本書分為六個部分,共 45 章。每個部分、每個章節開始時,都有內容提要,供讀者快速了解核心內容,進而定位所關心的內容。另外,大多數章節在開頭部分列出了本章的 “基本主題”和“高級主題”,兼顧初學者和高級用戶的不同需求,大家可以選擇性閱讀。本書第一部分是建立對 SAP2000 的基本認識,并提供實操例題供初學者快速入門;第二~四部分依次介紹 SAP2000 的建模、分析、設計功能,全面系統介紹軟件的操作方式和流程,以及相關技術背景;第五部分面向工程實踐,選取了 12 個較典型的工程應用類型,分析其工程特點與難點,講述結構設計師如何利用軟件工具來處理實際工程問題;第六部分介紹了 SAP2000 的二次開發,講解 SAP2000 API 的使用方法,展示筑信達公司當前的開發成果。此外,書中有 58 個視頻穿插于各章(主要是建模部分的操作演示),讀者可掃碼觀看。

本書涵蓋的內容較多,建議初學者先從第一部分入手,熟練掌握前三章后,再依序閱讀后面的內容。對于想快速查詢某個命令或了解某項功能的讀者,建議首先要查詢 SAP2000 的“聯機幫助”了解操作步驟,然后通過本書目錄或章節主題快速定位,了解更多內容。本書第三部分和第五部分,即分析功能和工程應用,涉及內容的深度和廣度較高,值得反復研讀。

限于時間和水平,書中難免存在瑕疵和錯誤,懇請廣大讀者批評指正,信息反饋:[email protected]。歡迎大家訪問筑信達網站了解軟件最新動態、下載技術資料,也可以通過筑信達在線支持:support.cisec.cn、電話 010-68964600-200、郵件: [email protected] 與我們討論問題。

Our structural engineering software is used in more than 165 countries around the world helping engineers to create spectacular structures. We are honored that engineers in China have utilized our software to create some of these very remarkable buildings. The scope and scale of the projects being analyzed and designed using our products is truly monumental, representing amazing feats of engineering brilliance.

When Computers and Structures, Inc. was started more than 40 years ago, I could not imagine that our software would be used to design some of the most iconic modern structures found anywhere in the world, structures like the CCTV building, the “Bird’ s Nest”—National Stadium, and the National Aquatics Centre. These structures are globally recognized as pinnacles in engineering achievement, spectacularly blending art and technology.

We are proud of our relationship with Beijing Construction Information Solution Engineer ing Consulting Ltd.(CIS), and appreciate all of their efforts to make the engineering community aware of the capabilities of CSI’ s software. We know that this book will bene? t all engineers in China, whether they are new or experienced users of SAP2000, by providing detailed insight into the sophisticated power, features, and functionality that the software has to offer.

As we look to the future, I am con? dent that I will continue to be amazed and astonished by the exciting and dramatic structures being designed and constructed in China using the software of CSI.

Ashraf Habibullah
President & CEO
Computers and Structures, Inc.
December 2017

SAP2000 起源于結構分析軟件 SAP,它是 Structural Analysis Program 的簡稱。SAP 是四十多年前在加州大學 Berkeley 分校,由 Edward Wilson 教授領導下,開發出的結構分析軟件,當時主要用于結構及土木工程(包括巖土、大壩等有關工程)研究及教學的軟件工具。在過去四十多年中,SAP 隨著有限元方法的不斷改進,在演變過程中有多個版本出現,比如最早期從 SAP-I、SAP-II 到 SAP-V、SAP-VI;早在 1980 年,第一個商用版本 SAP80 發布,繼后又有 SAP90,一直到目前的 SAP2000 版本。

本人在 1979 年 7 月初次將 SAP-V 從美國引進到國內。當年,北京工業學院的張相霖教授先后在北京及上海主辦了兩個有限元法講習班,美國麻省理工學院的卞學璜、董平教授及本人被邀請分別講授有限元領域不同的專業題目。當時,每個講習班都有不少于250位專業人士從全國各地趕來參加,包括各大學的老師、工程部門的研究員和設計工程師。在課堂上所有的聽眾都聚精會神,認真學習這個當時被公認的新技術學科,令授課人非常感動,興奮不已。直到今天,我仍然萬分感激卞教授將我引進這個講習班?;貒?,我從加州大學 Berkeley 分?;?250 美元買了一套 SAP-V(原代碼)寫在磁帶上,這套軟件也是我在美國用于結構力學及有限元的教學工具。在北京,我將 SAP-V 磁帶交給了張相霖教授,出乎意料的是,SAP-V 被傳遍了全國各大學以及各個設計和研究單位,在中國的教學、研究及工程中廣泛運用。后來根據 SAP-V,相繼產生了不同功能的延伸版本。 SAP-V 能在國內引起大家如此濃厚的興趣,我認為有三個原因:

  • 雖然國內也有自己開發的有限元軟件及向德國購買的 ASKA 等軟件,但 SAP-V是當時唯一用 Fortran 語言編寫的程序;
  • 程序用多塊子結構結合而成,非常有條有理且透明化,極容易讓工程軟件專家了解程序的狀況,并作進一步的有限元開發;
  • 源程序可免費獲??;

自此以后,SAP-V 的衍生版本在全國如雨后春筍般出現。由于這個軟件在 20 世紀 80 年代對工業界產生了極大的影響,1986 年獲得了中國政府頒發的工業二等獎。當年我在承德參加有限元討論會及赴峨眉參加西南交大校慶期間,匆忙中被錢學森教授召回北京人 民大會堂的湖北廳參加盛大招待晚宴,以感謝我帶回 SAP-V 的功勞。時至今日,仍不能忘懷。

從20 世紀80 年代到現在,SAP 由美國軟件公司CSI 在Wilson 教授的指導下不斷發展,使它演進成為今日具有強大功能的SAP2000。其基本分析功能包括靜力與動力、線性與非線性等,在結構設計方面,也具備了中國、歐州及美國規范,還具備了橋梁的分析及施工模擬的功能。的確,SAP2000 在結構分析、設計及有限元計算方面有極完備和可靠的功能,詳細功能已在本書中介紹,不必贅述。雖然 SAP2000 也像許多類似軟件一樣,具有通用有限元程序的功能,但根據我個人的了解和經驗,它是一套特別適合作為土建分析及設計的軟件,因為它具有特殊功能,例如地震分析,混凝土及鋼結構的設計,中外設計規范, 不同國家的鋼結構數據庫等,這些功能強化了 SAP2000 在土建領域應用的優勢。

SAP2000 在北美、歐洲、日本、新加坡、中國內地、中國臺灣和中國香港等國家和地區已被設計單位廣泛采用。國外大量的地標建筑及橋梁采用SAP2000 進行分析和設計,在我國也是如此,重大工程都有 SAP2000 的貢獻。

本人對 SAP2000 未來在結構及土木工程領域的研發十分期待,通過現有的Application Programming Interface (API) 及 BIM-based IFC data format, 可進行許多結構設計及營建的研發,如自動化設計 (Design Automation)、虛擬施工 (Virtual Construction)、施工優化 (Construction Optimization)、健康監測 (Structural Health Monitoring and Life-long Maintenance) 等。

應李楚舒博士的邀請,我很高興再次為有關 SAP2000 應用的書籍作序,并且欣喜地看到這些年來 SAP2000 在國內工程界的應用、SAP2000 自身的發展完善、SAP2000 二次開發等諸多領域都取得了長足進步。相信在北京筑信達工程咨詢有限公司的努力下, SAP2000 會繼續推動中國土木工程界的技術進步。

香港科技大學榮譽退休教授
2017 年 9 月 9 日于美國舊金山

SAP 系列程序是由美國加州大學伯克利分校的 Wilson 教授主持開發的,SAP 的第一個版本發布于 1970 年。近半個世紀以來,“SAP”已經成為結構分析程序的代名詞,在全球范圍內的結構工程領域得到了廣泛的應用。

SAP2000 中文版于 2004 年 11 月正式發布,迄今已有十余載,用戶遍布工程建設行業的各個領域。SAP2000 中文版被不斷應用于全國各地重大工程項目的結構設計過程中,參與并見證了我國近十幾年工程建設的高速發展。2006年出版(2011年修訂再版)的《SAP2000中文版使用指南》是學習 SAP2000 的重要參考書,一直廣受歡迎。根據 2017 年 CNKI 發布的中國圖書學術影響力評價數據, 《SAP2000 中文版使用指南》一書位列建筑科學類“高被引圖書”第二名,這是對 SAP2000 中文版在我國廣泛深入應用最充分的證明。

