0；在快速绘制，第一个网格位置中可以输入局部坐标相对于总坐标的位置；不可以在一个视窗中同时显示整体坐标、局部坐标，可以通过屏幕右下方的选择区切换。
b:文件---导入：CAD文件、EXCEL等。
注：cad中定义不能使用0图层定义新的图层；在导入时，cad的铅垂方向和世界坐标wcs 中X、Y、Z、轴的哪一个轴对应，相应的选择对应的轴（全局上方向），也可以在cad中进行旋转操作，也可以通过施加重力方向的荷载校核；结构导入模型时偏离整体坐标原点太远，可以在cad中将模型移到通用坐标系WCS原点，或在sap2000中进行模型整体移动；cad 中采用的是浮动坐标，导入sap2000后会出现极少的位差，可在“交互数据编辑功能”里修改；cad中的曲线杆件不能导入sap2000中，可以利用cad的二次开发技术将圆弧、椭圆等线段修改成直线线段；由cad导入的线段必须为直线，不能为多段线。
c:程序自带的已定义属性的三维“框架”。
1.1：修改轴网：转化为一般轴线：即可完成对整体坐标与局部坐标中轴线的编辑、修改。
编辑数据---修改显示系统----粘合到轴网线：某楼层层高不一样时，可在-修改显示系统修改z轴坐标，构件会随着轴网一起移动。
.2．定义材料：定义---材料（有快速添加材料和添加新材料）。
快速添加材料是程序已经定义好了的，可以定义钢和混凝土，当“快速添加材料”中没有要定义的材料时，则需要自己手动在“添加新材料”中定义。
3.定义截面:框架单元：用来模拟梁、柱、斜撑、桁架、网架等。
面截面：Shell（壳）、plane（平面）、Asolid（轴对称实体）Shell: 膜（仅具有平面内刚度，一般用于定义楼板单元，起传递荷载的作用）；壳（具有平面内以及平面外刚度，一般用于定义墙单元,当h/L<1/10时为薄壳，忽略剪切变形）板(仅具有平面外刚度，仅存在平面外变形，一般用来模拟薄梁或地基梁)4:绘制模型：一般是定义好某种截面后再绘制该截面。
sap2000
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。
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大牛写的S A P2000分
析功能
3 时程分析
SAP2000提供的非线性动力时程分析方法有两种：1）FNA 方法，即快速非线性分析方法；2）直接积分方法。
FNA方法是一种简单而有效的非线性分析方法。
在这种方法中，非线性被作为外部荷载处理，形成考虑非线性荷载并进行修正的模态方程。
该模态方程与结构线性模态方程相似，因此可对模态方程进行类似于线性振型分解处理。
然后基于泰勒级数对解的近似表示，使用精确分段多项式积分对模态方程进行迭代求解。
最后基于前面分析所得到的非线性单元的变形和速度计算非线性力向量，并形成模态力向量，形成下一步迭代新的模态方程并求解。
FNA方法与L DR算法结合使用，可以产生一组LDR向量来精确捕捉这些力的效应。
在FNA方法中，通过对于一个较小时间步长中力的线性变化处理，可以精确求解简化的模态方程组，且没有引入数值阻尼和使用较大时间步长的积分误差。
使用FNA方法时，计算模型必须是稳定的。
因此程序中，非线性连接单元将同时被赋予非线性属性和使用有效刚度定义的线性属性，保证结构所有工况的稳定性。
在非线性迭代求解期间，这一有效刚度单元中的力将被移到平衡方程的右边。
这些虚拟或有效刚度单元不会把长周期引入基本模型中，因此会改进许多非线性结构求解的精度和收敛速度。
定义非线性连接单元时，要与FNA方法结合起来。
尤其是等效线性属性，包含刚度与阻尼。
