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1 | @dropdown | |||||||||||||||||||||||||||||||
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3 | Company Logo | Shear Lug Design | ||||||||||||||||||||||||||||||
4 | Shear Lug Design.xls Rev. 1 01/23/09 | |||||||||||||||||||||||||||||||
5 | Project Name | Verification | Project No. | Prepared By | JWT | |||||||||||||||||||||||||||
6 | Subject | Shear lug design example | Client | Date | 01/23/09 | |||||||||||||||||||||||||||
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8 | Description | |||||||||||||||||||||||||||||||
9 | Shear lug design verification | |||||||||||||||||||||||||||||||
10 | Reference Steel Design Guide 1, Base Plate and Anchor Rod Design, Second Edition, Example 4.9 and Steel Design Guide 7, Industrial Buildings, Roofs | |||||||||||||||||||||||||||||||
11 | to Anchor Rods, Second Edition, Examples 9.4.2 and 9.4.3 | |||||||||||||||||||||||||||||||
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27 | Column | Pier | Lug | |||||||||||||||||||||||||||||
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29 | Materials and Load | |||||||||||||||||||||||||||||||
30 | Concrete compr. strength | f'c= | 4 000 | psi | ||||||||||||||||||||||||||||
31 | Concrete weight modification factor | l= | 1,0 | Assume normal weight concrete | ACI 318 8.6.1 | |||||||||||||||||||||||||||
32 | Reinf. bar yield strength | fyreinf = | 60 | ksi | ||||||||||||||||||||||||||||
33 | Lug material | Lug = | A36 | |||||||||||||||||||||||||||||
34 | Lug plate yield strength | Fylug = | 36 | ksi | ||||||||||||||||||||||||||||
35 | Factored shear load | Vu = | 36,8 | kips | ||||||||||||||||||||||||||||
36 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
37 | Geometry | |||||||||||||||||||||||||||||||
38 | Notes: | Assume the shear lug is centered on the pier along both width Wa and width Wb | ||||||||||||||||||||||||||||||
39 | Reference SDG1 Section 4.9 | |||||||||||||||||||||||||||||||
40 | Pier width perpendicular to the shear load | Wa = | 20,000 | in | ||||||||||||||||||||||||||||
41 | Pier width parallel to the shear load | Wb = | 20,000 | in | ||||||||||||||||||||||||||||
42 | Height of pier | Hpier = | 36,000 | in | ||||||||||||||||||||||||||||
43 | Column base plate thickness | tbp = | 1,250 | in | ||||||||||||||||||||||||||||
44 | Thickness of grout pad | G = | 2,000 | in | ||||||||||||||||||||||||||||
45 | Length of shear lug | L = | 9,000 | in | Perpendicular to the direction of the shear load | |||||||||||||||||||||||||||
46 | Shear lug depth below the top of pier | d = | 1,500 | in | Does not include the thickness of the grout pad | |||||||||||||||||||||||||||
47 | Thickness of shear lug | t = | 1,250 | in | Thickness of column base plate must be >= t | SDG1 3.5 | ||||||||||||||||||||||||||
48 | *** tbp >= t, Check OK | |||||||||||||||||||||||||||||||
49 | Distance from edge of shear lug to edge of pier | a = | 5,500 | in | #NAME? | |||||||||||||||||||||||||||
50 | Distance from face of shear lug and face of pier | c = | 9,375 | in | #NAME? | |||||||||||||||||||||||||||
51 | Height of shear lug | H = | 3,500 | in | = d+G | #NAME? | ||||||||||||||||||||||||||
52 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
53 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
54 | Concrete Bearing | |||||||||||||||||||||||||||||||
55 | Notes: | Reference SDG1 Section 4.9 and SDG7 Section 9.3 and Example 9.4.3 | ||||||||||||||||||||||||||||||
56 | Bearing strength reduction factor | jbg= | 0,80 | SDG1 3.5.2, ACI 349 D.4.6.2 & D.4.4(f) | ||||||||||||||||||||||||||||
57 | Bearing area of shear lug | Alug = | 13,50 | in2 | #NAME? | |||||||||||||||||||||||||||
58 | Factored shear load | Vu = | 36,80 | kips | #NAME? | |||||||||||||||||||||||||||
59 | Design bearing strength | jbgPn= | 43,20 | kips | #NAME? | |||||||||||||||||||||||||||
