Comparacion de resultados de elementos finitos de barra y lamina en StatiCAD y SAP2000

Comparacion de resultados de elementos finitos de barra y transferencias de carga de losas (lamina) entre StatiCAD V6.0.9.0 y SAP2000

Con el fin de poder resolverse con la version de demostracion y mantenerse simple, se modelo en StatiCAD un sistema compuesto por 4 columnas y 2 plantas, se analizo, se exporto a SAP2000 y se analizo nuevamente.

Se utilizaron losas (laminas) en el sistema y la transferencia de carga de las losas a las vigas y columnas se realizo mediante elementos finitos cuadrilateros. El hecho de que los valores de carga vertical sean muy similares demuestra que los elementos lamina en StatiCAD tambien realizan calculos correctos.

La razon de utilizar columnas y vigas en el sistema analizado es conectar el modelo desde sus centros sin elementos de enlace, reduciendo asi las diferencias de modelado.

Dado que los elementos de muro tambien se resuelven con elementos finitos de barra en StatiCAD, los resultados seran similares independientemente de si se utilizan muros o columnas.

El caso de carga G en StatiCAD corresponde al caso de carga Dead+GL (peso propio + revestimiento de losa) en SAP2000.

Tanto StatiCAD como SAP2000 satisfacen las condiciones de equilibrio total FX, Fy, Fz, Mx, My = 0.

Los resultados de vigas no se han producido ya que no se utilizan en los analisis de desempeno y refuerzo de mamposteria. Si se desea, se puede activar la opcion de calculo de armaduras de vigas dentro de StatiCAD para obtener un informe de resultados de elementos finitos de viga.

El analisis de StatiCAD realizado puede reproducirse en la version de demostracion. Puede descargar la version de demostracion desde https://www.masonry-software.com/sypgnclm/StatiCAD\_Profesyonel\_Demo\_6\_085\_Setup.exe.

El eje mayor (eje 2) de la columna 3 esta en la direccion Y; los demas estan en la direccion X.

La razon de elegir dimensiones de columna muy diferentes es aumentar la diferencia en los resultados de analisis y hacerla mas visible.

Dado que StatiCAD modela las columnas con 2 nodos y SAP2000 con 3 nodos, se utilizaron los valores de carga vertical en la mitad de la altura de la columna en SAP2000 para el caso de carga G (Dead). A partir de los resultados del caso de carga Q se puede ver que no hay diferencia significativa en los resultados de carga vertical.

La razon de una alta tasa de diferencia en algunos casos es que los valores estan muy cercanos a cero. Las diferencias de 20 y 30 kilogramos-fuerza en los resultados de calculo aparecen proporcionalmente altas porque estan muy cerca de cero.

Dado que el extremo i de la columna se modela en la parte superior y el extremo j en la parte inferior en el modelo SAP2000, los valores de seccion en el extremo inferior de la columna se tomaron como los valores a 300 cm.

Las diferencias de signo en los calculos se deben a las convenciones de signo. Por ejemplo, StatiCAD usa el signo + para la fuerza de compresion mientras que SAP2000 usa el signo -.

