Comparison of Frame and Shell Finite Element Results in StatiCAD and SAP2000 Program
Comparison of Frame Finite Element Results and Shell Load Transfers in StatiCAD V6.0.9.0 Program and SAP2000 Program
In order to be solved in the demo version and kept simple, a system consisting of 4 columns and 2 floors was modeled in StatiCAD, analyzed and exported to the SAP2000 program and analyzed,
In the system, slabs (shell) are used and load transfer from slabs to beams and columns is made with rectangular finite elements. The fact that the vertical load values are very close shows that the shell elements are also calculated correctly in StatiCAD.
The reason for using columns and beams in the analyzed system is to connect the modeling from their centers without link elements and to reduce modeling differences.
Since wall elements are solved with rod finite elements in StatiCAD, the results will be similar when using walls or columns,
G loading in StatiCAD corresponds to Dead+GL (Self weight+floor coating) loading in SAP2000
Both StatiCAD and SAP2000 provided the equilibrium conditions for Total FX,Fy,Fz,Mx,My= 0.
Beam results are not used in masonry performance and reinforcement. If desired, beam finite element result report can be obtained when the "Make beam reinforcement calculation" option is checked in StatiCAD.
The StatiCAD analysis made can be repeated in the demo version. You can download the demo version from the link https://www.masonry-software.com/sypgnclm/StatiCAD_Profesional_Demo_6_085_Setup.exe.
Major axis (2 axis) of column 3 is in Y direction, others are in X direction
The reason why column sizes are chosen very differently is to increase the difference in analysis results, if any, and to make the difference more visible.
Since StatiCAD columns are modeled with 2 nodes and SAP2000 with 3 nodes, Vertical load values in the middle of the column are used in SAP2000 for G (Dead) loading. It can be seen from the Q loading results that there is no significant difference in the vertical load results.
In some cases, the difference is high because the values are very close to zero. Since the 20- and 30-kilogram difference values in the calculation results are very close to zero, it seems proportionally high.
In the SAP2000 model, since the column i end is modeled on the top and the j end is modeled on the bottom, the column bottom end cross-section values are taken at 300 cm.
Signal differences in calculations result from directional assumptions. For example, StatiCAD uses the + sign for the pressure force, while SAP2000 uses the - sign.
| Column Name | DHB01 | P (t) | V2 (t) | V3 (t) | T (tcm) | M2(tcm) | M3 (tcm) | Vx (t) | Vy (t) | ||||||||||||
| Load Case | StatiCAD | SAP2000 | difference % | StatiCAD | SAP2000 | difference % | StatiCAD | SAP2000 | difference % | StatiCAD | SAP2000 | difference % | StatiCAD | SAP2000 | difference % | StatiCAD | SAP2000 | difference % | StatiCAD | StatiCAD | |