例如采用FNA方法作时程分析时，定义隔震器时一定要定义线性刚度，其取值取决于在线性分析尤其是模态分析时隔震器的刚度。
由于隔震器一般作为独立的结构构件，所以其线性刚度不能取为零，否则结构就会出现不稳定或局部振动问题。
而线性阻尼值C的单位为F/V，而非隔震器厂家提供的等效阻尼比，一般将隔震器的线性阻尼值取为零，即忽略其粘滞阻尼效应。
FNA方法是CSI系列产品的默认方法，相对于直接积分方法，求解速度快，且计算稳定。
但需要用户将非线性属性线性化，这个过程需要试算和积累一定的经验。
在SAP2000中，也可对完整运动方程进行直接积分。
直接积分方法有以下优点：1）可考虑模态耦合的完全阻尼；2）对产生大量模态的撞击和波传播问题更有效；3）可在时程分析中考虑所有非线性，例如考虑材料弹塑性时不能用FNA方法。
但直接积分结果对时间步长十分敏感，用户可用减小时间步来运行，直至步长的大小使结果不再变化。
实际工程中要依据工程特点、非线性分析的因素来选择合适的方法。
一般来讲含有少量非线性单元如包含阻尼或隔震的结构体系，优先推荐使用FNA方法。
4 阶段施工分析
阶段施工即为定义一系列施工阶段，在每一个施工阶段里面能够增加或去除部分结构、选择性地施加部分荷载以及考虑龄期、收缩和徐变等时间相关的材料性能，以模拟结构在施工过程中结构刚度、质量、荷载等的不断变化。
阶段施工是一种非线性静力分析，在分析过程中结构会发生变化，还可选择是否考虑材料和几何非线性。
阶段施工也可为其他线性分析工况提供初始刚度。
程序中，施工过程的每个阶段由一组称作有效组的构件来表示。
当从一个阶段到下一个阶段分析结构发生变化时，根据用户的定义，SAP2 000会首先判断哪些构件是新添加的，哪些被删除了以及哪些是没有变化的。
对于这几种不同的构件，进行不同的操作。
需要指出的是，SAP2000中材料的收缩、徐变和龄期效应的计算是基于欧洲CEB-FIP90模式规范相应的条款。
公路桥梁规范中材料的时间效应也是基于此规范。
由于SAP2000没有边界元，故用户对于施工过程中边界条件的变化应采用变通的方法。
如桥梁施工过程中的满堂支架，在建模时不该在支架节点处指定约束，而应当将支架用框架单元模拟；在成桥阶段，移出支架单元。
连续梁桥施工过程中支座由简支变连续可以通过下述方法进行模拟：简支支座用两个纵向有一段距离的节点约束模拟，即将连续梁桥在支座处断开，变成两座桥；简支变
连续时，在模拟支座的两节点之间添加框架单元，两节点间的距离要相对较短，以模拟单支座的实际情况。
5 稳定性分析
SAP2000的屈曲分析工况是解决线性稳定问题，为线性分析，不考虑结构的非线性属性。
对于非线性稳定分析，在SAP200 0中可通过定义非线性静力分析工况，追踪荷载-位移曲线，分析得到稳定系数。
求解此类问题有两种方法：1)荷载增量法，即结构位移未知，不断增加荷载；2)位移增量法，即结构位移已知，作用在结构上的荷载模式已知，但荷载大小未知，不断增加位移。
此过程与Pushover方法类似。
分析过程可以考虑几何非线性因素和材料非线性。
如图1所示，某三铰拱受到集中力作用，只考虑几何非线性，采用两种方法算得的荷载-位移曲线如图2所示。
由图2（a）可见，随着荷载的增加，拱顶位移增大。
当结构失稳时，刚度矩阵奇异，计算不再收敛。
此时荷载-位移曲线几乎为一条水平直线。
该方法确定的极限荷载为6245kN。
由图2（b）可见，在位移增大的初始阶段，荷载随着顶点位移的增大而增大，超过临界荷载后，荷载减小而位移继续增大。
荷载-位移曲线从右至左第一个峰值点的纵坐标即为使结构发生失稳的极限荷载，为6207kN，与上一种方法相差不大。