معرفی نرم افزار SAP2000

رزروفینگ  :نرم‌ افزار SAP2000 (نرم‌ افزار سپ ۲۰۰۰)، یکی از پرکاربردترین نرم‌ افزارهای طراحی و تحلیل سازه های ساختمانی و غیرساختمانی در مهندسی عمران است. این نرم‌ افزار امکانات ویژه‌ای برای طراحی و تحلیل پل‌ها نیز در اختیار کاربران قرار داده که موجب محبوبیت بیش از پیش آن شده است.

نرم‌ افزار SAP در حدود 30 سال است که در طراحی و آنالیز سازه مورد استفاده قرار می‌گیرد. دانشجویان و مهندسان رشته مهندسی عمران، حداقل یک بار با این نرم‌ افزار سر و کار داشته‌اند.

این نرم‌افزار تمامی نیازهای لازم برای طراحی را یکجا فراهم می آورد و در ساخت انواع سازه‌ های فولادی و بتنی به طور عملی مورد استفاده قرار می گیرد. آموزش نرم‌ افزار SAP بسیار سریع است و به زمان طولانی برای یادگیری نیازی نیست. قالب‌های آماده‌ای که در نرم‌ افزار پیش‌بینی شده باعث می‌شود که طراح قادر به شبیه‌سازی طرح‌های بسیار پیچیده باشد.

به طور کلی نرم افزار SAP2000، نرم افزاری برای همه مهندسان و هر پروژه ای است. اما به این نکته توجه داشته باشید که نرم افزار SAP برخلاف ETABS نمی تواند دیوار برشی را طراحی کند، هر چند که قادر به تحلیل آن هست. اما به اندازه نرم افزار ETABS در این زمینه قوی نیست.

نرم افزار SAP2000 قابلیت آن را دارد که قاب بتنی ایستا، کوچک و ساده دو بعدی را تحلیل کند. همچنین قاب های بزرگ و پیچیده سه بعدی را به شکل تحلیل های پویا و غیرخطی ارائه می دهد.

شرکت تولیدکننده‌ی SAP2000

ایده‌ی اولیه‌ی تولید نرم‌ افزارهای طراحی و تحلیل ساختمانی در سال ۱۹۶۳ شکل گرفت. شرکت Computers and Structures که به CSi معروف است، از سال ۱۹۷۵ جزء شرکت‌های پیشرو در تولید چنین محصولاتی است. در حال حاضر هزاران مهندس در بیش از ۱۶۵ کشور دنیا در حال استفاده از محصولات این کمپانی هستند.

نرم‌ افزارهای ETABS، SAP2000، SAFE، CSiBridge و PERFORM-3D پنج نرم‌ افزار اصلی تولید شده توسط این شرکت هستند. در این میان سپ ۲۰۰۰ با ۳۵ سال قدمت، از قدرتمندترین نرم‌ افزارهای طراحی و تحلیل سازه‌های ساختمانی و غیرساختمانی است. در ساخت سازه‌های معروفی در سراسر جهان از نرم‌ افزارهای CSi استفاده شده‌است. ازجمله این سازه‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• برج تایپه ۱۰۱ تایوان
• مرکز تجاری نیویورک
• ورزشگاه آشیانه‌ی پرنده در پکن

SAP2000 چه ویژگی‌هایی دارد؟

رابط گرافیکی نرم افزار SAP2000 بسیار قوی است و استفاده از آن بسیار آسان است. در محیط سپ ۲۰۰۰ کاربر قادر خواهد بود سازه‌ بتنی یا فولادی مورد نظر خود را به صورت دو یا سه بعدی مدل‌سازی کند. پشتیبانی از طیف گسترده‌ای از اعضاء، مقاطع و انواع بارگذاری‌ها، امکان شبیه سازی (مدل سازی) پیچیده‌ترین سازه‌ها را برای کاربر فراهم کرده است. ازجمله این اعضاء می‌توان به المان‌های سازه‌ای Shell و Frame و المان‌های غیرخطی فنر و اتصالات اشاره کرد.

نرم افزار SAP

دیگر ویژگی‌های نرم‌افزار سپ ۲۰۰۰

در نرم افزار SAP2000 امکان فراخوانی فایل‌های ورودی از نرم‌ افزارهای Access، Excel و AutoCAD با استفاده از گزینه‌ی Import وجود دارد. هم‌چنین می‌توان با استفاده از گزینه‌ی Export، خروجی‌های موردنظر را در فرمت این نرم‌افزارها استخراج کرد. نتایج تحلیل‌های انجام شده در سپ ۲۰۰۰ در قالب فایل‌های متنی یا خروجی‌های گرافیکی قابل استخراج هستند. این نرم‌افزار در صنایع نفت و گاز هم به کار گرفته می‌شود.