| G | 12,639 | -12,6054 | %0,3 | -0,368 | 0,3676 | %0,1 | -0,488 | 0,4914 | %0,7 | 0,207 | 0,161 | %22,2 | -58,748 | -59,099 | %0,6 | -30,422 | 31,305 | %2,8 | -0,368 | -0,488 | |
| Q | 2,812 | -2,7981 | %0,5 | -0,087 | 0,0864 | %0,7 | -0,16 | 0,1619 | %1,2 | 0,156 | 0,139 | %10,9 | -19,423 | -19,569 | %0,7 | -16,356 | 16,763 | %2,4 | -0,087 | -0,16 | |
| EX1 | -4,321 | 4,3281 | %0,2 | 5,758 | -5,7562 | %0 | -0,139 | 0,1387 | %0,2 | -7,345 | -7,621 | %3,6 | -21,639 | -21,551 | %0,4 | -1297,05 | 1297,23 | %0 | 5,758 | -0,139 | |
| EX1 | -4,321 | 4,3281 | %0,2 | 5,758 | -5,7562 | %0 | -0,139 | 0,1387 | %0,2 | -7,345 | -7,621 | %3,6 | -21,639 | -21,551 | %0,4 | -1297,05 | 1297,23 | %0 | 5,758 | -0,139 | |
| EY1 | -3,915 | 3,924 | %0,2 | 2,211 | -2,2148 | %0,2 | 0,721 | -0,7211 | %0 | -8,612 | -8,963 | %3,9 | 109,532 | 109,615 | %0,1 | -445,513 | 446,436 | %0,2 | 2,211 | 0,721 | |
| EY1 | -3,915 | 3,924 | %0,2 | 2,211 | -2,2148 | %0,2 | 0,721 | -0,7211 | %0 | -8,612 | -8,963 | %3,9 | 109,532 | 109,615 | %0,1 | -445,513 | 446,436 | %0,2 | 2,211 | 0,721 | |
| Column Name | DHB02 | P (t) | V2 (t) | V3 (t) | T (tcm) | M2(tcm) | M3 (tcm) | Vx (t) | Vy (t) | ||||||||||||
| Load Case | StatiCAD | SAP2000 | difference % | StatiCAD | SAP2000 | difference % | StatiCAD | SAP2000 | difference % | StatiCAD | SAP2000 | difference % | StatiCAD | SAP2000 | difference % | StatiCAD | SAP2000 | difference % | StatiCAD | StatiCAD | |
| G | 23,39 | -23,4328 | %0,2 | 0,132 | -0,1393 | %5,2 | -1,195 | 1,1737 | %1,8 | 0,263 | 0,204 | %22,4 | -138,733 | -136,408 | %1,7 | -30,834 | 31,821 | %3,1 | 0,132 | -1,195 | |
| Q | 7,454 | -7,4718 | %0,2 | -0,007 | 0,0043 | %38,6 | -0,444 | 0,4352 | %2 | 0,199 | 0,177 | %11,1 | -51,387 | -50,398 | %1,9 | -6,094 | 6,498 | %6,2 | -0,007 | -0,444 | |
| EX1 | 4,043 | -4,0524 | %0,2 | 2,683 | -2,6777 | %0,2 | 0,461 | -0,4602 | %0,2 | -9,327 | -9,677 | %3,6 | 73,525 | 73,39 | %0,2 | -476,141 | 475,512 | %0,1 | 2,683 | 0,461 | |
| EX1 | 4,043 | -4,0524 | %0,2 | 2,683 | -2,6777 | %0,2 | 0,461 | -0,4602 | %0,2 | -9,327 | -9,677 | %3,6 | 73,525 | 73,39 | %0,2 | -476,141 | 475,512 | %0,1 | 2,683 | 0,461 | |
| EY1 | -3,696 | 3,6723 | %0,6 | 0,932 | -0,9307 | %0,1 | 1,955 | -1,9479 | %0,4 | -10,936 | -11,381 | %3,9 | 316,327 | 315,805 | %0,2 | -158,595 | 158,511 | %0,1 | 0,932 | 1,955 | |
| EY1 | -3,696 | 3,6723 | %0,6 | 0,932 | -0,9307 | %0,1 | 1,955 | -1,9479 | %0,4 | -10,936 | -11,381 | %3,9 | 316,327 | 315,805 | %0,2 | -158,595 | 158,511 | %0,1 | 0,932 | 1,955 | |
| Column Name | DHB03 | P (t) | V2 (t) | V3 (t) | T (tcm) | M2(tcm) | M3 (tcm) | Vx (t) | Vy (t) | ||||||||||||
