Recursos do SAP2000:

Caracteristicas e Funcionalidades

O nome SAP tem sido sinônimo de estado da arte de métodos analíticos, desde o seu surgimento, há mais de 30 anos.O SAP2000 segue a mesma tradição, com uma interface, sofisticada, intuitiva e versátil proporcionada por um sistema de análise estrutural inigualável e ferramentas de auxílio ao projeto, para engenheiros que trabalham com infraestrutura de transporte, pontes, edifícios, estádios, barragens, estruturas industriais, estruturas marítimas e qualquer outro tipo de infraestruturas que necessitem de ser analisadas e dimensionadas.

Interface do Usuário

O SAP2000 oferece uma interface única para modelar, analisar, dimensionar e gerar relatórios de cálculo. A interface do SAP2000 permite aos utilizadores personalizar e definir os layouts das janelas e barras de ferramentas.

A customizável interface do SAP2000 permite definir a apresentação e disposição das janelas e barras de ferramentas.

As janelas e vistas do modelo podem agora ser manipuladas através das “dockable windows”, proporcionando aos utilizadores uma grande flexibilidade de janelas

Gráficos Direct X aprimorados

Os gráficos DirectX foram aprimorados para obter qualidade e velocidade. Os Gráficos DirectX ultrarrápidos com capacidade de desenho e seleção 2D e 3D. Os gráficos DirectX com gráficos acelerados por hardware permitem a navegação de modelos com fly-throughs e rotações rápidas.

Modelagem

O SAP2000 tem uma vasta seleção de Templates para iniciar rapidamente um novo modelo. O SAP2000 inclui modelos paramétricos para os seguintes tipos de estruturas: vigas simples, treliças 2D e 3D, pórticos 2D e 3D, silos e reservatórios, escadas, estruturas de barragens e tubos.

Com as opções de Visualização do Modelo (Model Views) terá a facilidade em definir vistas personalizadas e fachadas para visualizar e manipular os modelos analíticos e físicos.

Modelo Analítico (Analytical Model) - Visualização dos elementos finitos da estrutura e conectividade entre nós, barras, shell e malha de elementos finitos.

Modelo Físico (Physical Model) - Visualização do modelo através de objetos, com indicação dos pontos de inserção, rotações dos eixos locais e geometria.

Sistemas de Grelhas (Grid System) - As grelhas podem ser definidas através de um sistema de eixos cartesiano ou cilíndrico. É possível criar um número ilimitado de grelhas, as quais podem ser rodadas em qualquer direção ou colocadas em qualquer ponto de origem no modelo.

Plantas e Vistas (Plans and Elevations) - As plantas e vistas são geradas automaticamente para cada grelha, de modo a permitir a navegação rápida no modelo. Os utilizadores podem criar as suas próprias vistas e cortes através da opção "Developed Elevation".

Edição Interativa de Dados (Interactive Database Editing) - Esta opção permite aos utilizadores editar os dados de um modelo através de tabelas do Microsoft Excel e Microsoft Access. As tabelas são facilmente exportadas e importadas para o SAP2000, simplificando bastante a implementação de alterações no modelo.

Ferramentas de Edição da Malha (Meshing Tools) - O SAP2000 apresenta várias opções para gerar malhas de cálculo automáticas. Basta selecionar um objeto e escolher o gerador de malha pretendido.

Opções de Malha Automática - Objetos de barra e de área podem ter malhas mais refinadas para análise.

Edge Constraints - A opção “Automatic Edge Constraint” soluciona os problemas de malhas desencontradas. Por exemplo, se os nós de uma rampa e de uma parede não coincidem, o SAP2000 estabelece internamente a ligação destes pontos desencontrados, através de um algoritmo de interpolação dos elementos.

Elementos

Nós (Joints) - Na formação da malha de cálculo, o SAP2000 cria automaticamente nós nas interseções entre objetos estruturais e nós interiores. As coordenadas e outras informações são apresentadas na tela através do “model window”, ou em formato tabela.

Barras (Frames) - Os elementos de barra têm incorporada uma formulação que inclui os efeitos de flexão desviada, torção, deformação axial e por esforço transverso. O SAP2000 contém uma vasta base de dados de secções de concreto armado, metálicas e mistas de acordo com as várias normas internacionais. Sempre que se interseccionam objetos são gerados automaticamente nós intermédios, para garantir a conectividade dos elementos finitos.

