Многооконный режим

Единый интерфейс SAP2000 для моделирования, расчета, проектирования конструкций и создания отчетов.

Усовершенствованный пользовательский интерфейс

Настраиваемый интерфейс SAP2000 позволяет пользователям изменять конфигурацию окон и панелей инструментов.

Привязка окон

Пользователи имеют возможность очень гибко настраивать виды и окна при помощи функции привязки окон.

Шаблоны конструкций

Широкий выбор шаблонов для быстрого создания новой модели. SAP2000 включает в себя параметрические шаблоны следующих типов конструкций: простые балки, пространственные стержневые конструкции, пространственные рамы, резервуары, хранилища, лестницы, плотины и трубы.

Виды модели

Отображение и управление расчетной и физической моделью с высокой точностью. Простое определение пользовательских видов и проработанные инструменты для отображения и управления комплексной геометрией.

Объектный вид модели

Объектная модель точно показывает точки пересечения элементов, поворот локальных осей, объединение стен и геометрию.

Элементный вид модели

Элементная модель позволяет отобразить конечные элементы конструкции, которые объединены в узлах, стержневые элементы, оболочки и сетку конечных элементов.

Сетки осей

В SAP2000 могут быть созданы прямоугольные либо цилиндрические сетки осей. Количество сеток в модели не ограничено, и они могут быть повернуты на произвольный угол или размещены в любом месте модели.

Планы и разрезы

Планы и разрезы автоматически генерируются на каждой оси сетки и позволяют осуществлять быструю навигацию по модели. Пользователи могут создавать свои собственные разрезы используя встроенные инструменты.

Интерактивное редактирование баз данных

Интерактивное редактирование баз данных позволяет пользователю редактировать модель в табличном виде, что облегчает процесс внесения изменений в модель. Таблицы могут быть легко экспортированы и импортированы в Microsoft Excel и Microsoft Access.

Инструменты генерации сетки

Инженерам доступно множество опций для генерации сетки КЭ в SAP2000. Просто выберите плоский объект и затем выберите правила для автоматического построения сетки.

Построение сетки

Для выполнения расчета стержневые и плоские элементы могут быть разбиты на более мелкие автоматически.

Объединение ребер

Автоматическое объединение ребер элементов – это внутренний алгоритм, который решает вопрос несвязной сетки. Например, если узлы наклонной плоскости и вертикальных стен не совпадают, SAP2000 автоматически соединяет все несвязные элементы, используя алгоритм, действие которого похоже на «застежку-молнию» для элементов.

Узлы

SAP2000 автоматически создает узлы на пересечении конструктивных элементов, а также внутренние узлы в местах разбиения конструктивных элементов. Координаты и другая информация об узлах может быть выведена на экран в окне модели или в табличном виде.

Стержни

Для моделирования стержневых элементов используется общая трехмерная балочно-колонная модель, которая включает в себя двухосевые изгибающие моменты, кручение, осевую деформацию и двухосевой сдвиг. SAP2000 имеет встроенную библиотеку стандартных железобетонных, стальных и композитных сечений многих стран (в т.ч. и России)

3

Автоматическое разбиение стержней

Промежуточные узлы автоматически генерируются там, где другие элементы пересекаются со стержнями, для обеспечения связи конечных элементов.

Свойства сечений

Любое непризматическое или стандартное стальное сечение может быть легко определено, а для сложных сечений можно воспользоваться Редактором Сечений.

Канаты

Канат, или вантовый элемент, – это нелинейный элемент, используемый для моделирования поведения несущих тросов кабелей под их собственным весом. В модель элемента включена возможность работы только на растягивающие усилия, а также работа с учетом больших прогибов.

Преднапряженные элементы

Преднапряженные элементы строятся очень просто, как независимые объекты с геометрией, определенной прямыми линиями, параболами, дугами или других кривыми произвольных форм. Нагрузки от предварительного напряжения, включая все потери, без труда определяются в SAP2000.

Плоские элементы

Плоские элементы – это элементы, которые используются для моделирования мембран, плит и оболочек в плоских и пространственных конструкциях. Материалы плоских элементов могут быть гомогенными или слоистыми. Также работа таких элементов может рассматриваться с учетом физической нелинейности, используя многослойные оболочки.