| Load Case | StatiCAD | SAP2000 | difference % | StatiCAD | SAP2000 | difference % | StatiCAD | SAP2000 | difference % | StatiCAD | SAP2000 | difference % | StatiCAD | SAP2000 | difference % | StatiCAD | SAP2000 | difference % | StatiCAD | StatiCAD | |
| G | 16,789 | -16,8148 | %0,2 | -0,24 | 0,2539 | %5,5 | -0,343 | 0,3484 | %1,5 | 3,317 | 2,575 | %22,4 | 85,146 | 82,909 | %2,6 | -648,943 | 646,751 | %0,3 | -0,343 | 0,24 | |
| Q | 2,987 | -2,9971 | %0,3 | -0,058 | 0,0632 | %8,2 | -0,075 | 0,0774 | %3,1 | 2,501 | 2,231 | %10,8 | 42,244 | 41,311 | %2,2 | -222,016 | 221,187 | %0,4 | -0,075 | 0,058 | |
| EX1 | -5,813 | 5,7991 | %0,2 | 3,036 | -3,0274 | %0,3 | 5,061 | -5,052 | %0,2 | -117,455 | -121,861 | %3,6 | 1295,135 | 1294,359 | %0,1 | -771,722 | 769,05 | %0,3 | 5,061 | -3,036 | |
| EX1 | -5,813 | 5,7991 | %0,2 | 3,036 | -3,0274 | %0,3 | 5,061 | -5,052 | %0,2 | -117,455 | -121,861 | %3,6 | 1295,135 | 1294,359 | %0,1 | -771,722 | 769,05 | %0,3 | 5,061 | -3,036 | |
| EY1 | 3,538 | -3,5466 | %0,2 | -9,982 | 10,0039 | %0,2 | -0,93 | 0,9278 | %0,2 | -137,713 | -143,324 | %3,9 | -218,807 | -218,624 | %0,1 | 3332,903 | -3342,238 | %0,3 | -0,93 | 9,982 | |
| EY1 | 3,538 | -3,5466 | %0,2 | -9,982 | 10,0039 | %0,2 | -0,93 | 0,9278 | %0,2 | -137,713 | -143,324 | %3,9 | -218,807 | -218,624 | %0,1 | 3332,903 | -3342,238 | %0,3 | -0,93 | 9,982 | |
| Column Name | DHB04 | P (t) | V2 (t) | V3 (t) | T (tcm) | M2(tcm) | M3 (tcm) | Vx (t) | Vy (t) | ||||||||||||
| Load Case | StatiCAD | SAP2000 | Fark % | StatiCAD | SAP2000 | Fark % | StatiCAD | SAP2000 | Fark % | StatiCAD | SAP2000 | Fark % | StatiCAD | SAP2000 | Fark % | StatiCAD | SAP2000 | Fark % | StatiCAD | StatiCAD | |
| G | 29,532 | -29,5015 | %0,1 | 0,579 | -0,5766 | %0,4 | 1,442 | -1,4111 | %2,1 | 3,317 | 2,575 | %22,4 | -81,169 | -80,435 | %0,9 | -432,486 | 427,18 | %1,2 | 0,579 | 1,442 | |
| Q | 8,347 | -8,333 | %0,2 | 0,169 | -0,1681 | %0,5 | 0,547 | -0,5339 | %2,4 | 2,501 | 2,231 | %10,8 | -27,222 | -26,917 | %1,1 | -174,823 | 172,562 | %1,3 | 0,169 | 0,547 | |
| EX1 | 6,092 | -6,0748 | %0,3 | 12,464 | -12,4797 | %0,1 | 2,713 | -2,7059 | %0,3 | -117,455 | -121,861 | %3,6 | 552,718 | 551,774 | %0,2 | -3702,76 | 3708,579 | %0,2 | 12,464 | 2,713 | |
| EX1 | 6,092 | -6,0748 | %0,3 | 12,464 | -12,4797 | %0,1 | 2,713 | -2,7059 | %0,3 | -117,455 | -121,861 | %3,6 | 552,718 | 551,774 | %0,2 | -3702,76 | 3708,579 | %0,2 | 12,464 | 2,713 | |
| EY1 | 4,074 | -4,0497 | %0,6 | -2,213 | 2,2177 | %0,2 | 8,394 | -8,3782 | %0,2 | -137,713 | -143,324 | %3,9 | 2094,058 | 2094,06 | %0 | 611,643 | -612,775 | %0,2 | -2,213 | 8,394 | |
| EY1 | 4,074 | -4,0497 | %0,6 | -2,213 | 2,2177 | %0,2 | 8,394 | -8,3782 | %0,2 | -137,713 | -143,324 | %3,9 | 2094,058 | 2094,06 | %0 | 611,643 | -612,775 | %0,2 | -2,213 | 8,394 | |
| ZEMİN KAT SONLU ELEMAN SONUÇLARINA GÖRE KOLON ALT UÇ KESİT TESİRLERİ | |||||||||||||||||||||
| Column Name | DHZ01 | P (t) | V2 (t) | V3 (t) | T (tcm) | M2(tcm) | M3 (tcm) | Vx (t) | Vy (t) | ||||||||||||