تحلیل المان‌های کابلی با تغییرمکان‌های بزرگ، اعمال بار ناشی از حمل و نقل‌های دریایی و آتش‌سوزی و تحلیل پایداری ازجمله قابلیت‌های سپ ۲۰۰۰ در این حوزه است. از دیگر شاخصه‌های سپ ۲۰۰۰، امکان برقراری ارتباط با سایر نرم‌افزارهای CSi است.

نرم‌ افزار SAP2000 قابلیت‌های تحلیلی فراوانی دارد و طیف گسترده‌ای از انواع تحلیل‌ها را پوشش می‌دهد:

• تحلیل استاتیکی و دینامیکی
• تحلیل خطی و غیر خطی شامل تحلیل لرزه ای
• تحلیل تاریخچه زمانی
• تحلیل Push Over
• تحلیل طیفی
• تحلیل مودال
• تحلیل لرزه‌ای با اعمال شتاب نگاشت زلزله به سازه
• تحلیل بار زنده برای پل‌ها و تونل‌ها
• تحلیل P-Delta

آشنایی با پنجره های نرم‌ افزار سپ ۲۰۰۰

برای نصب SAP2000 به چه سیستمی نیاز دارید؟

ویرایش ۱۹ آخرین نسخه‌ای است که از این نرم‌افزار روانه‌ی بازار شده‌است. سپ ۲۰۰۰ هردو سیستم عامل ۳۲ و ۶۴ بیتی را پشتیبانی می‌کند. این نرم‌افزار در ویندوزهای Vista، ۷، ۸ و ۱۰ قابل نصب است. برای نصب سپ ۲۰۰۰ دست‌کم به سیستمی با ۳ گیگابایت حافظه‌ی جانبی، ۵۱۲ مگابایت کارت گرافیک و ۶ گیگابایت حافظه سیستم نیاز است.

ویژگی های پویای نرم افزار SAP

• در نرم‌ افزار SAP میرا شدگی (مستهلک شدن) مبتنی بر مواد به منظور تحلیل خطی و غیرخطی یکپارچگی مستقیم برای مهندسان قابل دسترس است.
• میراشدگی مبتنی بر مواد به منظور آنالیز PSD و وضعیت ثابت در دسترس کاربران قرار دارد.
• واکنش های پایه برای آنالیز مدل response-spectrum و مدل time-history برای حفاظت از اتصال عناصر پیوندی متصل به فنر و زمین به منظور دسترسی بهتر به اثرات از بین بردن توده بهبود یافته است.

آشنایی اولیه با پنجره های مختلف نرم‌ افزار SAP

ساخت مدل اولیه در نرم‌ افزار سپ ۲۰۰۰

برای ساخت مدل کاربران می‌توانند گزینه‌ی New Model را از منوی File انتخاب کنند. با انتخاب این گزینه پنجره‌ی New Model باز می‌شود که خود از سه بخش اصلی تشکیل شده است:

• New Model Initialization
• Project Information
• Select Template

سه بخش اصلی پنجره New Model

در بخش New Model Initialization امکان تغییر سیستم واحدهای اندازه‌گیری طراحی وجود دارد. با کلیک روی گزینه‌ی Modify/Show Information در بخش Project Information نیز می‌توان اطلاعات اولیه‌ مدل را مشاهده و در صورت لزوم آن‌ها را ویرایش کرد. در بخش Select Template هم انواع قالب های آماده تعبیه شده است که کاربران بسته به مدل مد نظر می‌توانند هر کدام از این قالب‌ها را انتخاب و طراحی را شروع کنند:

• Blank
• Grid Only
• 2D Trusses
• Trusses 3D
• Wall
• Shells

خطوط کمکی در نرم‌ افزار سپ ۲۰۰۰

خطوط کمکی از جمله عناصر کلیدی طراحی هندسه‌ی مدل‌ به شمار می‌روند. کاربران نرم‌ افزار SAP2000 می‌توانند این خطوط را بسته به کاربرد مدنظرشان با ویژگی‌های دلخواه تعریف نمایند. تعداد این خطوط بسته به موقعیت ستون‌گذاری و پلان معماری در هر سازه می‌تواند متفاوت باشد.