Nombre de columna:DHB01
	P (t)			V2 (t)			V3 (t)
Caso de carga	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %
G	12,639	-12,61	0,30%	-0,368	0,3676	0,10%	-0,488	0,4914	0,70%
Q	2,812	-2,798	0,50%	-0,087	0,0864	0,70%	-0,16	0,1619	1,20%
EX1	-4,321	4,3281	0,20%	5,758	-5,756	0%	-0,139	0,1387	0,20%
EX1	-4,321	4,3281	0,20%	5,758	-5,756	0%	-0,139	0,1387	0,20%
EY1	-3,915	3,924	0,20%	2,211	-2,215	0,20%	0,721	-0,721	0%
EY1	-3,915	3,924	0,20%	2,211	-2,215	0,20%	0,721	-0,721	0%
	T (tcm)			M2(tcm)			M3 (tcm)
Caso de carga	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %
G	0,207	0,161	22,20%	-58,75	-59,1	0,60%	-30,42	31,305	2,80%
Q	0,156	0,139	10,90%	-19,42	-19,57	0,70%	-16,36	16,763	2,40%
EX1	-7,345	-7,621	3,60%	-21,64	-21,55	0,40%	-1297	1297,2	0%
EX1	-7,345	-7,621	3,60%	-21,64	-21,55	0,40%	-1297	1297,2	0%
EY1	-8,612	-8,963	3,90%	109,53	109,62	0,10%	-445,5	446,44	0,20%
EY1	-8,612	-8,963	3,90%	109,53	109,62	0,10%	-445,5	446,44	0,20%
Nombre de columna:DHB02
	P (t)			V2 (t)			V3 (t)
Caso de carga	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %
G	23,39	-23,43	0,20%	0,132	-0,139	5,20%	-1,195	1,1737	1,80%
Q	7,454	-7,472	0,20%	-0,007	0,0043	38,60%	-0,444	0,4352	2%
EX1	4,043	-4,052	0,20%	2,683	-2,678	0,20%	0,461	-0,46	0,20%
EX1	4,043	-4,052	0,20%	2,683	-2,678	0,20%	0,461	-0,46	0,20%
EY1	-3,696	3,6723	0,60%	0,932	-0,931	0,10%	1,955	-1,948	0,40%
EY1	-3,696	3,6723	0,60%	0,932	-0,931	0,10%	1,955	-1,948	0,40%
	T (tcm)			M2(tcm)			M3 (tcm)
Caso de carga	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %
G	0,263	0,204	22,40%	-138,7	-136,4	1,70%	-30,83	31,821	3,10%
Q	0,199	0,177	11,10%	-51,39	-50,4	1,90%	-6,094	6,498	6,20%
EX1	-9,327	-9,677	3,60%	73,525	73,39	0,20%	-476,1	475,51	0,10%
EX1	-9,327	-9,677	3,60%	73,525	73,39	0,20%	-476,1	475,51	0,10%
EY1	-10,94	-11,38	3,90%	316,33	315,81	0,20%	-158,6	158,51	0,10%
EY1	-10,94	-11,38	3,90%	316,33	315,81	0,20%	-158,6	158,51	0,10%
Nombre de columna:DHB03
	P (t)			V2 (t)			V3 (t)
Caso de carga	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %
G	16,789	-16,81	0,20%	-0,24	0,2539	5,50%	-0,343	0,3484	1,50%
Q	2,987	-2,997	0,30%	-0,058	0,0632	8,20%	-0,075	0,0774	3,10%
EX1	-5,813	5,7991	0,20%	3,036	-3,027	0,30%	5,061	-5,052	0,20%
EX1	-5,813	5,7991	0,20%	3,036	-3,027	0,30%	5,061	-5,052	0,20%
EY1	3,538	-3,547	0,20%	-9,982	10,004	0,20%	-0,93	0,9278	0,20%
EY1	3,538	-3,547	0,20%	-9,982	10,004	0,20%	-0,93	0,9278	0,20%
	T (tcm)			M2(tcm)			M3 (tcm)
Caso de carga	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %
G	3,317	2,575	22,40%	85,146	82,909	2,60%	-648,9	646,75	0,30%
Q	2,501	2,231	10,80%	42,244	41,311	2,20%	-222	221,19	0,40%
EX1	-117,5	-121,9	3,60%	1295,1	1294,4	0,10%	-771,7	769,05	0,30%
EX1	-117,5	-121,9	3,60%	1295,1	1294,4	0,10%	-771,7	769,05	0,30%
EY1	-137,7	-143,3	3,90%	-218,8	-218,6	0,10%	3332,9	-3342	0,30%
EY1	-137,7	-143,3	3,90%	-218,8	-218,6	0,10%	3332,9	-3342	0,30%
Nombre de columna:DHB04
	P (t)			V2 (t)			V3 (t)
Caso de carga	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %
G	29,532	-29,5	0,10%	0,579	-0,577	0,40%	1,442	-1,411	2,10%
Q	8,347	-8,333	0,20%	0,169	-0,168	0,50%	0,547	-0,534	2,40%
EX1	6,092	-6,075	0,30%	12,464	-12,48	0,10%	2,713	-2,706	0,30%
EX1	6,092	-6,075	0,30%	12,464	-12,48	0,10%	2,713	-2,706	0,30%
EY1	4,074	-4,05	0,60%	-2,213	2,2177	0,20%	8,394	-8,378	0,20%
EY1	4,074	-4,05	0,60%	-2,213	2,2177	0,20%	8,394	-8,378	0,20%
	T (tcm)			M2(tcm)			M3 (tcm)
Caso de carga	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %
G	3,317	2,575	22,40%	-81,17	-80,44	0,90%	-432,5	427,18	1,20%
Q	2,501	2,231	10,80%	-27,22	-26,92	1,10%	-174,8	172,56	1,30%
EX1	-117,5	-121,9	3,60%	552,72	551,77	0,20%	-3703	3708,6	0,20%
EX1	-117,5	-121,9	3,60%	552,72	551,77	0,20%	-3703	3708,6	0,20%
EY1	-137,7	-143,3	3,90%	2094,1	2094,1	0%	611,64	-612,8	0,20%
EY1	-137,7	-143,3	3,90%	2094,1	2094,1	0%	611,64	-612,8	0,20%
DHZ01	P (t)			V2 (t)			V3 (t)
Caso de carga	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %
G	5,979	-5,962	0,30%	-1,342	1,3378	0,30%	-1,208	1,2156	0,60%
Q	1,374	-1,367	0,50%	-0,35	0,3478	0,60%	-0,399	0,4021	0,80%
EX1	-1,779	1,7834	0,20%	3,942	-3,942	0%	-0,167	0,1667	0,20%
EX1	-1,779	1,7834	0,20%	3,942	-3,942	0%	-0,167	0,1667	0,20%
EY1	-1,695	1,6999	0,30%	0,634	-0,636	0,40%	1,315	-1,319	0,30%
EY1	-1,695	1,6999	0,30%	0,634	-0,636	0,40%	1,315	-1,319	0,30%
	T (tcm)			M2(tcm)			M3 (tcm)
Caso de carga	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %
G	0,933	0,824	11,70%	-175	-176,1	0,70%	157,44	-156,3	0,70%
Q	0,572	0,534	6,60%	-57,74	-58,21	0,80%	40,214	-39,65	1,40%
EX1	-6,69	-6,94	3,60%	-24,27	-24,25	0,10%	-499,6	499,73	0%
EX1	-6,69	-6,94	3,60%	-24,27	-24,25	0,10%	-499,6	499,73	0%
EY1	-8,667	-9,038	4,10%	191,66	192,13	0,20%	-45,5	45,578	0,20%
EY1	-8,667	-9,038	4,10%	191,66	192,13	0,20%	-45,5	45,578	0,20%
DHZ02	P (t)			V2 (t)			V3 (t)
Caso de carga	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %
G	11,446	-11,47	0,20%	0,368	-0,392	6,10%	-3,109	3,0572	1,70%
Q	3,723	-3,732	0,20%	-0,018	0,0077	57,20%	-1,157	1,1345	1,90%
EX1	1,734	-1,739	0,30%	3,107	-3,107	0%	0,296	-0,295	0,20%