| Load Case | StatiCAD | SAP2000 | Fark oranı % | StatiCAD | SAP2000 | Fark oranı % | StatiCAD | SAP2000 | Fark oranı % | StatiCAD | SAP2000 | Fark oranı % | StatiCAD | SAP2000 | Fark oranı % | StatiCAD | SAP2000 | Fark oranı % | StatiCAD | StatiCAD | |
| G | 5,979 | -5,9624 | %0,3 | -1,342 | 1,3378 | %0,3 | -1,208 | 1,2156 | %0,6 | 0,933 | 0,824 | %11,7 | -174,967 | -176,113 | %0,7 | 157,441 | -156,324 | %0,7 | -0,528 | -0,27 | |
| Q | 1,374 | -1,3671 | %0,5 | -0,35 | 0,3478 | %0,6 | -0,399 | 0,4021 | %0,8 | 0,572 | 0,534 | %6,6 | -57,74 | -58,213 | %0,8 | 40,214 | -39,653 | %1,4 | -0,423 | -0,216 | |
| EX1 | -1,779 | 1,7834 | %0,2 | 3,942 | -3,9423 | %0 | -0,167 | 0,1667 | %0,2 | -6,69 | -6,94 | %3,6 | -24,269 | -24,253 | %0,1 | -499,609 | 499,726 | %0 | 1,437 | -0,053 | |
| EX1 | -1,779 | 1,7834 | %0,2 | 3,942 | -3,9423 | %0 | -0,167 | 0,1667 | %0,2 | -6,69 | -6,94 | %3,6 | -24,269 | -24,253 | %0,1 | -499,609 | 499,726 | %0 | 1,437 | -0,053 | |
| EY1 | -1,695 | 1,6999 | %0,3 | 0,634 | -0,6363 | %0,4 | 1,315 | -1,3187 | %0,3 | -8,667 | -9,038 | %4,1 | 191,658 | 192,133 | %0,2 | -45,5 | 45,578 | %0,2 | -0,005 | 0,593 | |
| EY1 | -1,695 | 1,6999 | %0,3 | 0,634 | -0,6363 | %0,4 | 1,315 | -1,3187 | %0,3 | -8,667 | -9,038 | %4,1 | 191,658 | 192,133 | %0,2 | -45,5 | 45,578 | %0,2 | -0,005 | 0,593 | |
| Column Name | DHZ02 | P (t) | V2 (t) | V3 (t) | T (tcm) | M2(tcm) | M3 (tcm) | Vx (t) | Vy (t) | ||||||||||||
| Load Case | StatiCAD | SAP2000 | Fark oranı % | StatiCAD | SAP2000 | Fark oranı % | StatiCAD | SAP2000 | Fark oranı % | StatiCAD | SAP2000 | Fark oranı % | StatiCAD | SAP2000 | Fark oranı % | StatiCAD | SAP2000 | Fark oranı % | StatiCAD | StatiCAD | |
| G | 11,446 | -11,4671 | %0,2 | 0,368 | -0,392 | %6,1 | -3,109 | 3,0572 | %1,7 | 1,184 | 1,047 | %11,6 | -443,018 | -435,631 | %1,7 | -52,112 | 55,495 | %6,1 | 0,368 | -3,109 | |
| Q | 3,723 | -3,7318 | %0,2 | -0,018 | 0,0077 | %57,2 | -1,157 | 1,1345 | %1,9 | 0,727 | 0,678 | %6,7 | -164,782 | -161,628 | %1,9 | 1,907 | -0,532 | %72,1 | -0,018 | -1,157 | |
| EX1 | 1,734 | -1,7388 | %0,3 | 3,107 | -3,1072 | %0 | 0,296 | -0,2954 | %0,2 | -8,495 | -8,812 | %3,6 | 41,96 | 41,879 | %0,2 | -436,006 | 436,053 | %0 | 3,107 | 0,296 | |
| EX1 | 1,734 | -1,7388 | %0,3 | 3,107 | -3,1072 | %0 | 0,296 | -0,2954 | %0,2 | -8,495 | -8,812 | %3,6 | 41,96 | 41,879 | %0,2 | -436,006 | 436,053 | %0 | 3,107 | 0,296 | |
| EY1 | -1,657 | 1,6489 | %0,5 | 0,624 | -0,6214 | %0,4 | 2,797 | -2,7923 | %0,2 | -11,005 | -11,476 | %4,1 | 403,305 | 402,447 | %0,2 | -83,347 | 83,017 | %0,4 | 0,624 | 2,797 | |
| EY1 | -1,657 | 1,6489 | %0,5 | 0,624 | -0,6214 | %0,4 | 2,797 | -2,7923 | %0,2 | -11,005 | -11,476 | %4,1 | 403,305 | 402,447 | %0,2 | -83,347 | 83,017 | %0,4 | 0,624 | 2,797 | |
