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第一部分 SAP2000基本概念 3

第1章 SAP2000中文版概述 3

1.1 集成化的环境 5

1.2 强大的分析功能 6

1.3 一体化的设计功能 7

第2章 集成化用户界面及基本概念 9

2.1 集成化用户界面组成 9

2.2 菜单命令 10

2.3 工具栏 12

2.4 显示窗 13

2.5 状态条 13

2.6 鼠标的使用 14

2.7 基本概念 15

2.7.1 对象 15

2.7.2 对象模型和分析模型 16

2.8 基本过程 17

2.9 例题 17

第二部分 建模功能 33

第3章 坐标系与轴网 33

3.1 轴网 33

3.1.1 新建轴网 33

3.1.2 整体坐标系和附加坐标系 36

3.1.3 一般轴网系统 38

3.2 参考线 41

第4章 单元库 43

4.1 SAP2000中的自动边束缚功能 43

4.2 SAP2000的单元特点及其分类 44

4.3 线单元 45

4.3.1 框架单元 45

4.3.2 预应力筋／束单元 48

4.4 面单元 49

4.4.1 板壳对象 49

4.4.2 分层壳 51

4.4.3 平面单元 52

4.4.4 轴对称实体单元 54

4.5 体单元 55

4.6 连接单元 55

4.6.1 线性连接 56

4.6.2 多段线弹性连接单元 56

4.6.3 多段线性塑性连接单元 56

4.6.4 黏滞阻尼单元 59

4.6.5 缝单元 59

4.6.6 钩单元 60

4.6.7 Wen塑性单元 60

4.6.8 橡胶隔振单元 60

4.6.9 摩擦摆隔振单元 61

4.6.10 拉／压限制隔振单元 63

4.7 不同单元类型之间的连接 63

第5章 材料与截面 65

5.1 材料定义 65

5.1.1 一般材料定义 65

5.1.2 材料高级属性定义 71

5.2 框架截面定义 74

5.2.1 导入截面 75

5.2.2 一般截面定义 77

5.2.3 变截面定义 82

5.2.4 自动截面选择列表定义 84

5.2.5 截面设计器定义截面 86

5.3 面截面定义 96

5.3.1 壳截面定义 98

5.3.2 平面截面定义 102

5.3.3 轴对称实体单元定义 103

5.4 实体单元截面定义 105

第6章 对象绘制与修改 107

6.1 捕捉功能 107

6.2 点对象（节点）的绘制 108

6.3 线对象的绘制 109

6.3.1 绘制直线框架 109

6.3.2 绘制曲线框架 110

6.3.3 绘制钢束 111

6.3.4 绘制索 112

6.3.5 绘制次梁 113

6.3.6 绘制支撑 114

6.3.7 绘制线对象的辅助功能 115

6.4 面对象的绘制 119

6.4.1 绘制壳面 119

6.4.2 绘制斜面 121

6.5 实体单元的绘制 124

6.6 重定形命令 125

6.7 组的操作 125

6.8 选择功能 127

6.8.1 基本选择操作（点选、窗选、多边形、相交多边形相交线选择） 127

6.8.2 按照性质选择 127

6.8.3 按照编号选择 128

6.8.4 表选择 129

6.8.5 辅助选择功能 130

6.9 对象信息查看 130

6.9.1 点信息 130

6.9.2 线信息 132

6.9.3 面信息 135

6.9.4 实体信息 137

第7章 荷载模式和施加 140

7.1 定义静力荷载模式 140

7.2 自动地震荷载模式 142

7.3 反应谱工况 143

7.4 自动风荷载模式 147

7.5 波浪荷载 149

7.6 车道荷载 151

7.7 节点样式 153

7.8 集中荷载 155

7.8.1 给点对象施加集中荷载 155

7.8.2 给线对象施加集中荷载 156

7.9 分布荷载 157

7.9.1 线均布荷载 157

7.9.2 面均布荷载 159

7.9.3 面荷载均匀导荷到框架 160

7.10 风荷载 161

7.11 温度荷载 162

7.12 地面位移荷载 163

7.13 应变荷载 164

7.14 表面压力荷载 165

7.15 孔隙压力荷载 166

7.16 预应力荷载 167

7.17 荷载的显示 168

第8章 特殊功能指定 172