Secções genéricas podem também ser definidas através do "Section Designer".

Elementos de cabo (Cables) - Os elementos de cabo geram elementos de comportamento altamente não-linear utilizados para modelar o comportamento de catenária de cabos esbeltos. As não-linearidades geométricas associadas ao efeito P-delta e aos grandes deslocamentos estão inerentemente incluídas na formulação destes elementos.

Elementos de cabo de protensão - Os elementos de cabo de protensão são um tipo especial de elemento que pode ser embutido em outros objetos (barras, áreas, sólidos) para modelar o efeito da protensão. Pode-se definir o traçado do cabo através do "editor do traçado", e concatenar diversos objetos retos, circulares e parabólicos ou editar tipos de traçado comuns obtidos a partir de templates. As ações, incluindo todo o tipo de perdas, são facilmente definidas no SAP2000.

Elementos de Área (Shells) - Os elementos de área podem ser definidos no modelo com comportamento de membrana, de placa e shell. Através de camadas, pode-se definir shells que contêm diferentes materiais e, consequentemente, um comportamento misto e não linear.

Elementos Sólidos (Solids) - Os sólidos são elementos finitos de oito nós que são utilizados para modelar sólidos tridimensionais, baseados numa formulação isoparamétrica. São úteis para modelar objetos cujas ações, condições de fronteira, propriedades da seção e/ou reações variam com a espessura tais como cunhas e tetraedros.

Elementos de Ligação (Links) - O SAP2000 dispõe de variados elementos de ligação para uma representação mais precisa do comportamento da estrutura. Inclui elementos de ligação lineares, multi-lineares elásticos, multi-lineares plásticos, elementos de contato (“Gaps” e “Hooks”), amortecedores, elementos de atrito e isoladores de base (“Friction Isolators”, “Rubber Isolators”, “T/C Isolators”, e “Triple Pendulum Isolators”).

Rótulas Plásticas (Hinges) - Os utilizadores têm a possibilidade de criar e aplicar rótulas para realizar análises "pushover" no SAP2000. O comportamento não linear dos materiais nos elementos de barra pode ser modelado com "fiber hinges". Esta abordagem consiste na representação do material na seção como pontos discretos, em que cada um apresenta a curva tensão-deformação do material. É possível também representar materiais mistos, como por exemplo concreto armado, pilares mistos e outras seções arbitrárias.

Molas (Springs) - As molas consistem em elementos de ligação usados para conectar estaticamente nós da estrutura ao solo, podem ser de natureza linear ou não linear. Podem ser modeladas condições de apoio não-linear, tais como “gaps”, molas multi-lineares ou plásticas, amortecedores viscosos, isoladores de base, entre outros.

Carregamentos

No SAP2000 é possível introduzir diversas situações de carregamaneto irá gerar automaticamente cargas de vento e sismo com base em vários normas internacionais.

Funções de Espectro de Resposta - No SAP2000 pode-se definir automaticamente funções de espectro de resposta de acordo com várias normas internacionais.

Cargas Automáticas

Sismo (Seismic) - O SAP2000 gera automaticamente e aplica ações sísmicas e do vento com base em normas e regulamentos internacionais.

Cargas Móveis (Moving Loads)

O gerador de cargas móveis irá produzir o movimento do veículo de acordo com os "paths" definidos, para determinação das envoltórias máximas de esforços.

Cargas de Onda (Wave Loads)

A ferramenta “wave-loading” gera automaticamente na estrutura um carregamento resultante de ondas, fluxo de corrente, flutuabilidade e vento. Para simular o efeito dos movimentos das ondas na estrutura, pode ser gerado um carregamento estático linear multi-fase. Adicionalmente podem ser geradas cargas dinâmicas (time-history) para considerar os efeitos de inercia sobre a estrutura.

Definição de Cargas Específicas (User Loads)

No SAP2000 é possível definir cargas específicas para se modelar um vasto conjuto de hipóteses de ações.

Força/Momento (Force/Moment) - Com a ferramenta “Force load” é possível representar cargas concentradas nos nós. Os valores podem ser especificados num sistema de coordenadas fixo ou num sistema de coordenadas nodal.

