Comparação de resultados de elementos finitos de barra no StatiCAD V6.0.9.5 e SAP2000

Você pode acessar os arquivos de dados do programa e os detalhes da validação resumida a seguir em https://www.staticad-yigma.com/download/StatiCAD_Cubuk_Sonlu_Eleman_Dogrulama.rar.

Para facilitar a análise na versão de demonstração e manter a simplicidade, um sistema formado por 4 pilares e 2 pavimentos foi modelado e analisado no StatiCAD, em seguida exportado para o SAP2000 e analisado nesse programa.

A razão pela qual se utilizam pilares e vigas no sistema analisado é conectar o modelo a partir de seus eixos centrais sem elementos de ligação, reduzindo assim as diferenças de modelagem.

Como os elementos de parede no StatiCAD também são resolvidos com elementos finitos de barra, os resultados serão semelhantes tanto se forem utilizadas paredes como pilares.

O caso de carga G no StatiCAD corresponde ao caso de carga Dead+GL (peso próprio + acabamento de laje) no SAP2000.

Tanto StatiCAD quanto SAP2000 satisfizeram as condições de equilíbrio total FX, Fy, Fz, Mx, My = 0.

Os resultados das vigas não foram obtidos pois não são utilizados na avaliação de desempenho e no reforço de estruturas de alvenaria. Se desejar, é possível ativar a opção de cálculo de armadura de vigas dentro do StatiCAD para obter relatórios de resultados de elementos finitos de vigas.

A análise do StatiCAD realizada pode ser reproduzida na versão de demonstração. Você pode baixar a versão de demonstração em https://www.masonry-software.com/sypgnclm/StatiCAD\_Profesyonel\_Demo\_6\_070\_Setup.exe.

O eixo principal (eixo 2) do pilar n.° 3 está orientado na direção Y; os demais estão orientados na direção X.

A razão pela qual não são utilizadas lajes (elementos casca/shell) no sistema é que a validação se concentra em elementos finitos de barra. Existem mais de cem variações de formulações de rigidez para elementos de casca.

A razão pela qual as dimensões dos pilares foram escolhidas de forma muito diferente é amplificar qualquer discrepância nos resultados da análise e tornar a diferença mais visível.

Como o StatiCAD modela os pilares com 2 nós e o SAP2000 com 3 nós, são utilizados os valores de carga vertical no ponto médio do pilar no SAP2000 para o caso de carga G (Dead). Nos resultados do caso de carga Q, pode-se observar que não há diferença significativa nos resultados de carga vertical.

A razão pela qual os resultados de cisalhamento apresentam alta discrepância para os elementos DHZ03 e DHZ04 é que os valores estão muito próximos de zero. As diferenças de 1 e 2 quilogramas-força nos resultados calculados parecem proporcionalmente altas porque os valores estão muito próximos de zero.

Acredita-se que a diferença no momento torsor se deve ao fato de o StatiCAD definir o nó mestre do diafragma no nível superior do pavimento, enquanto o SAP2000 o define na cota Z do centro de massa calculada verticalmente.

No modelo SAP2000, a extremidade i do pilar está na parte superior e a extremidade j na parte inferior, portanto os valores de seção na extremidade inferior do pilar são tomados a 300 cm.

As diferenças de sinal nos cálculos se devem às convenções de sinal adotadas para as direções. Por exemplo, StatiCAD usa o sinal + para as forças de compressão, enquanto SAP2000 usa o sinal -.