8.1 节点约束（restraint） 172

8.2 节点束缚（constraint） 174

8.3 节点区 182

8.3.1 节点区的指定 182

8.3.2 节点区输出约定 185

8.3.3 节点区变形和内力输出 185

8.4 插入点（线单元、面单元偏心） 187

8.4.1 线单元插入点的指定 187

8.4.2 面单元插入点的指定 188

8.5 线对象端部偏移（刚域） 190

8.5.1 端部偏移的作用 190

8.5.2 线对象端部偏移的指定 190

8.5.3 端部偏移的显示输出 191

8.6 线对象端部释放 192

8.7 对象的局部坐标轴 194

8.7.1 默认局部坐标轴方向 194

8.7.2 局部坐标轴的显示 196

8.7.3 局部坐标轴的修改 197

8.8 拉压比限定（单拉单压构件） 206

8.9 单元剖分 208

8.9.1 线对象自动框架细分 208

8.9.2 面对象自动网格剖分 209

8.9.3 实体对象自动网格剖分 210

第9章 视图功能 212

9.1 显示窗口的设定 212

9.2 三维、二维视图定义及控制 214

9.2.1 三维视图的定义及显示 214

9.2.2 二维视图的定义及显示 214

9.2.3 定义新视图 215

9.2.4 显示定义的新视图 217

9.3 视图显示控制 217

9.3.1 显示内容控制 217

9.3.2 显示范围控制 225

9.3.3 视图缩放控制 225

9.4 颜色显示控制 226

9.4.1 显示颜色控制 226

9.4.2 输出颜色控制 227

9.5 生成AVI视频功能 228

9.5.1 多步动画视频 229

9.5.2 循环动画视频 230

9.6 其他基本视图设置功能 230

第10章 快速建模及导入导出 235

10.1 模板建模功能 235

10.1.1 新模型初始化模板 235

10.1.2 用模板添加结构到现有模型 255

10.2 AutoCAD导入导出 255

10.2.1 导入AutoCAD.dxf文件 256

10.2.2 导出AutoCAD.dxf文件 257

10.3 模型组装及Access、Excel辅助功能 258

10.3.1 模型组装 258

10.3.2 Access、Excel辅助功能 259

10.4 SAP2000交互式数据库编辑功能 260

10.5 ＄2K文本文件及导入ETABS模型 265

10.5.1 ＄2K、S2K文本文件 265

10.5.2 导入ETABS模型 266

10.6 与其他程序软件的数据接口 267

10.6.1 由SAP2000导入其他软件的模型 267

10.6.2 由SAP2000导出到其他软件 268

第三部分 分析功能 271

第11章 运行分析 271

11.1 定义荷载工况 271

11.2 荷载类型简介 273

11.2.1 线性分析 273

11.2.2 非线性分析 273

11.3 几何非线性 275

11.3.1 几何刚度 276

11.3.2 重力P-△效应 278

11.3.3 大位移 278

11.3.4 初始静力非线性工况 279

11.4 施加荷载 279

11.5 工况组合 280

11.6 分析顺序 282

11.7 运行荷载工况 282

11.7.1 设置分析选项 283

11.7.2 运行分析 284

11.8 其他 286

11.8.1 实时更新（Model-Alive） 286

11.8.2 修改未变形几何 286

第12章 模态分析及反应谱分析 289

12.1 模态分析 290

12.1.1 模态分析的基本理论 290

12.1.2 SAP2000模态分析中质量源定义 292

12.1.3 特征向量法和Ritz向量法 293

12.1.4 质量参与系数和荷载参与系数 295

12.1.5 算例 299

12.2 反应谱分析 305

12.2.1 反应谱分析的基本理论与方法 305

12.2.2 振型组合的基本理论与方法 306

12.2.3 方向组合基本方法 309

12.2.4 中国规范反应谱分析在SAP2000中的实现 309

第13章 线性动力分析 311

13.1 线性时程分析的基本理论 311

13.1.1 时间积分方式 312

13.1.2 阻尼参数设置 314

13.2 时程曲线的输入 316

13.2.1 地震时程曲线的选取 316