60 | Capacity ratio | CR = | 0,85 | #NAME? | *** CR <= 1.0, Check OK | |||||||||||||||||||||||||||
61 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
62 | Concrete Shear | |||||||||||||||||||||||||||||||
63 | Notes: | Reference SDG1 Section 4.9 and SDG7 Example 9.4.3 | ||||||||||||||||||||||||||||||
64 | Shear strength reduction factor | σ = | 0,75 | ACI 318 9.3.2.3 | ||||||||||||||||||||||||||||
65 | Depth of shear failure plane | b = | 10,88 | in | #NAME? | |||||||||||||||||||||||||||
66 | Width of shear failure plane | f = | 20,00 | in | #NAME? | |||||||||||||||||||||||||||
67 | Minimum Wa and L+(2*c). Assume the failure plane projects from each end of the shear lug at a 45 degree angle toward the face of the pier. | |||||||||||||||||||||||||||||||
68 | Projected area of shear failure plane, area of shear lug not included | Av = | 204,00 | in2 | #NAME? | |||||||||||||||||||||||||||
69 | Factored shear load | Vu = | 36,80 | kips | #NAME? | |||||||||||||||||||||||||||
70 | Ultimate shear strength | jsVn= | 38,71 | kips | #NAME? | |||||||||||||||||||||||||||
71 | Capacity ratio | CR = | 0,95 | #NAME? | *** CR <= 1.0, Check OK | |||||||||||||||||||||||||||
72 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
73 | Shear Lug Plate Bending | |||||||||||||||||||||||||||||||
74 | Notes: | Reference SDG1 Example 4.9 | ||||||||||||||||||||||||||||||
75 | Plate bending strength reduction factor | jb= | 0,90 | SCM F1 | ||||||||||||||||||||||||||||
76 | Plastic section modulus of shear lug | Zy = | 3,52 | in3 | #NAME? | SCM Table 17-27, Rect. w/ axis thru center | ||||||||||||||||||||||||||
77 | Factored moment in lug | Mulug = | 101,20 | in-kips | #NAME? | |||||||||||||||||||||||||||
78 | Design bending strength of shear lug | jbMn= | 114,05 | in-kips | #NAME? | |||||||||||||||||||||||||||
79 | Required thickness of lug | treqd= | 1,18 | in | #NAME? | |||||||||||||||||||||||||||
80 | Capacity ratio | CR = | 0,89 | #NAME? | *** CR <= 1.0, Check OK | |||||||||||||||||||||||||||
81 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
82 | Weld of Shear Lug to Base Plate | |||||||||||||||||||||||||||||||
83 | Notes: | Assume a continuous fillet weld along the length of the shear lug on both sides | ||||||||||||||||||||||||||||||
84 | Reference SDG1 Example 4.9 and SDG7 Example 9.4.3 | |||||||||||||||||||||||||||||||
85 | Strength reduction factor for fillet welds | jw= | 0,75 | SCM Table J2.5 | ||||||||||||||||||||||||||||
86 | Electrode classification no. | Fexx = | 70 | ksi | SCM Table J2.5 | |||||||||||||||||||||||||||
87 | Thickness of fillet weld | tweld = | 0,375 | in | Generally provide fillet welds up to 0.75" before using groove welds | SDG1 2.4 | ||||||||||||||||||||||||||
88 | Dist. c.g weld to c.g. weld | s = | 1,500 | in | #NAME? | |||||||||||||||||||||||||||
89 | Weld stress due to bending | fc = | 7,50 | kips/in | #NAME? | |||||||||||||||||||||||||||
90 | Weld stress due to shear | fv = | 2,04 | kips/in | #NAME? | |||||||||||||||||||||||||||
91 | Resultant stress in weld | fr = | 7,77 | kips/in | #NAME? | |||||||||||||||||||||||||||
92 | Design strength of weld | jwRn= | 8,35 | kips/in | #NAME? | SCM eq. J2-4 & J2-5 | ||||||||||||||||||||||||||
93 | Capacity ratio | CR= | 0,93 | #NAME? | *** CR <= 1.0, Check OK | |||||||||||||||||||||||||||
94 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
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96 | Pier Shear Strength | |||||||||||||||||||||||||||||||
97 | Note: | Reference SDG7 Example 9.4.2 | ||||||||||||||||||||||||||||||
98 | Strength reduction factor | σ = | 0,75 | ACI 318 9.3.2.3 | ||||||||||||||||||||||||||||
99 | Clear cover to stirrup | Cside = | 1,500 | in | ||||||||||||||||||||||||||||
100 | Bar size of vertical pier reinforcing | Barvert = | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||