پنجره‌ی Quick Grid Lines به کاربران کمک می‌کند تا تعداد خطوط کمکی، فاصله‌ و موقعیت آن‌ها را تعیین نمایند. در این پنجره هر کدام از این اطلاعات را می‌توان در سه جهت X، Y و Z مشخص کرد. تعداد خطوط کمکی در جهت Z در واقع بیانگر تعداد طبقات روی فوندانسیون است. به عبارتی همیشه در کادر مربوط به تعداد خطوط در جهت Z تعداد طبقات مدنظر با 1 جمع شده و سپس درج می‌شود.

پس از تعریف خطوط کمکی همچنان می‌توان اندازه‌های آن‌ها را با کلیک راست روی خطوط، انتخاب گزینه‌ی Edit Grid Data و ویرایش اطلاعات مربوطه از طریق پنجره‌ Coordinate/Grid Systems تغییر داد. از پنجره‌ Define Grid System Data نیز می‌توان برای تنظیم اندازه‌ها و تعداد خطوط در پلان و ارتفاع استفاده کرد.

خطوط کمکی در نرم افزار SAP

پنجره Define در نرم‌ افزار سپ ۲۰۰۰

پنجره Define از جمله منوهای کاربردی نرم‌ افزار SAP2000 در طراحی سازه به‌ شمار می‌رود. بعد از انجام تنظیمات اولیه، تعریف اطلاعات اولیه‌ طراحی از طریق این پنجره انجام می‌پذیرد. کاربران با انتخاب گزینه‌ی Materials از این منو می‌توانند مشخصات مصالح را بسته به کارکردهای مورد نیاز خود ویرایش نمایند. پنجره‌ی Define Materials از گزینه‌های مختلفی تشکیل شده است:

• Add New Material
• Add Copy of Material
• Modify/Show Material
• Delete Material

پنجره Define در نرم‌ افزار سپ ۲۰۰۰

کاربران به جای اضافه کردن مصالح بتنی، می‌توانند در صورت نیاز مصالح بتنی پیش‌فرض نرم‌ افزار SAP2000 را ویرایش کنند. برای ویرایش این اطلاعات کافی است فیلدهای مختلف تعبیه شده در بخش‌های مختلف پنجره‌ی Material Property Data بسته به نیاز کاربر تغییر پیدا کند.

پنجره‌ی Material Property Data

این پنجره‌ از چهار بخش اصلی تشکیل شده است:

• General Data
• Weight and Mass
• Isotopic Property Data
• Other Properties for Steel Materials

کاربران با ویرایش اطلاعات فیلدهای Effective Yield Stress و Effective Tensile Stress در بخش Other Properties for Steel Materials می‌توانند به ترتیب تنش تسلیم مورد انتظار و تنش نهایی مورد انتظار را بسته به ماده‌ی انتخابی و آیین‌نامه‌ی مدنظر تغییر دهند. در نرم‌ افزار سپ۲۰۰۰ همچنین می‌توان به طور جداگانه مشخصات مکانیکی میلگردها را تعیین کرد.

ویرایش این مشخصات باید بر اساس آیین‌نامه‌های مربوطه و مقررات ملی ساختمان تغییر کند. مشخصات مقاطع نیز با انخاب گزینه Section Properties و سپس Frame Section از منوی Define امکان‌پذیر است. کاربران با انتخاب گزینه‌های Import New Property و Add New Property به‌ترتیب می‌توانند به فراخوانی مقاطع و ساخت تیرورق و مقاطع بپردازند.

پنجره‌ی Material Property Data

تعریف مقاطع در نرم‌ افزار SAP

مقاطع فولادی، بتنی، خودکار و… متفاوتی برای استفاده‌ کاربران در نرم‌ افزار SAP2000 تعبیه شده است. از مقاطع فولادی نرم‌افزار می‌توان به مقاطع زیر اشاره کرد:

• Tee
• Channel
• Angle
• Double Angle
• Double Channel
• Pipe
• Tube
• Steel Joist
• I/Wide Flange

برای ساخت مقاطع مرکب باید از گزینه‌ Section Designer استفاده کرد. انتخاب گزینه‌ Auto Select List نیز به ساخت مقاطع در حالت اختصاص خودکار می‌انجامد. با انتخاب این گزینه نرم‌ افزار sap از بین مقاطع موجود اولین مقطع را که ظرفیت آن جوابگوی نیروهای وارده باشد انتخاب می‌کند.