13.2.2 任意动荷载时程曲线的输入 317

13.3 线性时程荷载工况的定义 318

13.3.1 时程类型 318

13.3.2 时程运动类型 319

13.3.3 初始条件 319

13.3.4 荷载作用施加 320

13.3.5 时间步数据 321

13.3.6 阻尼参数 321

13.4 线性时程分析结果的读取与输出 325

13.4.1 时程轨迹的显示 325

13.4.2 反应谱曲线的输出 329

第14章 结果查看与输出 333

14.1 分析结果图形显示 333

14.1.1 显示变形形状 333

14.1.2 显示力／应力 335

14.2 分析、设计结果数据表格显示 351

14.2.1 表格显示内容 351

14.2.2 设置表格格式（＊.fmt）及过滤器的使用 365

14.3 分析、设计结果数据文件输出 368

14.3.1 打印表格输出 368

14.3.2 导出数据文件 370

14.3.3 定义命名集 371

14.4 特殊输出 374

14.4.1 截面切割与广义位移 374

14.4.2 高级报告书写器 383

第四部分 设计功能 391

第15章 荷载组合 391

15.1 默认荷载组合与荷载组合的定义 391

15.2 用户自定义组合 394

第16章 混凝土框架结构设计及壳设计 396

16.1 混凝土框架结构设计的一般过程 396

16.2 设计首选项及设计组合 397

16.3 交互式设计 399

16.4 中国规范相关信息 402

16.4.1 刚度调整系数 402

16.4.2 竖向荷载作用下梁弯矩调整 403

16.4.3 结构周期比验算 403

16.4.4 框架构件的抗震等级 403

16.4.5 框架构件的内力调整 403

16.5 设计结果输出 404

16.5.1 图形输出 404

16.5.2 各荷载组合工况设计结果及细节输出 408

16.5.3 表格输出 412

16.5.4 文本输出 415

16.6 壳设计 416

第17章 钢结构设计和优化过程 418

17.1 钢结构设计过程 418

17.2 自动选择截面列表的设置 419

17.3 钢结构设计首选项 421

17.4 钢结构设计条件设定 423

17.4.1 设定设计组 423

17.4.2 选择设计组合 424

17.4.3 查看／修改钢构件的覆盖项 425

17.4.4 设定自动优化目标 428

17.5 钢结构自动优化设计及交互式设计 430

17.5.1 自动优化设计 430

17.5.2 交互式钢框架设计 431

17.6 设计结果显示输出 432

17.6.1 设计结果屏幕图形显示输出 432

17.6.2 设计结果屏幕表格显示输出 433

17.6.3 设计结果的其他输出方式 436

第五部分 高级分析功能 445

第18章 屈曲分析 445

18.1 概述 445

18.2 线性屈曲 445

18.2.1 技术背景 445

18.2.2 定义屈曲分析工况 446

18.2.3 屈曲分析结果显示 447

18.2.4 例题 448

18.3 非线性屈曲 451

18.3.1 技术背景 451

18.3.2 三铰拱非线性屈曲分析算例 451

第19章 Pushover分析及阶段施工分析 456

19.1 Pushover分析 456

19.1.1 Pushover与FEMA 356及ATC-40概述 457

19.1.2 UBC规范反应谱与中国规范反应谱参数转换 465

19.1.3 Pushover分析方法的一般过程 465

19.1.4 框架非线性铰的定义 466

19.1.5 默认的、自定义和生成的铰 470

19.1.6 非线性铰的指定 476

19.1.7 分层壳的定义 480

19.1.8 Pushover工况的定义 483

19.1.9 结果查看 488

19.1.10 Pushover分析时注意事项 496

19.2 阶段施工分析 498

19.2.1 阶段施工分析工况定义 499

19.2.2 阶段施工分析结果查看 501

19.3 例题 502

19.3.1 Pushover分析例题 502

19.3.2 阶段施工分析例题 505

第20章 非线性动力分析 509

20.1 非线性时程荷载工况的定义及相关概念 509

20.1.1 时程函数的定义 510

