SAP2000中文版技术指南及工程应用 - 北京筑信达工程咨询有限公司

本书分为六个部分，共 45 章。每个部分、每个章节开始时，都有内容提要，供读者快速了解核心内容，进而定位所关心的内容。另外，大多数章节在开头部分列出了本章的 “基本主题”和“高级主题”，兼顾初学者和高级用户的不同需求，大家可以选择性阅读。本书第一部分是建立对 SAP2000 的基本认识，并提供实操例题供初学者快速入门；第二～四部分依次介绍 SAP2000 的建模、分析、设计功能，全面系统介绍软件的操作方式和流程，以及相关技术背景；第五部分面向工程实践，选取了 12 个较典型的工程应用类型，分析其工程特点与难点，讲述结构设计师如何利用软件工具来处理实际工程问题；第六部分介绍了 SAP2000 的二次开发，讲解 SAP2000 API 的使用方法，展示筑信达公司当前的开发成果。此外，书中有 58 个视频穿插于各章（主要是建模部分的操作演示），读者可扫码观看。

SAP2000中文版
技术指南及工程应用

￥148.00

北京筑信达工程咨询有限公司编著

本书涵盖的内容较多，建议初学者先从第一部分入手，熟练掌握前三章后，再依序阅读后面的内容。对于想快速查询某个命令或了解某项功能的读者，建议首先要查询 SAP2000 的“联机帮助”了解操作步骤，然后通过本书目录或章节主题快速定位，了解更多内容。本书第三部分和第五部分，即分析功能和工程应用，涉及内容的深度和广度较高，值得反复研读。

限于时间和水平，书中难免存在瑕疵和错误，恳请广大读者批评指正，信息反馈： info@cisec.cn。欢迎大家访问筑信达网站了解软件最新动态、下载技术资料，也可以通过筑信达在线支持： support.cisec.cn、电话 010-68964600-200、邮件： support@cisec.cn 与我们讨论问题。

序 | 一
序 | 二
前 | 言
目 | 录

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 beneﬁ 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 conﬁ 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 起源于结构分析软件 SAP，它是 Structural Analysis Program 的简称。SAP 是四十多年前在加州大学 Berkeley 分校，由 Edward Wilson 教授领导下，开发出的结构分析软件，当时主要用于结构及土木工程（包括岩土、大坝等有关工程）研究及教学的软件工具。在过去四十多年中，SAP 随着有限元方法的不断改进，在演变过程中有多个版本出现，比如最早期从 SAP-I、SAP-II 到 SAP-V、SAP-VI；早在 1980 年，第一个商用版本 SAP80 发布，继后又有 SAP90，一直到目前的 SAP2000 版本。

本人在 1979 年 7 月初次将 SAP-V 从美国引进到国内。当年，北京工业学院的张相霖教授先后在北京及上海主办了两个有限元法讲习班，美国麻省理工学院的卞学璜、董平教授及本人被邀请分别讲授有限元领域不同的专业题目。当时，每个讲习班都有不少于250位专业人士从全国各地赶来参加，包括各大学的老师、工程部门的研究员和设计工程师。在课堂上所有的听众都聚精会神，认真学习这个当时被公认的新技术学科，令授课人非常感动，兴奋不已。直到今天，我仍然万分感激卞教授将我引进这个讲习班。回国之前，我从加州大学 Berkeley 分校花 250 美元买了一套 SAP-V（原代码）写在磁带上，这套软件也是我在美国用于结构力学及有限元的教学工具。在北京，我将 SAP-V 磁带交给了张相霖教授，出乎意料的是，SAP-V 被传遍了全国各大学以及各个设计和研究单位，在中国的教学、研究及工程中广泛运用。后来根据 SAP-V，相继产生了不同功能的延伸版本。 SAP-V 能在国内引起大家如此浓厚的兴趣，我认为有三个原因：

虽然国内也有自己开发的有限元软件及向德国购买的 ASKA 等软件，但 SAP-V是当时唯一用 Fortran 语言编写的程序；
程序用多块子结构结合而成，非常有条有理且透明化，极容易让工程软件专家了解程序的状况，并作进一步的有限元开发；
源程序可免费获取；

自此以后，SAP-V 的衍生版本在全国如雨后春笋般出现。由于这个软件在 20 世纪 80 年代对工业界产生了极大的影响，1986 年获得了中国政府颁发的工业二等奖。当年我在承德参加有限元讨论会及赴峨眉参加西南交大校庆期间，匆忙中被钱学森教授召回北京人民大会堂的湖北厅参加盛大招待晚宴，以感谢我带回 SAP-V 的功劳。时至今日，仍不能忘怀。

从20 世纪80 年代到现在，SAP 由美国软件公司CSI 在Wilson 教授的指导下不断发展，使它演进成为今日具有强大功能的SAP2000。其基本分析功能包括静力与动力、线性与非线性等，在结构设计方面，也具备了中国、欧州及美国规范，还具备了桥梁的分析及施工模拟的功能。的确，SAP2000 在结构分析、设计及有限元计算方面有极完备和可靠的功能，详细功能已在本书中介绍，不必赘述。虽然 SAP2000 也像许多类似软件一样，具有通用有限元程序的功能，但根据我个人的了解和经验，它是一套特别适合作为土建分析及设计的软件，因为它具有特殊功能，例如地震分析，混凝土及钢结构的设计，中外设计规范，不同国家的钢结构数据库等，这些功能强化了 SAP2000 在土建领域应用的优势。

SAP2000 在北美、欧洲、日本、新加坡、中国内地、中国台湾和中国香港等国家和地区已被设计单位广泛采用。国外大量的地标建筑及桥梁采用SAP2000 进行分析和设计，在我国也是如此，重大工程都有 SAP2000 的贡献。