Deslocamento (Displacement) - A ferramenta “Displacement loading” trata-se de uma imposição externa de deslocamento na estrutura. Pode ser aplicado em apoios e em molas de natureza linear e não linear.

Temperatura (Temperature) - A ferramenta “Temperature load” cria uma deformação térmica no elemento de barra. Esta deformação depende do coeficiente de expansão térmica do material e da variação de temperatura a que é sujeita o elemento. As “temperature loads” podem ser especificadas para representar variações de temperatura nos elementos estruturais para análises lineares ou não lineares.

Tensão (Strain) - Estão disponíveis seis tipos de “strain loads”, resultantes das forças internas e momentos fletores em elementos de barra, nomeadamente: esforço axial, esforço transverso segundo X e Y, torção e flexão segundo X e Y.

Tensão Intersticial (Pore Pressure) - Este tipo de carga é utilizada para modelar os efeitos de arraste e flutuabilidade de um fluido num solo, como por exemplo a pressão da água nos vazios de um solo.

Análise

O SAP2000 tem a flexibilidade para realizar vários tipos de análises. Os solvers da CSI têm sido utilizados e testados por projetistas ao longo de mais de 35 anos. O "SAPFire Analysis Engine" suporta múltiplos solvers de 64-bits para uma análise otimizada e efetua ambas análises Eigen e Ritz.

Análise Estática (Statics) - O SAP2000 realiza análises lineares estáticas e análises independentes para uma sequência de carregamentos (multi-step). É possível ter diferentes casos de carga aplicados sequencialmente numa estrutura, como por exemplo, cargas móveis, ações da sobrecarga e ondas.

Análise Dinâmica (Dynamics) - As análises dinâmicas do SAP2000 incluem o cálculo de modos de vibração através do Ritz ou Eigen vectors, análise de espectos de resposta e "time-history", tanto para comportamento linear como não linear.

A análise modal por “Eigen-vector” apresentam os modos de vibração natural da estrutura e pode ser utilizado para uma melhor perceção do comportamento da mesma, e também para a sobreposição modal das análises de espectro de resposta e "time-history modal". A análise modal por “Ritz-vectors” apresentam os modos de vibração ótimos para captar o comportamento estrutural nas análises de espectro de resposta e "time-history modal”, sendo mais eficiente que a análise por “Eigen-vector”.

Análise por Espectro de Resposta (Response Spectrum Analysis) - A análise de espectro de resposta determina a resposta estatisticamente mais provável da estrutura a um determinado sismo. Este tipo de análise linear utiliza os espectros de resposta baseados nos tipos de sismo e condições locais. Este método é extremamente eficiente e considera o comportamento dinâmico da estrutura.

Análise Temporal Não Linear (Time History Analysis) - A análise "time-history" capta detalhadamente a resposta da estrutura a movimentos basicos devidos ao sismo e outros tipos de ações tais como: explosões, equipamentos, vento, ondas, etc. A análise pode recorrer a uma sobreposição modal ou a métodos de integração direta, lineares e não lineares. O método modal não linear, FNA ("Fast Nonlinear Analysis"), é extremamente eficiente e preciso para vários tipos de problemas. O método de integração direta é ainda mais geral e pode abranger grandes deslocamentos e outros tipos de comportamentos altamente não lineares. As análises "time-history" não lineares podem ser encadeadas a partir de outros tipos de casos não lineares (incluindo estágios construtivos), abordando uma vasta gama de aplicações práticas.

Análise P-Delta - A análise P-Delta tem em conta os efeitos dos esforços de compressão e tração na variação de rigidez transversal dos elementos da estrutura. A compressão reduz a rigidez lateral e a tração aumenta. Esta análise é particularmente útil para considerar o efeito das cargas verticais na rigidez lateral das estruturas de edifícios. Uma simples análise P-delta para um caso de cargas gravíticas pode ser utilizada para alterar a rigidez de casos de carga lineares, os quais poderão depois ser linearmente combinados. Em alternativa, cada combinação de cargas pode ser analisada para efeitos P-delta totais não lineares. A consideração de efeitos P-delta é possível para todos os elementos e está também integrada na análise e dimensionamento.