20.1.2 时程工况的定义 510

20.1.3 积分方式和阻尼设置 511

20.1.4 SAP2000非线性类型 511

20.2 快速非线性分析（FNA）方法 512

20.2.1 基本平衡方程 512

20.2.2 非线性模态方程的形成 513

20.2.3 非线性模态方程的求解 514

20.2.4 FNA法小结及应用 515

20.3 结构动力弹塑性分析 516

20.3.1 动力弹塑性分析的应用范围 516

20.3.2 动力弹塑性分析基本过程 517

20.3.3 动力弹塑性分析需要说明的几个问题 517

20.3.4 动力弹塑性分析算例 518

20.4 结构耗能减震装置的模拟 522

20.4.1 阻尼单元和隔振单元 522

20.4.2 非线性连接单元需要明确的几个概念 524

20.4.3 阻尼单元的相关参数 527

20.4.4 隔振单元的相关参数 528

20.4.5 阻尼隔振单元应用算例 533

20.5 撞击、爆炸问题的模拟 537

20.5.1 撞击、爆炸荷载函数形成 537

20.5.2 撞击、爆炸荷载的施加 538

20.5.3 时程工况的定义及积分方式的选择 538

20.5.4 冲击问题应用算例 539

第21章 频域分析 543

21.1 稳态分析 543

21.1.1 建立模型 544

21.1.2 定义稳态函数 544

21.1.3 定义稳态分析工况 545

21.1.4 分析结果查看 548

21.2 功率谱密度分析 551

21.2.1 建立模型 551

21.2.2 定义功率谱密度函数 552

21.2.3 定义功率谱密度荷载工况 552

21.2.4 分析结果查看 553

第22章 CSiBridge介绍 556

22.1 桥梁BAG模板 556

22.2 CSiBridge建模流程 558

22.2.1 桥梁向导 559

22.2.2 布局 559

22.2.3 组件 560

22.2.4 荷载 565

22.2.5 桥梁 567

22.2.6 分析 569

22.2.7 显示结果 571

22.3 自动抗震设计 573

22.3.1 建立桥梁模型 573

22.3.2 评估地震危险和抗震设计需求 573

22.3.3 自动荷载工况 577

22.3.4 荷载分析并评估截面开裂属性 577

22.3.5 指定反应谱和需求位移 577

22.3.6 确定并指定塑性铰 580

22.3.7 能力位移分析 581

22.3.8 后处理步骤 582

22.4 实例：三跨预应力混凝土变截面连续梁桥分析 583

22.4.1 基本资料 583

22.4.2 建立模型 584

22.4.3 全桥分析 587

22.4.4 施工阶段分析 589

第六部分 工程应用 593

第23章 SAP2000 API 593

23.1 SAP2000 API的功能范围 593

23.2 SAP2000 API入门 594

23.2.1 在Excel中使用SAP2000 API 594

23.2.2 在MATLAB中调用SAP2000 597

23.2.3 使用Visual C＃开发 598

23.2.4 内部调用（插件开发） 602

23.3 小结 608

第24章 索结构及玻璃幕墙应用 609

24.1 原理概述 609

24.1.1 预应力拉索体系与特点 609

24.1.2 索的模拟 610

24.1.3 预拉力施加 610

24.1.4 非线性分析 610

24.1.5 荷载和作用 611

24.1.6 主要控制指标和因素 611

24.2 单拉索点支式幕墙 611

24.2.1 模型描述、建模基本过程 611

24.2.2 结果查看 613

24.3 鱼腹式点支幕墙 614

24.3.1 模型描述、建模基本过程 614

24.3.2 结果查看 617

第25章 预应力钢结构应用 620

25.1 结构受力原理概述 620

25.2 建模分析 622

25.2.1 工程概况 622

25.2.2 计算模型 622

25.3 结果分析 629

第26章 高层不规则钢结构分析 631

26.1 概述 631

26.2 高层复杂结构分析的基本内容 631

26.2.1 模态分析 631

26.2.2 竖向荷载 632

26.2.3 风荷载 633

26.2.4 地震作用 633

26.2.5 温度应力 633