DHB01	P (t)			V2 (t)			V3 (t)
Yükleme	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %
G	5,96	-5,9607	%0	-0,164	0,1643	%0,2	-0,11	0,1102	%0,2
Q	3,508	-3,5082	%0	-0,131	0,1315	%0,4	-0,088	0,0882	%0,2
EX1	-1,65	1,6498	%0	2,159	-2,1584	%0	-0,046	0,046	%0
EX1	-1,65	1,6498	%0	2,159	-2,1584	%0	-0,046	0,046	%0
EY1	-1,372	1,3726	%0	0,472	-0,4733	%0,3	0,328	-0,3277	%0,1
EY1	-1,372	1,3726	%0	0,472	-0,4733	%0,3	0,328	-0,3277	%0,1
	T (tcm)			M2(tcm)			M3 (tcm)
Yükleme	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %
G	-0,164	-0,17	%3,5	-12,977	-12,978	%0	8,521	-8,591	%0,8
Q	-0,131	-0,136	%3,7	-10,382	-10,382	%0	6,816	-6,873	%0,8
EX1	-2,247	-2,327	%3,4	-6,922	-6,878	%0,6	-492,748	492,431	%0,1
EX1	-2,247	-2,327	%3,4	-6,922	-6,878	%0,6	-492,748	492,431	%0,1
EY1	-1,587	-1,649	%3,8	50,276	50,222	%0,1	-89,311	89,388	%0,1
EY1	-1,587	-1,649	%3,8	50,276	50,222	%0,1	-89,311	89,388	%0,1
DHB02	P (t)			V2 (t)			V3 (t)
Yükleme	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %
G	5,683	-5,683	%0	0,153	-0,1529	%0,1	-0,146	0,1463	%0,2
Q	3,466	-3,466	%0	0,122	-0,1223	%0,2	-0,117	0,117	%0
EX1	1,574	-1,5748	%0,1	1	-0,9985	%0,1	0,148	-0,1479	%0,1
EX1	1,574	-1,5748	%0,1	1	-0,9985	%0,1	0,148	-0,1479	%0,1
EY1	-1,452	1,4517	%0	0,189	-0,1892	%0,1	0,662	-0,6612	%0,1
EY1	-1,452	1,4517	%0	0,189	-0,1892	%0,1	0,662	-0,6612	%0,1
	T (tcm)			M2(tcm)			M3 (tcm)
Yükleme	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %
G	-0,208	-0,216	%3,7	-17,343	-17,369	%0,1	-16,728	16,733	%0
Q	-0,166	-0,172	%3,5	-13,875	-13,895	%0,1	-13,383	13,387	%0
EX1	-2,853	-2,955	%3,5	23,33	23,248	%0,4	-179,783	179,448	%0,2
EX1	-2,853	-2,955	%3,5	23,33	23,248	%0,4	-179,783	179,448	%0,2
EY1	-2,016	-2,091	%3,6	108,636	108,521	%0,1	-31,284	31,249	%0,1
EY1	-2,016	-2,091	%3,6	108,636	108,521	%0,1	-31,284	31,249	%0,1
DHB03	P (t)			V2 (t)			V3 (t)
Yükleme	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %
G	9,696	-9,6972	%0	-0,108	0,1085	%0,5	-0,165	0,1647	%0,2
Q	3,706	-3,7064	%0	-0,087	0,0868	%0,2	-0,132	0,1318	%0,2
EX1	-2,228	2,2279	%0	0,957	-0,9556	%0,1	2,125	-2,121	%0,2
EX1	-2,228	2,2279	%0	0,957	-0,9556	%0,1	2,125	-2,121	%0,2
EY1	1,321	-1,3209	%0	-4,717	4,7212	%0,1	-0,187	0,1871	%0,1
EY1	1,321	-1,3209	%0	-4,717	4,7212	%0,1	-0,187	0,1871	%0,1
	T (tcm)			M2(tcm)			M3 (tcm)
Yükleme	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %
G	-2,616	-2,715	%3,6	-15,037	-15,045	%0,1	-122,601	122,496	%0,1
Q	-2,092	-2,172	%3,7	-12,029	-12,036	%0,1	-98,081	97,997	%0,1
EX1	-35,929	-37,208	%3,4	548,868	548,16	%0,1	-234,409	233,671	%0,3
EX1	-35,929	-37,208	%3,4	548,868	548,16	%0,1	-234,409	233,671	%0,3
EY1	-25,382	-26,336	%3,6	-39,828	-39,73	%0,2	1559,372	-1560,35	%0,1
EY1	-25,382	-26,336	%3,6	-39,828	-39,73	%0,2	1559,372	-1560,35	%0,1