Análise de flambagem (Buckling) - A flambagem linear pode ser obtida para qualquer conjunto de ações. As flambagens podem ser calculados a partir da rigidez obtida no final das análises não lineares ou de estágios construtivos. Também é possível realizar análises não lineares de flambagem considerando os efeitos P-delta ou grandes deslocamentos. O comportamento de “snap-through” pode ser obtido através de uma análise estática com controle de deslocamento. Análises dinâmicas podem ser utilizadas para modelar situações de flambagem mais complexas, como por exemplo análises de pós-flambagem.

Análise Estática Não Linear (Pushover) - As características e funcionalidades das análises "pushover" no SAP2000 incluem a implementação da FEMA 356 e a das rótulas plásticas clássicas ou de fibras, baseadas nas relações de tensão-extensão dos materiais constituintes. Os elementos de área não lineares permitem ao utilizador considerar na análise "pushover" o comportamento plástico das paredes resistentes, lajes, chapas de aço e outros elementos finitos de área. Podem ser definidas relações força-deformação para rótulas de aço e de concreto armado.

Efeitos Diferidos no Tempo (Time Dependent) - As sequências adotadas nas fases da construção podem ser modeladas no SAP2000. Efeitos não lineares podem ser considerados, tais como grandes deformações, flecha, alargamento e contato em elementos com folgas. Os efeitos de fluência, retração e alteração de rigidez, são também considerados.

Fases Construtivas (Construction Sequencing) - O utilizador pode adicionar sequências de ações arbitrárias em vários momentos das fases construtivas, de modo a simular as condições do processo real.

Fluência e Retração (Creep and Shrinkage) - Deformações contínuas devidas à fluência e à retração podem ser calculadas ao longo de uma análise das fases construtivas. Os efeitos diferidos dos materiais têm como base a norma CEB-FIP de 1990 e são utilizados no cálculo da extensão devida à fluência.

Densidade Espectral de Potência (Power Spectral Density) - A análise "Power-spectral-density" tem como fim a determinação probabilística da resposta de uma estrutura devido a ações cíclicas (harmónicas e senoidal) para uma determinada gama de frequências. Esta análise é util para estudos de fadiga, respostas aleatórias devido a sismos, entre outros.

Solicitações Harmónicas (Steady State) - A análise "steady state" tem como fim a determinação da resposta da estrutura devido a cargas cíclicas (harmónica, senoidal) para uma determinada gama de frequências. A análise "steady state" pode ainda ser utilizada para medir os efeitos de vários equipamentos a funcionar em diferentes frequências, considerando uma combinação de resultados de várias análises no mesmo modelo.

Cargas Alvo (Target Force) - Tipo especial de carregamento onde o utilizador especifica o esforço axial desejado e é aplicada iterativamente uma deformação axial até ser obtido o esforço pretendido. Os carregamentos do tipo "Target-Force" apenas são utilizados em análises não-lineares e de fase construtiva.

Combinações e Casos de Análise (Load Cases and Combinations) - O SAP2000 permite um número ilimitado de combinações e casos de análise. Os tipos de combinações de ações incluem adição algébrica, envoltórias, adição de módulos, raízes quadradas das somas dos quadrados (SRSS) e somas de respostas com sinais iguais (Range Add). Os componentes das combinações podem ser também combinações de ações.

Modelo "Vivo" (Model Alive) - Para estruturas de pequena e média dimensão, a análise pode ser efetuada à medida que o modelo é construído e modificado. Para cada alteração que o utilizador faça na geometria, nas propriedades ou nas ações, a estrutura responde automaticamente apresentando uma nova forma de deformada, diagramas de esforços e outros resultados de análise. Esta funcionalidade proporciona ao utilizador a idéia de estar trabalhando com um modelo “vivo”. Esta ferramenta é bastante útil num dimensionamento conceitual e também para testar cenários “e se?”.

Dimensionamento

Com os recursos de dimensionamento interativo no SAP2000 é possível maximizar a eficiência da estrutura. As seções de aço, concreto armado, alumínio ou em estruturas de aço dobrado a frio são automaticamente dimensionados por normas americanas, canadenses e outras normas internacionais.

Estruturas Metálicas (Steel Frame) - O dimensionamento de perfis metálicos inclui a otimização das dimensões dos elementos e as normas de verificação de segurança e dimensionamento. O SAP2000 permite a visualização dos resultados em qualquer elemento de forma interativa, sendo possível a atualização automática dos resultados depois da alteração de parâmetros e/ou propriedades das seções.