Объемные элементы

Объемный элемент – это 8-миузловой элемент для моделирования трехмерных конструкций, в т.ч. твердотельных. Он основан на изопараметрической формулировке, которая включает в себя девять дополнительных несовместимых форм изгиба, и полезен при моделировании объектов, в которых нагрузка, граничные условия, свойства сечений или реакции изменяются в зависимости от толщины.

Вставки

Вставки могут моделировать 3 типа поведения: линейное, нелинейное и частотно-зависимое, в соответствии с набором свойств, назначенным элементу, и в соответствии с назначенным типом расчета. В SAP2000 доступны следующие виды вставок: линейные, полилинейные упругие, полилинейные упруго-пластичные, зазоры, зацепления, демпферы, изоляторы трения, резиновые изоляторы, изоляторы растяжения/сжатия, частотно-зависимые пружины и частотно-зависимые демпферы.

Нелинейные шарниры

Пользователи могут создавать и назначать элементам нелинейные шарниры для проведения pushover-расчета в SAP2000. Поведение материала с учетом физической нелинейности в стержневых элементах (балки/колонны/связи) может быть смоделировано с использованием пластических шарниров. Этот подход представляет материал в сечении как дискретные точки, каждая из которых точно взята с диаграммы «напряжения-деформации» материала. Такием образом могут быть представлены композитные материалы, такие как железобетон или составные сечения.

Упругие опоры

Упругие опоры или пружины – это элементы типа «вставка», которые используются для упругого крепления узлов конструкции к «земле», и они могут быть линейными или нелинейными. Нелинейные опоры могут быть смоделированы включением зазоров (только сжатие), полилинейными упругими или пластическими пружинами, вязкими демпферами и фундаментыми изоляторами.

Автоматическое приложение нагрузок согласно нормам проектирования

SAP2000 автоматически генерирует и прикладывает к модели сейсмические и ветровые нагрузки согласно различным нормам. SAP2000 также имеет продвинутый генератор подвижных нагрузок, позволяющий пользователям прикладывать подвижные нагрузки по полосам движения на стержневые и плоские элементы.

Сейсмические нагрузки

Поддерживаются следующие нормы: UBC 94; 97, BOCA 96, NBCC 95; 2005; 2010, IBC 2003; 2006, Chinese 2002, ISI1893 2002, NEHRP 97, пользовательские коэффициенты и пользовательские нагрузки. В настоящий момент идет работа по включению Российских норм.

Ветровые нагрузки

Поддерживаются следующие нормы: UBC 94, 97, BOCA 96, ASCE 7-95, -02, -05, NBCC 2005, Mexican 2010, Chinese 2002, IS875 1987, и нагрузка, определенные пользователем. В настоящий момент идет работа по включению Российских норм.

Подвижные нагрузки

Генератор подвижных нагрузок перемещает транспортное средство по полосам движения для определения предельных огибающих усилий в конструкциях и реакций опор.

Волновые нагрузки

Опция волнового загружения автоматически генерирует нагрузку на конструкцию от волнового воздействия, течения, плавучести и ветра. Многошаговое статическое линейное загружение может быть сгенерировано для моделирования движения волн сквозь конструкцию. В дополнение, для включения эффекта инерции, может быть сгенерировано динамическое (с развитием во времени) волновое загружение на конструкцию.

Пользовательские нагрузки

В SAP2000 существует огромный выбор встроенных инструментов для моделирования нагрузок на модель.

Силы/Моменты

Силовая нагрузка используется для приложения сосредоточенных сил и моментов в узлах. Значения могут быть определены в неподвижной системе координат (глобальной или альтернативной) или в локальной системе координат узла.

Перемещения

Нагрузка типа «Перемещение» реализует эффект осадки опор и другие внешние заданные перемещения, воздействующие на конструкцию. Нагрузка типа «Перемещение» может действовать в том числе и на узлы со связями, а также на узлы с нелинейными опорами. Может быть рассмотрен эффект от динамического возбуждения нескольких опор, поддерживающих конструкцию на различных грунтовых условиях или при различных пролетах.