DHB04	P (t)			V2 (t)			V3 (t)
Yükleme	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %
G	9,712	-9,7135	%0	0,176	-0,1761	%0,1	0,148	-0,148	%0
Q	3,719	-3,7194	%0	0,141	-0,1409	%0,1	0,119	-0,1184	%0,5
EX1	2,303	-2,3029	%0	5,288	-5,2942	%0,1	0,855	-0,8537	%0,2
EX1	2,303	-2,3029	%0	5,288	-5,2942	%0,1	0,855	-0,8537	%0,2
EY1	1,504	-1,5033	%0	-0,474	0,4754	%0,3	2,828	-2,8245	%0,1
EY1	1,504	-1,5033	%0	-0,474	0,4754	%0,3	2,828	-2,8245	%0,1
	T (tcm)			M2(tcm)			M3 (tcm)
Yükleme	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %	StatiCAD	SAP2000	Fark %
G	-2,616	-2,715	%3,6	-16,512	-16,528	%0,1	-17,702	17,811	%0,6
Q	-2,092	-2,172	%3,7	-13,21	-13,223	%0,1	-14,161	14,249	%0,6
EX1	-35,929	-37,208	%3,4	172,732	172,308	%0,2	-1576,05	1577,135	%0,1
EX1	-35,929	-37,208	%3,4	172,732	172,308	%0,2	-1576,05	1577,135	%0,1
EY1	-25,382	-26,336	%3,6	723,596	722,736	%0,1	111,933	-111,901	%0
EY1	-25,382	-26,336	%3,6	723,596	722,736	%0,1	111,933	-111,901	%0


