Confronto dei risultati degli elementi finiti asta e guscio in StatiCAD e SAP2000

Confronto dei risultati degli elementi finiti asta e dei trasferimenti di carico dalle solette (guscio) tra StatiCAD V6.0.9.0 e SAP2000

Allo scopo di poter essere risolto con la versione demo e di mantenersi semplice, un sistema composto da 4 colonne e 2 piani e stato modellato in StatiCAD, analizzato, esportato in SAP2000 e analizzato anche li.

Nel sistema sono state utilizzate solette (gusci) e il trasferimento di carico dalle solette alle travi e alle colonne e stato effettuato tramite elementi finiti quadrilateri. Il fatto che i valori dei carichi verticali siano molto vicini dimostra che anche gli elementi guscio in StatiCAD eseguono calcoli corretti.

Il motivo dell'utilizzo di colonne e travi nel sistema analizzato e quello di collegare il modello dai loro centri senza elementi di collegamento, riducendo cosi le differenze di modellazione.

Poiche anche gli elementi parete in StatiCAD vengono risolti con elementi finiti asta, i risultati saranno simili indipendentemente dall'uso di pareti o colonne.

Il caso di carico G in StatiCAD corrisponde al caso di carico Dead+GL (peso proprio + massetto di solaio) in SAP2000.

Sia StatiCAD che SAP2000 soddisfano le condizioni di equilibrio totale FX, Fy, Fz, Mx, My = 0.

I risultati delle travi non sono stati prodotti in quanto non vengono utilizzati nelle analisi di prestazione e rinforzo della muratura. Se desiderato, e possibile attivare l'opzione di calcolo dell'armatura delle travi in StatiCAD per ottenere un report dei risultati degli elementi finiti per le travi.

L'analisi StatiCAD eseguita puo essere riprodotta nella versione demo. E possibile scaricare la versione demo da https://www.masonry-software.com/sypgnclm/StatiCAD\_Profesyonel\_Demo\_6\_085\_Setup.exe.

L'asse principale (asse 2) della colonna 3 e nella direzione Y; le altre sono nella direzione X.

Il motivo della scelta di dimensioni delle colonne molto diverse e aumentare la differenza nei risultati di analisi e renderla piu visibile.

Poiche StatiCAD modella le colonne con 2 nodi e SAP2000 con 3 nodi, per il caso di carico G (Dead) sono stati utilizzati i valori del carico verticale a meta altezza della colonna in SAP2000. Dai risultati del caso di carico Q si puo vedere che non c'e alcuna differenza significativa nei risultati dei carichi verticali.

Il motivo di un alto tasso di differenza in alcuni casi e che i valori sono molto vicini a zero. Differenze di 20 e 30 chilogrammi-forza nei risultati dei calcoli appaiono proporzionalmente elevate perche sono molto vicine a zero.

Poiche nel modello SAP2000 l'estremita i della colonna e modellata in alto e l'estremita j in basso, i valori della sezione all'estremita inferiore della colonna sono stati presi come valori a 300 cm.

Le differenze di segno nei calcoli derivano dalle convenzioni sui segni. Ad esempio, StatiCAD usa il segno + per la forza di compressione mentre SAP2000 usa il segno -.

Nome colonna:DHB01
	P (t)			V2 (t)			V3 (t)
Caso di carico	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 di carico	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%
Nome colonna:DHB02
	P (t)			V2 (t)			V3 (t)
Caso di carico	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 di carico	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%
Nome colonna:DHB03
	P (t)			V2 (t)			V3 (t)
Caso di carico	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 di carico	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%
Nome colonna:DHB04
	P (t)			V2 (t)			V3 (t)
Caso di carico	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 di carico	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 di carico	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 di carico	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 di carico	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 di carico	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 di carico	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 di carico	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 di carico	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 di carico	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%