Температура

Температурное воздействие создает в конечном элементе температурные деформации. Эти деформации определяются коэффициентом температурного расширения материала и изменением температуры элемента. Все специальные температурные воздействия моделируют изменение температуры, начиная с начального ненапряженного состояния для линейного расчета, или начиная с предыдущей температуры при нелинейном расчете.

Деформация

Доступны шесть типов деформаций, каждый из которых соответствует внутренним усилиям в стержневых элементах. Типы деформаций:Осевая, Сдвиг (2), Кручение, Изгиб (2).

Нагрузки от собственного веса грунта

Общая информация

Решатели CSI используются в строительной отрасли свыше 35 лет. Расчетное ядро SAPFire поддерживает многопоточные 64-битные вычисления, что позволяет решать задачи с высокой скоростью и эффективностью, используя как собственные векторы, так и векторы Ритца.

Статические расчеты

В SAP2000 можно решать линейные статические и пошаговые статические задачи. Линейный статический расчет включает в себя решение системы линейных уравнений вида K*u=r. Некоторые типы загружений являются пошаговыми. Это означает, что они представляют собой отдельные нагрузки, приложенные друг за другом (пошагово). К таким нагрузкам относятся подвижная, волновая и, в отдельных случаях, временная полезная нагрузка.

Динамические расчеты

Возможности SAP2000 в части динамических расчетов включают в себя модальный анализ с использованием собственных векторов и метода Ритца, расчет спектров ответа и расчет с развитием во времени в линейной и нелинейной постановке.

Формы и частоты собственных колебаний

Для поиска форм и частот собственных колебаний конструкции используется расчет с использованием собственных векторов. Найденные формы могут быть использованы для лучшего понимания поведения конструкции, а также как основа для модальной суперпозиции при вычислении спектров ответа и расчете с развитием во времени. Метод Ритца используется для расчета оптимальных форм собственных колебаний, и более эффективен для этой цели, нежели использование собственных векторов.

Спектры ответа

Расчет спектров ответа используется для определения вероятного статического отклика конструкции при воздействии сейсмики. Этот тип линейного расчета использует записи спектров ответа ускорений грунта, основанные на сейсмической нагрузке и условиях строительства, вместо записей перемещения грунта. Этот метод высоко эффективен и берет в расчет динамические характеристики элементов конструкции.

Расчет во временной области

Расчет с развитием во времени вычисляет последовательные отклики конструкции на перемещения грунта и другие типы нагрузки, такие как взрыв, вибрации от оборудования, ветер, волны и пр. Расчет может использовать методы модальной суперпозиции или метод прямого интегрирования уравнений движения, а также линейную и нелинейную постановку задачи. Нелинейный модальный метод, именуемый также FNA (Fast Nonlinear Analysis, Быстрый нелинейный анализ), очень высоко эффективен и точен для широкого класса задач. Метод прямого интегрирования уравнений движения является более общим, и может учитывать большие деформации и другие типы высоко нелинейного поведения. Нелинейный расчет с развитием во времени имеет широкую область применения и может быть связан с другими нелинейными расчетами (включая поэтапное возведение).

Устойчивость

Линейные формы потери устойчивости (бифуркация) могут быть найдены от действия группы загружений. Расчет потери устойчивости может производиться и в нелинейной постановке, а также при расчете с учетом поэтапного возведения. При выполнении полного нелинейного расчета потери устойчивости также возможен учет P-дельта эффекта или влияния больших перемещений. Эффект «прощелкивания» может быть достигнут путем применения статического расчета с контролем перемещений, а динамический расчет может быть использован для моделирования более сложных задач, таких как задача со следящей нагрузкой.

P-дельта расчет

Расчет с учетом P-дельта эффекта – это расчет по деформированной схеме. Он учитывает перераспределение растянутых и сжатых зон в конструкции вследствие изменения ее геометрии. Простой P-дельта расчет на постоянную нагрузку и собственный вес может использоваться для изменения жесткостей элементов в линейном расчете на загружения. Их действие впоследствии суммируется. Другой способ учета P-дельта предполагает проведение P-дельта расчета на каждую комбинацию нагрузок. Учет P-дельта эффекта постепенно интегрируется в методы расчета и проектирования всех типов конструкций.