26.2.6 侧向位移限值 634

26.2.7 结构稳定 634

26.3 复杂高层钢结构有限元分析的关键问题 634

26.3.1 建立合理的计算模型 634

26.3.2 结构荷载工况中需注意的问题 636

26.4 工程实例 637

26.4.1 结构模型概况 637

26.4.2 荷载模式的设置及说明 639

26.4.3 荷载工况的设置及说明 640

26.4.4 结构分析计算结果 643

26.4.5 小结 652

26.5 本章小结 652

第27章 复杂高层混合结构 653

27.1 转换层结构 653

27.2 连体结构 654

27.3 体型收进结构 655

27.4 悬挑结构 656

27.5 钢—混凝土混合结构 657

27.5.1 阻尼问题 657

27.5.2 25％剪力调整问题 659

27.5.3 组合构件的输入问题 659

27.6 复杂高层结构算例分析 659

27.6.1 工程概况 659

27.6.2 悬挑及体型收进部分的设计 660

27.6.3 连体部分的设计 661

27.6.4 计算分析结果的讨论 663

第28章 体育场馆 668

28.1 体育馆结构分析若干问题讨论 668

28.1.1 计算模型的建立 668

28.1.2 结构模型的分析 671

28.1.3 构件设计 673

28.2 体育场馆模型示例 674

28.2.1 工程概况 674

28.2.2 创建计算模型 674

28.2.3 定义分析工况 675

28.2.4 查看分析结果 676

28.2.5 构件设计与加固 679

第29章 工业建筑 680

29.1 概念阐述 680

29.1.1 厂房类结构 680

29.1.2 筒仓类结构 681

29.1.3 高炉类结构 681

29.1.4 水池类结构 681

29.1.5 石油化工类结构 682

29.1.6 核工业类结构 682

29.1.7 复杂几何相交类结构 682

29.2 工业结构分析中几个关键问题的实现 684

29.2.1 吊车荷载的施加 684

29.2.2 筒仓及高炉类结构建模技巧 687

29.2.3 水池类结构中压力荷载及土体约束作用的定义 688

29.2.4 石化类结构建模技巧和细部处理 692

29.2.5 工业设备上常见荷载的施加 694

29.2.6 系统总体分析及结果评价 695

29.3 工业结构算例分析 696

29.3.1 筒仓类结构算例 696

29.3.2 石化类结构算例 704

第30章 斜拉桥的分析应用 709

30.1 斜拉桥主要组成部分在SAP2000中的模拟 709

30.1.1 主梁模型 709

30.1.2 拉索的模拟 712

30.1.3 边界条件的模拟 712

30.1.4 关于地基与结构的相互作用 713

30.1.5 拉索等部件在SAP2000中的处理方法 714

30.2 斜拉桥分析中的计算问题 714

30.3 斜拉桥合理索力的确定方法 715

30.4 斜拉桥的模态分析 718

第31章 混凝土重力坝 721

31.1 概述 721

31.1.1 重力坝的工作原理 721

31.1.2 重力坝的荷载 721

31.2 SAP2000相关技术的应用 722

31.2.1 平面单元 722

31.2.2 实体单元 723

31.2.3 节点样式 723

31.2.4 反应谱分析 724

31.3 算例分析 724

31.3.1 问题描述 724

31.3.2 建模及求解分析 724

31.3.3 计算结果分析 729

附录A SAP2000 V14安装指南 732

A.1 SAP2000安装 732

A.1.1 系统要求 732

A.1.2 安装前注意事项 732

A.1.3 程序安装 733

A.2 License的工作方式 738

A.2.1 License类型 738

A.2.2 License使用 738

A.2.3 License合法性判别 738

A.3 常见问题处理 740

A.3.1 License Not Found 740

A.3.2 不显示中文界面 741

附录B SAP2000 V15新特性简介 742

B.1 荷载优化 743

B.1.1 界面介绍 743

B.1.2 应用示例 745

B.2 框架截面应力输出 747

B.2.1 界面介绍 748

B.2.2 结果显示 749

参考文献 752