| Column Name | DHZ03 | P (t) | V2 (t) | V3 (t) | T (tcm) | M2(tcm) | M3 (tcm) | Vx (t) | Vy (t) | ||||||||||||
| Load Case | StatiCAD | SAP2000 | Fark oranı % | StatiCAD | SAP2000 | Fark oranı % | StatiCAD | SAP2000 | Fark oranı % | StatiCAD | SAP2000 | Fark oranı % | StatiCAD | SAP2000 | Fark oranı % | StatiCAD | SAP2000 | Fark oranı % | StatiCAD | StatiCAD | |
| G | 7,481 | -7,4952 | %0,2 | -0,18 | 0,2228 | %19,2 | -0,934 | 0,9597 | %2,7 | 14,912 | 13,185 | %11,6 | -80,791 | -84,664 | %4,6 | -316,13 | 310,699 | %1,7 | -0,934 | 0,18 | |
| Q | 1,464 | -1,47 | %0,4 | 0,002 | 0,0161 | %87,6 | -0,158 | 0,1689 | %6,5 | 9,153 | 8,539 | %6,7 | -4,069 | -5,655 | %28 | -114,229 | 111,977 | %2 | -0,158 | -0,002 | |
| EX1 | -2,768 | 2,7619 | %0,2 | 0,36 | -0,3454 | %4,1 | 4,402 | -4,4037 | %0 | -106,984 | -110,974 | %3,6 | 587,257 | 588,123 | %0,1 | 0,442 | -2,859 | %84,5 | 4,402 | -0,36 | |
| EX1 | -2,768 | 2,7619 | %0,2 | 0,36 | -0,3454 | %4,1 | 4,402 | -4,4037 | %0 | -106,984 | -110,974 | %3,6 | 587,257 | 588,123 | %0,1 | 0,442 | -2,859 | %84,5 | 4,402 | -0,36 | |
| EY1 | 1,657 | -1,6614 | %0,3 | -4,951 | 4,9681 | %0,3 | -0,685 | 0,6813 | %0,5 | -138,593 | -144,515 | %4,1 | -84,928 | -84,643 | %0,3 | 912,057 | -915,868 | %0,4 | -0,685 | 4,951 | |
| EY1 | 1,657 | -1,6614 | %0,3 | -4,951 | 4,9681 | %0,3 | -0,685 | 0,6813 | %0,5 | -138,593 | -144,515 | %4,1 | -84,928 | -84,643 | %0,3 | 912,057 | -915,868 | %0,4 | -0,685 | 4,951 | |
| Column Name | DHZ04 | P (t) | V2 (t) | V3 (t) | T (tcm) | M2(tcm) | M3 (tcm) | Vx (t) | Vy (t) | ||||||||||||
| Load Case | StatiCAD | SAP2000 | Fark oranı % | StatiCAD | SAP2000 | Fark oranı % | StatiCAD | SAP2000 | Fark oranı % | StatiCAD | SAP2000 | Fark oranı % | StatiCAD | SAP2000 | Fark oranı % | StatiCAD | SAP2000 | Fark oranı % | StatiCAD | StatiCAD | |
| G | 14,094 | -14,0769 | %0,1 | 1,908 | -1,9054 | %0,1 | 4,136 | -4,0501 | %2,1 | 14,912 | 13,185 | %11,6 | 409,183 | 399,913 | %2,3 | -387,198 | 384,554 | %0,7 | 1,908 | 4,136 | |
| Q | 4,238 | -4,231 | %0,2 | 0,526 | -0,5244 | %0,3 | 1,557 | -1,5205 | %2,3 | 9,153 | 8,539 | %6,7 | 155,104 | 151,183 | %2,5 | -129,32 | 128,111 | %0,9 | 0,526 | 1,557 | |
| EX1 | 2,813 | -2,8064 | %0,2 | 5,424 | -5,4211 | %0,1 | 0,231 | -0,2167 | %6,2 | -106,984 | -110,974 | %3,6 | -45,099 | -47,2 | %4,5 | -811,359 | 811,274 | %0 | 5,424 | 0,231 | |
| EX1 | 2,813 | -2,8064 | %0,2 | 5,424 | -5,4211 | %0,1 | 0,231 | -0,2167 | %6,2 | -106,984 | -110,974 | %3,6 | -45,099 | -47,2 | %4,5 | -811,359 | 811,274 | %0 | 5,424 | 0,231 | |
| EY1 | 1,695 | -1,6874 | %0,4 | -0,574 | 0,5764 | %0,4 | 4,617 | -4,6014 | %0,3 | -138,593 | -144,515 | %4,1 | 585,871 | 584,441 | %0,2 | 66,922 | -67,092 | %0,3 | -0,574 | 4,617 | |
| EY1 | 1,695 | -1,6874 | %0,4 | -0,574 | 0,5764 | %0,4 | 4,617 | -4,6014 | %0,3 | -138,593 | -144,515 | %4,1 | 585,871 | 584,441 | %0,2 | 66,922 | -67,092 | %0,3 | -0,574 | 4,617 | |