Pushover-анализ

Pushover-анализ в SAP2000 включает в себя реализацию FEMA 356, а также опции задания нелинейных пластических шарниров, задаваемых графиком «Напряжения-Деформации». Нелинейные многослойные оболочки позволяют пользователям рассматривать упругопластическое поведение железобетонных стен, плит перекрытий, стальных настилов и других плоских конечных элементов при выполнении Pushover-расчета. Зависимость «Сила-Деформация» может быть определена для стальных и железобетонных элементов.

Зависимость от времени

Поэтапное возведение – это тип нелинейного расчета в SAP2000, который позволяет пользователю определять последовательность возведения. При этом могут быть добавлены или удалены элементы конструкции, выборочно приложены нагрузки на всю конструкцию или на ее часть, а также учтено изменение свойств материала во времени (старение, ползучесть, усадка и пр.).

Стадийность возведения

К стадийности возведения относятся поэтажное возведение, монтаж, последовательное возведение и т.д.

Ползучесть и усадка

Длительное влияние перемещений из-за ползучести и усадки может быть учтено путем выполнения расчета с учетом стадийности возведения. Свойства материалов, изменяющиеся во времени, основаны на нормах CEB-FIP редакции 1990 года. Кроме того, кривые для учета ползучести и усадки могут быть определены пользователем.

Расчет мощности спектральной плотности

Расчет мощности спектральной плотности позволяет определить вероятный отклик конструкции от действия циклической (гармонической, синусоидальной) нагрузки на разных частотах. Это полезная функция при рассмотрении эффекта усталости, случайных сейсмических и других воздействий. Можно приложить несколько нагрузок в различной фазе. Они могут быть связаны или не связаны друг с другом.

Амплитудно-частотные характеристики

Расчет амплитудно-частотных характеристик позволяет определить реакцию конструкции на действия циклических (гармонических, синусоидальных) нагрузок на разных частотах. Для моделирования фундаментов и эффекта дренирования, в т.ч. затухания вследствие излучения, в расчет могут быть включены жесткости, зависящие от частоты, а также демпфирующие свойства (комплексного полного сопротивления). Расчет до установившегося состояния может использоваться для оценки эффекта от нескольких машин, работающих на разных частотах. Результаты расчета могут быть скомбинированы из нескольких расчетов одной и той же модели.

Расчет до целевого усилия

Во время нелинейного статического расчета канаты и стержневые элементы могут быть автоматически напряжены до достижения определенного целевого продольного усилия. Это наиболее часто используется при натяжении канатов до определенного значения усилия растяжения. Но эта функция также может быть использована и при расчете конструкций усиления для достижения в них определенного усилия в стержневых элементах, и в других подобных случаях.

Комбинации нагрузок

SAP2000 позволяет создавать неограниченное количество загружений и их комбинаций. Типы комбинаций нагрузок включают в себя: линейные суммарные, огибающие (min/max), абсолютные суммарные, SRSS и огибающие комбинации от совместного действия нагрузок. Компоненты комбинаций могут включаться в другие комбинации.

Живая модель

Для малых или среднего размера моделей расчет может производиться «на лету». Результат расчета доступен сразу же после изменения конструкции. Конструкция мгновенно реагирует на каждое сделанное изменение в геометрии, свойствах или нагрузках. При этом меняются деформированная схема, эпюры моментов и все остальные выводимые результаты. Это похоже на работу с живой моделью, и это очень мощный инструмент концептуального проектирования и тестирования сценариев «что-если».

Стальные элементы

Полностью интегрированное проектирование элементов из стали включает в себя оптимизацию и реализацию нормативных документов. SAP2000 позволяет пользователям интерактивно наблюдать за результатами проектирования всех стержневых элементов, изменять параметры или свойства сечение и отображать результаты изменения элементов.
Реализован СП 16.13330.2011 "Стальные конструкции".

Железобетонные элементы

Полностью интегрированное проектирование железобетонных элементов в SAP2000 включает в себя: вычисление требуемой площади арматуры, автоматический подбор размеров сечений для новых элементов, реализацию нормативных документов, интерактивное проектирование, отображение и исчерпывающие возможности перезаписи.
Реализован СП 63.13330.2012 "Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения".