Estruturas de Concreto (Concrete Frame) - O dimensionamento de estruturas de concreto armado e protendido no SAP2000 inclui o cálculo de áreas de armadura necessárias, verificação de armaduras pré-definidas, seleção automática para otimização de seções, dimensionamento e re dimensionamento interativo por normas internacionais.

Estruturas de Alumínio (Aluminum Frame) - Nas estruturas de alumínio é possível aplicar no projeto cargas estáticas e dinâmicas com vigas retas e curvas. Efetua o cálculo automático de fatores de ampliação de momento, de Fatores K e os efeitos P-Delta. Realiza também o cálculo automático de momento axial e biaxial e projeto de cisalhamento.

Dimensionamento de perfis de aço em chapa dobrada (Cold Formed Frame) - Nas estruturas de perfis de aço em chapa dobrada é possível utilizar as Seções C, Z e Cartola, que estão disponíveis no banco de dados de seções do SAP2000.

Resultados

Geometria Deformada (Deformed Geometry) - É possível apresentar a estrutura deformada devido a qualquer combinação de ações, como também obter animações dos modos de vibração.

Diagramas de Esforços (Force Diagrams) - É possível visualizar os diagramas de momentos fletores, esforços transversais, esforços axiais e deslocamentos, em qualquer ponto de um elemento de barra e para qualquer caso de carga ou combinação.

Análises dos Deslocamentos (General Displacements) - É possível definir a Análise dos Deslocamentos para avaliar os deslocamentos de uma estrutura em várias situações, como por exemplo em combinações lineares de translações e rotações dos nós, no cálculo de médias de deslocamentos, na análise do deslocamento relativo entre pisos, etc. Estes resultados podem ser obtidos para qualquer caso de análise e combinações.

Cortes da seção (Section Cuts) - A utilização de “section cuts” permite a visualização transversal de forças resultantes e momentos em qualquer ponto da estrutura. Uma “section cut” pode ter qualquer formato e pode ser utilizado para calcular esforços entre pisos, forças resultantes, esforços de dimensionamento em paredes resistentes, etc. Podem também ser obtidos para todos os tipos de casos e combinações de ações.

Diagramas de Trabalho Virtual (Virtual Work Diagrams) - É possível obter diagramas de trabalho virtual para determinar os elementos estruturais que devem ser reforçados, de forma a melhorar a resposta da estrutura a deslocamentos laterais.

Linhas de Influência (Influence Lines) - O SAP2000 recorre a linhas de influência para calcular a resposta da estrutura a ações móveis. Os valores máximos e mínimos de cada resposta são calculados utilizando a linha de influência correspondente. Estas podem ser apresentadas na interface do utilizador para análise de deslocamentos, forças ou tensões em qualquer elemento da estrutura.

Tabelas (Tabular Output) - O SAP2000 tem a capacidade de compor e apresentar tabelas com todos os parâmetros de entrada, resultados de análise e de dimensionamento. O utilizador pode organizar as tabelas arrastando-as para onde desejar. É possivel fazer operações como: ordenar, cortar, copiar e colar para outros programas, e também imprimir ou salvar para Access, Excel, Word, HTML ou TXT.

Animações em Vídeos (Video Animations) - O SAP2000 tem a capacidade de gerar arquivos de vídeos (.avi) para demonstrar visualmente um conjunto de resultados de análises que variam num particular período de tempo, como as análises time-history.

Relatórios

No SAP2000 vamos encontrar relátórios pré-definidos e a possibilidade de customização dos relatórios.

Geração dos Relatórios (Quick Report) - É possível obter relatórios pré-formatados que incluem todos os dados do modelo, resultados de análise e de dimensionamento. Os dados são apresentados em formato de tabela, gráficos e quadros de conteúdos. A capa do relatório dispõe de informação do projeto juntamente com o nome e logotipo da empresa.

Opções Avançadas (Advanced Report Writer) - Esta ferramenta permite a criação de relatórios personalizados e sofisticados. As empresas podem definir templates complexos com o fim de customizar a geração de relatórios de cálculo no SAP2000.

Ferramentas

Com as ferramentas abaixo é possível determinar a ação ótima e criar seções genéricas de qualquer geometria.