本人对 SAP2000 未来在结构及土木工程领域的研发十分期待，通过现有的Application Programming Interface (API) 及 BIM-based IFC data format, 可进行许多结构设计及营建的研发，如自动化设计 (Design Automation)、虚拟施工 (Virtual Construction)、施工优化 (Construction Optimization)、健康监测 (Structural Health Monitoring and Life-long Maintenance) 等。

应李楚舒博士的邀请，我很高兴再次为有关 SAP2000 应用的书籍作序，并且欣喜地看到这些年来 SAP2000 在国内工程界的应用、SAP2000 自身的发展完善、SAP2000 二次开发等诸多领域都取得了长足进步。相信在北京筑信达工程咨询有限公司的努力下， SAP2000 会继续推动中国土木工程界的技术进步。


	香港科技大学荣誉退休教授 2017 年 9 月 9 日于美国旧金山

SAP 系列程序是由美国加州大学伯克利分校的 Wilson 教授主持开发的，SAP 的第一个版本发布于 1970 年。近半个世纪以来，“SAP”已经成为结构分析程序的代名词，在全球范围内的结构工程领域得到了广泛的应用。

SAP2000 中文版于 2004 年 11 月正式发布，迄今已有十余载，用户遍布工程建设行业的各个领域。SAP2000 中文版被不断应用于全国各地重大工程项目的结构设计过程中，参与并见证了我国近十几年工程建设的高速发展。2006年出版（2011年修订再版）的《SAP2000中文版使用指南》是学习 SAP2000 的重要参考书，一直广受欢迎。根据 2017 年 CNKI 发布的中国图书学术影响力评价数据，《SAP2000 中文版使用指南》一书位列建筑科学类“高被引图书”第二名，这是对 SAP2000 中文版在我国广泛深入应用最充分的证明。

十年来，行业的发展、软件的更新带来了新的变化，很多读者反馈了相关问题和建议。因此，北京筑信达工程咨询有限公司决定编写一本新书，继承原书部分精华内容，但以全新的思路重新编写，精简操作说明，强化技术要点的阐释，力求帮助工程师理解程序内在的技术条件和常见问题。同时增大工程应用内容的比重，分享实际工程问题的处理经验，力求提升工程师们的实战能力，达到举一反三的效果。基于以上考虑，全新的《SAP2000 中文版技术指南及工程应用》诞生了。

本书分为六个部分，共 45 章。每个部分、每个章节开始时，都有内容提要，供读者快速了解核心内容，进而定位所关心的内容。另外，大多数章节在开头部分列出了本章的 “基本主题”和“高级主题”，兼顾初学者和高级用户的不同需求，大家可以选择性阅读。本书第一部分是建立对SAP2000 的基本认识，并提供实操例题供初学者快速入门；第二～四部分依次介绍SAP2000 的建模、分析、设计功能，全面系统介绍软件的操作方式和流程，以及相关技术背景；第五部分面向工程实践，选取了 12 个较典型的工程应用类型，分析其工程特点与难点，讲述结构设计师如何利用软件工具来处理实际工程问题；第六部分介绍了 SAP2000 的二次开发，讲解 SAP2000 API 的使用方法，展示筑信达公司当前的开发成果。此外，书中有 58 个视频穿插于各章（主要是建模部分的操作演示），读者可扫码观看。

本书涵盖的内容较多，建议初学者先从第一部分入手，熟练掌握前三章后，再依序阅读后面的内容。对于想快速查询某个命令或了解某项功能的读者，建议首先要查询SAP2000 的“联机帮助”了解操作步骤，然后通过本书目录或章节主题快速定位，了解更多内容。本书第三部分和第五部分，即分析功能和工程应用，涉及内容的深度和广度较高，值得反复研读。

本书的编写工作由李立负责。参与编写的人员及具体分工为：张志国编写第1、2、4、 8、9、10、14、16、17、22、23 章；曾亚编写第3、11、12、24 章；魏旭豪编写第5、6、 7、13、15、18 章；吴文博编写第19、20、21、25、26、27、28 章；章延平编写第39 章；魏赞洋编写第40 章；徐志编写第41 章；孙雪艳编写第42 ～ 45 章。本书第29 ～ 40 章，即工程应用部分由多位来自知名设计机构的行业专家和技术骨干参与编写，各章的作者及单位信息详见下表。此外，魏旭豪、曾亚、魏赞洋、吕良负责书中视频制作。李楚舒、李立、张志国负责全书的审校、统稿工作。

由于土木工程实践技术的持续发展以及计算机软件技术的日新月异，SAP2000 现在每年都有一次大版本及数次小版本的更新。为了更好地掌握新的分析和设计技术，我们建议读者和用户关注软件随机手册以及 CSI 和筑信达网站的相关内容，比如《CSI 分析参考手册》、设计文档、技术注释、联机帮助、教学录像、版本更新说明等，以便获得最新的技术动态。

最后，感谢 Ashraf 总裁、张之勇教授为本书作序！感谢人民交通出版社股份有限公司编辑陈志敏、王霞、杜琛和李梦等的辛苦工作！感谢曾参与《SAP2000 中文版技术指南及工程应用》编写的所有作者！

限于时间和水平，书中难免存在瑕疵和错误，恳请广大读者批评指正。欢迎大家访问筑信达网站 www.cisec.cn 了解软件最新动态、下载技术资料，也可以通过筑信达在线支持support.cisec.cn、电话 010-68964600-200、邮件 support@cisec.cn 与我们讨论问题。

北京筑信达工程咨询有限公司
2018 年 7 月