Алюминиевые элементы

Тонкостенные сечения

Деформированная схема

Пользователи могут отображать деформированную схему от любого загружения или комбинации нагрузок, также как и анимацию перемещений.

Эпюры усилий

Эпюры поперечных сил и изгибающих моментов показывают внутренние усилия, моменты и перемещения во всех направлениях вдоль длины стержня от любого загружения или комбинации нагрузок. SAP2000 предоставляет возможность детально просматривать усилия и перемещения вдоль длины стержня, а также отображать максимальные значения.

Обобщенные перемещения

Размер независимых перемещений может быть определен, используя обобщенные перемещения. Это линейная комбинация перемещений и углов поворота узлов, и она может использоваться для вычисления средних перемещений, перемещений этажей и других интересующих значений. Обобщенные перемещения могут быть получены для всех типов расчетов и комбинаций нагрузок.

Сечения

Используя сечения можно определить результирующие усилия и моменты в любом сечении конструкции. Сечения могут иметь любую форму и могут использоваться для вычисления поэтажной сдвигающей нагрузки, и для множества других целей. Результаты для сечений могут быть получены от всех загружений и комбинаций нагрузок.

Диаграммы виртуальной работы

В SAP2000 диаграммы виртуальной работы могут использоваться в качестве вспомогательного инструмента при определении элементов, которые должны быть усилены, для снижения горизонтальных перемещений конструкции.

Линии влияния

SAP2000 использует линии влияния для вычисления отклика конструкций при действии нагрузки от транспортных средств. Линии влияния также интересны с точки зрения изучения влияния подвижной нагрузки на различные реакции конструкции. Линии влияния для перемещений, усилий или напряжении могут быть отображены и пользовательском интерфейсе для любого элемента конструкции.

Таблицы

SAP2000 имеет возможность выводить таблицы со всеми исходными данными, а также результатами расчетов и проектирования. При работе с таблицами доступны сортировка, инструменты редактирования (вырезать, копировать, вставить) для использования в других программах. Доступна печать таблиц, а также сохранение в форматах Access, Excel, Word, HTML и TXT.

Видео анимация

В SAP2000 предусмотрена возможность создания видео файлов (.avi) для представления результатов расчета, меняющихся во времени, например при расчете с развитием во времени.

Быстрые отчеты

Шаблоны отчетов позволяют создавать отчеты по одному клику. Эти отчеты включают в себя все данные о модели и результаты расчета и проектирования. Данные в отчетах представлены в табличном виде. В отчет включаются графика, таблицы данных и обложка с информацией о проекте и логотипом Вашей компании.

Расширенный редактор отчетов

Расширенный редактор отчетов – это мощная утилита, которая используется для создания интеллектуальных отчетов о модели SAP2000. Эти отчеты полностью настраиваемые. Компании могут создать комплексные шаблоны для генерации отчетов согласно принятым стандартам.

Оптимизатор нагрузок

Оптимизатор нагрузок – это инструмент SAP2000 для вычисления оптимального приложения нагрузки для получения желаемого отклика конструкции. Нагрузки могут прикладываться линейно, нелинейно или поэтапно. В качестве целей и пределов могут выступать необходимые перемещения, силы, моменты и пр.

Конструктор сечений

Конструктор сечений – это утилита, встроенная в SAP2000. Она позволяет пользователям создавать сечения нестандартных форм и размеров используя любые материалы, включая арматурные стержни. Все свойства сечений, графики взаимодействия усилий, графики «момент-кривизна» вычисляются и строятся автоматически.

Поддерживаемые форматы

SAP2000 поддерживает множество популярных форматов импорта и экспорта данных. Поддерживаются следующие форматы: Autodesk Revit Structure, Tekla Structures, AutoCAD (DXF/DWG), CIS/2, IFC, IGES и SDNF. Кроме того, SAP2000 поддерживает экспорт модели в базу данных Microsoft Access. Если пользователи используют другие расчетные комплексы, SAP2000 может импортировать файлы из FrameWorks Plus, STAAD и STRUDL.

