مقایسه نتایج عناصر محدود میله‌ای و پوسته در StatiCAD و SAP2000
مقایسه نتایج عناصر محدود میله‌ای و انتقال بار از دال‌ها (پوسته) بین StatiCAD V6.0.9.0 و SAP2000
به منظور امکان حل در نسخه آزمایشی و ساده نگه داشتن مسئله، یک سیستم شامل ۴ ستون و ۲ طبقه در StatiCAD مدل‌سازی شده، تحلیل شده، به SAP2000 صادر شده و در آن نیز تحلیل شده است.
در این سیستم از دال‌ها (پوسته) استفاده شده و انتقال بار از دال‌ها به تیرها و ستون‌ها با استفاده از عناصر محدود چهارضلعی انجام شده است. نزدیک بودن مقادیر بار قائم نشان می‌دهد که عناصر پوسته در StatiCAD نیز محاسبات صحیحی انجام می‌دهند.
دلیل استفاده از ستون‌ها و تیرها در سیستم تحلیل‌شده، اتصال مدل از مراکز آن‌ها بدون عناصر پیوند است که اختلافات مدل‌سازی را کاهش می‌دهد.
از آنجا که عناصر دیوار نیز در StatiCAD با عناصر محدود میله‌ای حل می‌شوند، نتایج در صورت استفاده از دیوار یا ستون مشابه خواهد بود.
ترکیب بار G در StatiCAD معادل ترکیب بار Dead+GL (وزن خود سازه + پوشش دال) در SAP2000 است.
هر دو نرم‌افزار StatiCAD و SAP2000 شرایط تعادل کلی FX, Fy, Fz, Mx, My = 0 را برآورده کرده‌اند.
نتایج تیرها تولید نشده‌اند زیرا در تحلیل عملکرد و مقاوم‌سازی ساختمان‌های بنایی استفاده نمی‌شوند. در صورت نیاز می‌توان گزینه طراحی آرماتور تیر را در داخل StatiCAD فعال کرد و گزارش نتایج عناصر محدود تیر را دریافت نمود.
تحلیل انجام‌شده در StatiCAD را می‌توان در نسخه آزمایشی تکرار کرد. می‌توانید نسخه آزمایشی را از https://www.masonry-software.com/sypgnclm/StatiCAD\_Profesyonel\_Demo\_6\_085\_Setup.exe دانلود کنید.
محور اصلی (محور ۲) ستون شماره ۳ در جهت Y و سایر ستون‌ها در جهت X هستند.
دلیل انتخاب ابعاد بسیار متفاوت برای ستون‌ها، افزایش اختلاف در نتایج تحلیل در صورت وجود و قابل مشاهده‌تر کردن آن است.
از آنجا که StatiCAD ستون‌ها را با ۲ گره و SAP2000 با ۳ گره مدل می‌کند، برای ترکیب بار G (Dead) از مقادیر بار قائم در وسط ارتفاع ستون در SAP2000 استفاده شده است. از نتایج ترکیب بار Q می‌توان دریافت که اختلاف قابل توجهی در نتایج بار قائم وجود ندارد.
دلیل بالا بودن درصد اختلاف در برخی موارد، نزدیک بودن مقادیر به صفر است. اختلافات ۲۰ و ۳۰ کیلوگرم‌نیرو در نتایج محاسبات به دلیل نزدیک بودن به صفر به‌صورت نسبی بزرگ به نظر می‌رسند.
از آنجا که در مدل SAP2000 انتهای i ستون در بالا و انتهای j در پایین مدل شده است، مقادیر مقطع در انتهای پایین ستون به عنوان مقادیر در تراز ۳۰۰ سانتی‌متر در نظر گرفته شده است.
اختلاف علائم در محاسبات ناشی از قراردادهای علامت‌گذاری است. به عنوان مثال، StatiCAD از علامت + برای نیروی فشاری استفاده می‌کند در حالی که SAP2000 از علامت - استفاده می‌کند.
نام ستون:DHB01 | |||||||||
| P (t) | V2 (t) | V3 (t) | ||||||
حالت بارگذاری | 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) | ||||||
حالت بارگذاری | 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% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
نام ستون:DHB02 |
|
|
|
|
|
|
|
| |
| P (t) | V2 (t) | V3 (t) | ||||||
حالت بارگذاری | 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) | ||||||
حالت بارگذاری | 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% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
نام ستون:DHB03 | |||||||||
| P (t) | V2 (t) | V3 (t) | ||||||
حالت بارگذاری | 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) | ||||||
حالت بارگذاری | 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% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
نام ستون:DHB04 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| P (t) | V2 (t) | V3 (t) | ||||||
حالت بارگذاری | 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) | ||||||
حالت بارگذاری | 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) | ||||||
حالت بارگذاری | 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) | ||||||
حالت بارگذاری | 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) | ||||||
حالت بارگذاری | 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) | ||||||
حالت بارگذاری | 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) | ||||||
حالت بارگذاری | 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) | ||||||
حالت بارگذاری | 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) | ||||||
حالت بارگذاری | 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) | |||||||
حالت بارگذاری | 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% |