ZEMİN KAT SONLU ELEMAN SONUÇLARINA GÖRE KOLON ALT UÇ KESİT TESİRLERİ
DHZ01	P (t)			V2 (t)			V3 (t)
Yükleme	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %
G	2,715	-2,7155	%0	-0,528	0,529	%0,2	-0,27	0,2705	%0,2
Q	1,752	-1,7523	%0	-0,423	0,4232	%0	-0,216	0,2164	%0,2
EX1	-0,687	0,6868	%0	1,437	-1,4362	%0,1	-0,053	0,0523	%1,3
EX1	-0,687	0,6868	%0	1,437	-1,4362	%0,1	-0,053	0,0523	%1,3
EY1	-0,608	0,6075	%0,1	-0,005	0,0059	%15,3	0,593	-0,5931	%0
EY1	-0,608	0,6075	%0,1	-0,005	0,0059	%15,3	0,593	-0,5931	%0
	T (tcm)			M2(tcm)			M3 (tcm)
Yükleme	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %
G	-0,423	-0,44	%3,9	-39,202	-39,202	%0	63,821	-63,944	%0,2
Q	-0,339	-0,352	%3,7	-31,361	-31,361	%0	51,057	-51,155	%0,2
EX1	-1,793	-1,852	%3,2	-7,717	-7,67	%0,6	-181,726	181,647	%0
EX1	-1,793	-1,852	%3,2	-7,717	-7,67	%0,6	-181,726	181,647	%0
EY1	-0,985	-1,017	%3,1	86,167	86,199	%0	13,656	-13,891	%1,7
EY1	-0,985	-1,017	%3,1	86,167	86,199	%0	13,656	-13,891	%1,7
DHZ02	P (t)			V2 (t)			V3 (t)
Yükleme	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %
G	2,599	-2,5991	%0	0,425	-0,425	%0	-0,384	0,3842	%0,1
Q	1,719	-1,7191	%0	0,34	-0,34	%0	-0,307	0,3074	%0,1
EX1	0,677	-0,6775	%0,1	1,156	-1,1551	%0,1	0,086	-0,0848	%1,4
EX1	0,677	-0,6775	%0,1	1,156	-1,1551	%0,1	0,086	-0,0848	%1,4
EY1	-0,65	0,6498	%0	0,055	-0,0542	%1,5	0,972	-0,972	%0
EY1	-0,65	0,6498	%0	0,055	-0,0542	%1,5	0,972	-0,972	%0
	T (tcm)			M2(tcm)			M3 (tcm)
Yükleme	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %
G	-0,538	-0,559	%3,8	-54,543	-54,603	%0,1	-58,565	58,554	%0
Q	-0,43	-0,447	%3,8	-43,634	-43,682	%0,1	-46,852	46,843	%0
EX1	-2,277	-2,351	%3,1	12,068	11,972	%0,8	-161,531	161,43	%0,1
EX1	-2,277	-2,351	%3,1	12,068	11,972	%0,8	-161,531	161,43	%0,1
EY1	-1,251	-1,291	%3,1	139,48	139,552	%0,1	-6,195	6,118	%1,2
EY1	-1,251	-1,291	%3,1	139,48	139,552	%0,1	-6,195	6,118	%1,2
DHZ03	P (t)			V2 (t)			V3 (t)
Yükleme	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %
G	4,005	-4,0054	%0	-0,191	0,1916	%0,3	-0,559	0,5596	%0,1
Q	1,854	-1,8539	%0	-0,153	0,1532	%0,1	-0,447	0,4477	%0,2
EX1	-1,066	1,066	%0	0,002	-0,0009	%54,8	1,762	-1,7637	%0,1
EX1	-1,066	1,066	%0	0,002	-0,0009	%54,8	1,762	-1,7637	%0,1
EY1	0,61	-0,6103	%0	-2,153	2,1527	%0	-0,048	0,0473	%1,5
EY1	0,61	-0,6103	%0	-2,153	2,1527	%0	-0,048	0,0473	%1,5
	T (tcm)			M2(tcm)			M3 (tcm)
Yükleme	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %
G	-6,769	-7,034	%3,8	-71,06	-71,145	%0,1	-45,6	45,568	%0,1
Q	-5,415	-5,628	%3,8	-56,848	-56,916	%0,1	-36,48	36,454	%0,1
EX1	-28,671	-29,61	%3,2	234,09	234,476	%0,2	21,432	-21,778	%1,6
EX1	-28,671	-29,61	%3,2	234,09	234,476	%0,2	21,432	-21,778	%1,6
EY1	-15,752	-16,257	%3,1	-2,599	-2,541	%2,2	396,529	-396,28	%0,1
EY1	-15,752	-16,257	%3,1	-2,599	-2,541	%2,2	396,529	-396,28	%0,1
DHZ04	P (t)			V2 (t)			V3 (t)
Yükleme	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %
G	4,031	-4,0315	%0	0,662	-0,6637	%0,3	0,463	-0,4631	%0
Q	1,875	-1,8747	%0	0,53	-0,5309	%0,2	0,37	-0,3705	%0,1
EX1	1,075	-1,0753	%0	2,153	-2,1524	%0	-0,03	0,0316	%5,1
EX1	1,075	-1,0753	%0	2,153	-2,1524	%0	-0,03	0,0316	%5,1
EY1	0,647	-0,647	%0	-0,003	0,0011	%63,3	1,536	-1,5355	%0
EY1	0,647	-0,647	%0	-0,003	0,0011	%63,3	1,536	-1,5355	%0
	T (tcm)			M2(tcm)			M3 (tcm)
Yükleme	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %	StatiCAD	SAP2000	Fark oranı %
G	-6,769	-7,034	%3,8	42,883	42,921	%0,1	-80,912	81,134	%0,3
Q	-5,415	-5,628	%3,8	34,306	34,337	%0,1	-64,73	64,908	%0,3
EX1	-28,671	-29,61	%3,2	-31,501	-31,679	%0,6	-323,42	322,952	%0,1
EX1	-28,671	-29,61	%3,2	-31,501	-31,679	%0,6	-323,42	322,952	%0,1
EY1	-15,752	-16,257	%3,1	199,499	199,56	%0	-11,654	11,993	%2,8
EY1	-15,752	-16,257	%3,1	199,499	199,56	%0	-11,654	11,993	%2,8

Você pode acessar os arquivos de dados do programa e os detalhes da validação resumida anteriormente em https://www.staticad-yigma.com/download/StatiCAD_Cubuk_Sonlu_Eleman_Dogrulama.rar.