十年來,行業的發展、軟件的更新帶來了新的變化,很多讀者反饋了相關問題和建議。因此,北京筑信達工程咨詢有限公司決定編寫一本新書,繼承原書部分精華內容,但以全新的思路重新編寫,精簡操作說明,強化技術要點的闡釋,力求幫助工程師理解程序內在的技術條件和常見問題。同時增大工程應用內容的比重,分享實際工程問題的處理經驗,力求提升工程師們的實戰能力,達到舉一反三的效果?;谝陨峡紤],全新的《SAP2000 中文版技術指南及工程應用》誕生了。

本書分為六個部分,共 45 章。每個部分、每個章節開始時,都有內容提要,供讀者快速了解核心內容,進而定位所關心的內容。另外,大多數章節在開頭部分列出了本章的 “基本主題”和“高級主題”,兼顧初學者和高級用戶的不同需求,大家可以選擇性閱讀。本書第一部分是建立對SAP2000 的基本認識,并提供實操例題供初學者快速入門;第二~四部分依次介紹SAP2000 的建模、分析、設計功能,全面系統介紹軟件的操作方式和流程,以及相關技術背景;第五部分面向工程實踐,選取了 12 個較典型的工程應用類型,分析其工程特點與難點,講述結構設計師如何利用軟件工具來處理實際工程問題;第六部分介紹了 SAP2000 的二次開發,講解 SAP2000 API 的使用方法,展示筑信達公司當前的開發成果。此外,書中有 58 個視頻穿插于各章(主要是建模部分的操作演示),讀者可掃碼觀看。

本書涵蓋的內容較多,建議初學者先從第一部分入手,熟練掌握前三章后,再依序閱讀后面的內容。對于想快速查詢某個命令或了解某項功能的讀者,建議首先要查詢SAP2000 的“聯機幫助”了解操作步驟,然后通過本書目錄或章節主題快速定位,了解更多內容。本書第三部分和第五部分,即分析功能和工程應用,涉及內容的深度和廣度較高,值得反復研讀。

本書的編寫工作由李立負責。參與編寫的人員及具體分工為:張志國編寫第1、2、4、 8、9、10、14、16、17、22、23 章;曾亞編寫第3、11、12、24 章;魏旭豪編寫第5、6、 7、13、15、18 章;吳文博編寫第19、20、21、25、26、27、28 章;章延平編寫第39 章;魏贊洋編寫第40 章;徐志編寫第41 章;孫雪艷編寫第42 ~ 45 章。本書第29 ~ 40 章,即工程應用部分由多位來自知名設計機構的行業專家和技術骨干參與編寫,各章的作者及單位信息詳見下表。此外,魏旭豪、曾亞、魏贊洋、呂良負責書中視頻制作。李楚舒、李立、張志國負責全書的審校、統稿工作。

由于土木工程實踐技術的持續發展以及計算機軟件技術的日新月異,SAP2000 現在每年都有一次大版本及數次小版本的更新。為了更好地掌握新的分析和設計技術,我們建議 讀者和用戶關注軟件隨機手冊以及 CSI 和筑信達網站的相關內容,比如《CSI 分析參考手冊》、設計文檔、技術注釋、聯機幫助、教學錄像、版本更新說明等,以便獲得最新的技術動態。

最后,感謝 Ashraf 總裁、張之勇教授為本書作序!感謝人民交通出版社股份有限公司編輯陳志敏、王霞、杜琛和李夢等的辛苦工作!感謝曾參與《SAP2000 中文版技術指南及工程應用》編寫的所有作者!

限于時間和水平,書中難免存在瑕疵和錯誤,懇請廣大讀者批評指正。歡迎大家訪問筑信達網站 www.786099.live 了解軟件最新動態、下載技術資料,也可以通過筑信達在線支持support.cisec.cn、電話 010-68964600-200、郵件 [email protected] 與我們討論問題。

北京筑信達工程咨詢有限公司
2018 年 7 月

 

第一時間獲悉更多CSI結構軟件或PLAXIS巖土軟件市場活動和技術培訓請訂閱 公眾號:cisec68924600

 
 

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