EX1	1,734	-1,739	0,30%	3,107	-3,107	0%	0,296	-0,295	0,20%
EY1	-1,657	1,6489	0,50%	0,624	-0,621	0,40%	2,797	-2,792	0,20%
EY1	-1,657	1,6489	0,50%	0,624	-0,621	0,40%	2,797	-2,792	0,20%
	T (tcm)			M2(tcm)			M3 (tcm)
Caso de carga	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %
G	1,184	1,047	11,60%	-443	-435,6	1,70%	-52,11	55,495	6,10%
Q	0,727	0,678	6,70%	-164,8	-161,6	1,90%	1,907	-0,532	72,10%
EX1	-8,495	-8,812	3,60%	41,96	41,879	0,20%	-436	436,05	0%
EX1	-8,495	-8,812	3,60%	41,96	41,879	0,20%	-436	436,05	0%
EY1	-11,01	-11,48	4,10%	403,31	402,45	0,20%	-83,35	83,017	0,40%
EY1	-11,01	-11,48	4,10%	403,31	402,45	0,20%	-83,35	83,017	0,40%
DHZ03	P (t)			V2 (t)			V3 (t)
Caso de carga	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %
G	7,481	-7,495	0,20%	-0,18	0,2228	19,20%	-0,934	0,9597	2,70%
Q	1,464	-1,47	0,40%	0,002	0,0161	87,60%	-0,158	0,1689	6,50%
EX1	-2,768	2,7619	0,20%	0,36	-0,345	4,10%	4,402	-4,404	0%
EX1	-2,768	2,7619	0,20%	0,36	-0,345	4,10%	4,402	-4,404	0%
EY1	1,657	-1,661	0,30%	-4,951	4,9681	0,30%	-0,685	0,6813	0,50%
EY1	1,657	-1,661	0,30%	-4,951	4,9681	0,30%	-0,685	0,6813	0,50%
	T (tcm)			M2(tcm)			M3 (tcm)
Caso de carga	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %
G	14,912	13,185	11,60%	-80,79	-84,66	4,60%	-316,1	310,7	1,70%
Q	9,153	8,539	6,70%	-4,069	-5,655	28%	-114,2	111,98	2%
EX1	-107	-111	3,60%	587,26	588,12	0,10%	0,442	-2,859	84,50%
EX1	-107	-111	3,60%	587,26	588,12	0,10%	0,442	-2,859	84,50%
EY1	-138,6	-144,5	4,10%	-84,93	-84,64	0,30%	912,06	-915,9	0,40%
EY1	-138,6	-144,5	4,10%	-84,93	-84,64	0,30%	912,06	-915,9	0,40%
DHZ04	P (t)			V2 (t)			V3 (t)
Caso de carga	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %
G	14,094	-14,08	0,10%	1,908	-1,905	0,10%	4,136	-4,05	2,10%
Q	4,238	-4,231	0,20%	0,526	-0,524	0,30%	1,557	-1,521	2,30%
EX1	2,813	-2,806	0,20%	5,424	-5,421	0,10%	0,231	-0,217	6,20%
EX1	2,813	-2,806	0,20%	5,424	-5,421	0,10%	0,231	-0,217	6,20%
EY1	1,695	-1,687	0,40%	-0,574	0,5764	0,40%	4,617	-4,601	0,30%
EY1	1,695	-1,687	0,40%	-0,574	0,5764	0,40%	4,617	-4,601	0,30%
	T (tcm)			M2(tcm)			M3 (tcm)
Caso de carga	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %
G	14,912	13,185	11,60%	409,18	399,91	2,30%	-387,2	384,55	0,70%
Q	9,153	8,539	6,70%	155,1	151,18	2,50%	-129,3	128,11	0,90%
EX1	-107	-111	3,60%	-45,1	-47,2	4,50%	-811,4	811,27	0%
EX1	-107	-111	3,60%	-45,1	-47,2	4,50%	-811,4	811,27	0%
EY1	-138,6	-144,5	4,10%	585,87	584,44	0,20%	66,922	-67,09	0,30%
EY1	-138,6	-144,5	4,10%	585,87	584,44	0,20%	66,922	-67,09	0,30%