Otimizador Estrutural (Load Optimizer) - Esta ferramenta tem como objetivo determinar a ação ótima para se atingir a resposta estrutural desejada. As ações podem ser aplicadas de forma linear, não linear ou através de fases construtivas. Os limites e objetivos podem ser por deslocamentos, forças, momentos, entre outros.

Modelador de seções (Section Designer) - O section designer é uma ferramenta incorporada no SAP2000 que permite aos utilizadores a criação de seções genéricas com qualquer geometria e material, incluindo disposição de armaduras. Todas as propriedades das seções, diagramas de interação biaxial e diagramas de momento-deformação são automaticamente calculados.

Importação e Exportação

O SAP2000 suporta interoperabilidade com vários programas: Autodesk® Revit®, Tekla® Structures, AutoCAD® (DXF / DWG), BricsCAD®, CIS / 2, IFC, IGES e SDNF. Também é possível a exportação do modelo para uma base de dados Microsoft Access. O SAP2000 permite ainda a importação de arquivos do FrameWorks Plus, STAAD e STRUDL, caso o utilizador estiver a utilizar outros programas de cálculo.

Saiba como os softwares CSI funcionam com outro software BIM para obter fluxos de trabalho de modelagem eficientes, integrados e abertos. Com os softwares CSI, a colaboração entre diferentes equipes é tratada de forma eficiente por meio da compatibilidade com outro software BIM.

Interface AutoCAD® e BricsCAD® - CSiXCAD é um plug-in desenvolvido pela CSI para AutoCAD® e BricsCAD®, agiliza a produção de desenhos interagindo com SAP2000 e ETABS diretamente. O CSiXCAD gera um link entre os modelos estruturais do SAP2000 com os desenhos gerados em CAD. O CSiXCAD gera automaticamente um modelo 3D completo e um conjunto inicial de desenhos que pode ser refinado no software CAD.

Interface Revit® - CSiXRevit é um plug-in desenvolvido pela CSI para Revit®, produz um link bidirecional entre SAP2000 e o Revit. A modelagem estrutural pode ser feita em um programa e posteriormente sincronizada com outro com controle total sobre quais informações do modelo são transferidas entre o modelo do software CSI e o modelo Revit.

Interface Tekla® - A interface entre o Tekla® Structures e o SAP2000 permite que os modelos sejam iniciados em um dos softwares e depois transferido para o outro. É possível fazer um rodízio de modelos, e ao transferir deve se confirmar se desejam as alterações do SAP2000 para o Tekla Structures. Também é possível mesclar alterações em um modelo Tekla Structures a um modelo SAP2000 existente.

Interface por arquivo IFC - O suporte de modelos de dados IFC (Industry Foundation Classes) oferece compatibilidade com outros aplicativos BIM. O SAP2000 oferece suporte à importação e exportação de formatos IFC 2x3 e IFC 4.

Com o API (Application Programming Interface) da CSI é possível que engenheiros e desenvolvedores explorem o poder e a produtividade do software CSI de modo programável. Possibilita a criação de soluções personalizadas com base na plataforma CSI para automatizar seus fluxos de trabalho e aumentar sua eficiência.

Suporte a várias linguagens de programação - O API é compatível com a maioria das principais linguagens de programação, incluindo Visual Basic for Applications (VBA), VB.NET, C #, C ++, Visual Fortran, Python e Matlab.

Planilhas inteligentes - É possível utilizar na API uma planilha do Excel para criar, modificar e executar um modelo e, em seguida, extrair os resultados de volta para a planilha para processamento posterior.

Desenvolver Plugins Customizados - Os plug-ins criados com a API podem ser acessados ​​diretamente de dentro do software CSI, permitindo que os usuários utilizem comandos personalizados em conjunto com os recursos do software.

Desenvolvimento cruzado - O CSI API está atualmente disponível para ETABS, SAP2000 e CSiBridge. Foi desenvolvido para maximizar a aplicação do seu desenvolvimento com o CSI API para ser utilizado nos softwares da CSI. Com uma única programação o CSI API possibilita a sua instalação nos softwares a partir do ETABS v18, SAP2000 v21 e CSiBridge v21. O API foi desenvolvido para ser compatível com versões futuras desses softwares, sem a necessidade de recompilação.