軟體介紹

3.2.1 SAP2000

SAP2000 最原始的結構分析軟體為 SAP，它是 Structural Analysis Program 三個字 的簡稱。SAP 是由美國加州大學柏刻萊分校 Edward Wilson 教授領導發展出來的結構 分析軟體，當時主要用於結構及土木工程的研究及教學工作。在過去的 30 多年裡，SAP 隨著有限元素方法的發展不斷的改進發展，在演變過程中出現好幾個版本，如最早期 的 SAP-I、SAPII 到 SAPV、SAPVI，並在 1980 年發展成商業用的分析軟體，隨後又 有 SAP90 到如今的 SAP2000 版本。現在的 SAP2000 不僅是結構分析軟體，也可以導 入各國規範協助工程師從事設計的工作。

SAP2000 不僅可進行結構線性靜力及動力分析，也可進行考慮材料非線性或幾何 非線性靜力及動力分析、反應譜分析，歷時分析，側推分析等，為一操作迅速方便的 視窗化介面，分析的模型可建立 2D 平面桁架、3D 空間桁架、2D 平面剛架、3D 平面 剛架等三維空間的幾何形狀、桿件或薄殼元素的斷面幾何性質。分析的材料包含鋼筋 混凝土，鋼結構、非線性元素力學性質或可定義材料之材料性質。另外程式內建許多 常用之材料性質(鋼、混凝土等)與斷面(AISC 的鋼骨斷面)，在使用上非常的方便。

SAP2000 還具有圖形介面視窗化的優點，所以分析完的結果可以直接以標準圖形 顯示，在解說時有圖形的對照，可避免純文字與數據說明的複雜枯燥，但亦可選擇標 準的文字格式輸出；並且除去傳統分析程式無法針對元素定義各項破壞模式的缺點，

因此非常便利於工程師或研究人員所使用。如靜力變形、載重、軸力、剪力、彎矩分 部、動力模態應力分析圖、歷時分析結果、側推分析的塑鉸分佈、結構配筋或斷面設 計等，都能夠利用視窗圖形化的介面清楚地瞭解結構模型的力學行為，更有利於後續 的分析處理。

本文選定 SAP2000 作為本次分析主要程式之原因，主要是因為以下 5 點:

(1) SAP2000 內建多種簡單模型與快速建立模型之選項，在建立模型上有較多樣化的 選擇，因此能加快的建立模型的速度。

13 軟體中，可以藉由定義桿件之端點偏移量(End Offsets)與剛性區域係數(Rigid Zone Factor)來控制剛性區域之大小與桿件之有效長度，控制剛性區域計算方式根據以下公

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另外 rigid 為剛性區域參數，範圍從 0 到 1 之間，當 rigid=0 表示為完全柔性，rigid=1 表示為完全剛性，因此可以利用調整 rigid 參數來定義梁柱交接區之剛度為有限值或無 限大值。

由於框筒結構節點剛性區域的存在，會增加整體結構之勁度，因此在做框筒結構 分析時剛域上的設定對於整體框筒結構受力變形模擬有顯著的貢獻影響，能使結構表 現更貼近真實結構行為。

3.2.3 SAP2000 對剛性樓板之設定處理

在 SAP2000 所建製框筒結構模型中，雖然只做了桿件的配置，但在實際結構中在 每一樓層皆有樓板存在的，而樓板本身的特性即為一板殼元素，在兩方向擁有相當之 勁度存在，在建築結構中為樓板平面方向，可以表示在樓板平面內之剛度為無限大，

也就稱做剛性樓板，結構行為是在受力時其樓板在平面方向呈現剛體運動而不產生變 形，此設定能夠有效束制同一結構高度之節點自由度數目，加快結構分析運算的速度，

是結構分析中一個重要的設定。

SAP2000 在節點設定上提供了 9 種節點束制方式可選用，分別為(1)Body、

(2)Diaphragm、 (3)Plate、(4)Rod、(5)Beam、(6)Equal、(7)Local、(8)Weld、(9)Line，

在此介紹的是 Diaphragm 即為剛性樓板束制，在使用上 Diaphgram(剛性樓板)束制可以 指定同一樓層高度之節點限制在一起，等同做為一剛性平面移動，其中為了建築結構 使用的方便，SAP2000 可自動對位於相同高度的節點設定剛性樓板之束制。

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