Повышение эффективности

При совместной работе с архитекторами или другими организациями обмен моделями является обычной практикой. Использование программного обеспечения CSI позволяет эффективно сотрудничать с другими командами через концепцию Информационного моделирования зданий (BIM).

Autodesk Revit

CSI разработали плагин CSiXRevit для Autodesk Revit.

CSiXRevit, плагин для Autodesk Revit, разработанный CSI, обеспечивает двунаправленную связь между SAP2000, ETABS, SAFE и Autodesk Revit.

Варианта обмена данными:
- из Revit, создание новой модели CSI
- из Revit, обновление существующей модели CSI
- из ПО CSI, создание нового проекта Revit
- из ПО CSI, обновление существующего проекта Revit

Эти варианты предусматривают полный обмен данных между программным обеспечением CSI и Autodesk Revit.

Tekla Structures

Двунаправленная связь ПО CSI с Tekla Structures, используя встроенный API интерфейс

Связь между Tekla Structures и SAP2000/ETABS позволяет создать модель в любом приложении, а затем передать его в другое. Возможен полный обмен данными, включая передачу только измененных участков моделей из SAP2000 или ETABS в Tekla Structures. Кроме того, возможно объединять модель TEKLA Structures с существующими моделями SAP2000 или ETABS.

Industry Foundation Classes (IFC)

Поддержка моделей Industry Foundation Classes (IFC) обеспечивает совместимость с другими BIM приложениями. SAP2000, CSiBridge и ETABS полностью поддерживают импорт и экспорт в форматы IFC 2x3 и IFC 4.

Создан для инженеров и разработчиков

Прикладной программный интерфейс (API) Computers and Structures, Inc. позволяет инженерам и разработчикам программно использовать все возможности программного обеспечения CSI.

Имея совсем небольшие познания в программировании, можно создать электронную таблицу, плагин или стороннее приложение, которое будет взаимодействовать с ПО CSI. API совместим с абсолютным большинством наиболее популярных языков программирования, включая Visual Basic for Applications (VBA), VB.NET, C#, C++, Visual Fortan, Python и Matlab. Синтаксис CSI API покажется Вам простым и интуитивно понятным независимо от того, насколько Вы опытны в программировании.

Сторонние приложения

Компания TEKLA (Trimble) разработала двустороннюю связку с продуктами CSI с использованием API.

Сторонние разработчики, создающие CAD-программы или программы для трехмерного моделирования, могут использовать API для связи их ПО с технологиями расчета и проектирования CSI. Использую API можно создать двустороннюю связь с ПО CSI, позволяющую передавать модели с высокой степенью точности, а также осуществлять контроль над выполнением программы и получением результатов расчета и проектирования.

CSI API обеспечивает прямой, быстрый и эффективный доступ ко всем численным методам ПО CSI. Он позволяет напрямую передавать информацию без использования промежуточных файлов, обеспечивая высокую скорость работы для больших моделей. Следует отметить, что использование CSI API сторонними разработчиками практически гарантирует совместимость их приложений с будущими релизами программ CSI.

Внутренние инструменты

Инженеры могут использовать CSI API для создания их собственных инструментов которые автоматизируют работу и/или интегрируются с ПО CSI. Эти инструменты могут автоматизировать повторяющиеся задачи, тем самым увеличивая производительность и исключить человеческий фактор. Если у Вас уже есть внутренние инструменты, электронные таблицы или полнофункциональные приложения, Вы можете использовать CSI API для связи этих инструментов с ПО CSI.

Кроссплатформенность

В настоящее время CSI API доступен для SAP2000, ETABS и CSiBridge.

Для получения наибольшей отдачи при разработке CSI API сделан совместимым между продуктами насколько это возможно. Это позволяет легко адаптировать инструменты и приложения, написанные с использованием CSI API, для всех продуктов CSI.

Документация и примеры

Все функции API детально документированы в файле справки с возможностью поиска. Этот файл содерит информацию о сотнях функций CSI API. Синтаксис и параметры функции, версия, в которой функция впервые появилась, изменений в функции и пример, показывающий ее работу, - вся эта информация доступна для каждой функции.

Фрагмент примера с использованием CSI API из документации