| A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | |
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1 | ||||||||||||||||||||||||||
2 | PROJECT : | PAGE : | ||||||||||||||||||||||||
3 | CLIENT : | DESIGN BY : | ||||||||||||||||||||||||
4 | JOB NO. : | DATE : | REVIEW BY : | |||||||||||||||||||||||
5 | 8-Bolted Stiffened End Plate for SMF Based on AISC 341-05, 358-05, 360-05 & FAMA-350 | |||||||||||||||||||||||||
6 | ||||||||||||||||||||||||||
7 | INPUT DATA & DESIGN SUMMARY | |||||||||||||||||||||||||
8 | COLUMN SECTION | = > | W14X211 | |||||||||||||||||||||||
9 | A | d | tw | bf | tf | Sx | Ix | rx | ry | Zx | k | |||||||||||||||
10 | 62 | 15,7 | 0,98 | 15,80 | 1,56 | 338 | 2660 | 6,55 | 4,08 | 390 | 2,16 | |||||||||||||||
11 | BEAM SECTION | = > | W21X62 | |||||||||||||||||||||||
12 | A | d | tw | bf | tf | Sx | Ix | rx | ry | Zx | k | |||||||||||||||
13 | 18,3 | 21,0 | 0,40 | 8,24 | 0,62 | 127 | 1330 | 8,53 | 1,77 | 144 | 1,12 | |||||||||||||||
14 | ||||||||||||||||||||||||||
15 | STRUCTURAL STEEL YIELD STRESS | Fy = | 50 | ksi | THE SMRF DESIGN IS ADEQUATE. | |||||||||||||||||||||
16 | THE FACTOR GRAVITY LOAD ON THE BEAM | wu = | 4,2 | klf | (Continuity column stiffeners 5/8 x 7 | |||||||||||||||||||||
17 | THE FACTOR AXIAL LOAD ON THE COLUMN | Pu = | 800 | kips | with 7/16" fillet weld to web & CP to flanges. | |||||||||||||||||||||
18 | BEAM LENGTH BETWEEN COL. CENTERS | L = | 30 | ft | A doubler plate is not required. ) | |||||||||||||||||||||
19 | AVERAGE STORY HEIGHT OF ABOVE & BELOW | h = | 12 | ft | ||||||||||||||||||||||
20 | BOLTS | f = | 1 5/8 | in | ||||||||||||||||||||||
21 | GRADES (A325 or A490) | A325 | ||||||||||||||||||||||||
22 | PLATE & SHIM | tp = | 1 5/8 | in | ||||||||||||||||||||||
23 | ||||||||||||||||||||||||||
24 | NUMBER COLUMNS | Nc = | 2 | |||||||||||||||||||||||
25 | (Top & Bot) | |||||||||||||||||||||||||
26 | ||||||||||||||||||||||||||
27 | NUMBER BEAM | Nb = | 1 | |||||||||||||||||||||||
28 | (One Side Only) | |||||||||||||||||||||||||
29 | ||||||||||||||||||||||||||
30 | ANALYSIS | |||||||||||||||||||||||||
31 | g =Max( bbf - f , tw + 3 f ) = | 6,00 | in | |||||||||||||||||||||||
32 | Pb = 3 f = | 3,75 | in (AISC 358 Tab 6.1) | |||||||||||||||||||||||
33 | Pf = 1.5 f = | 2,00 | in (AISC 358 Tab 6.1) | |||||||||||||||||||||||
34 | Sh = dc / 2 + tp + 1" + (2Pf + Pb - 1") tan-1 30o | |||||||||||||||||||||||||
35 | = | 22,17 | in | |||||||||||||||||||||||
36 | c = 2 Pf + tbf = | 4,62 | in | |||||||||||||||||||||||
37 | bp = g + 3 f = | 10,88 | in | |||||||||||||||||||||||
38 | < | bcf | [Satisfactory] | |||||||||||||||||||||||
39 | ||||||||||||||||||||||||||
40 | CHECK BEAM LOCAL BUCKLING LIMITATIONS (AISC 341-05 Tab. I-8-1) | |||||||||||||||||||||||||
41 | bf / (2tf ) = | 6,70 | < | 0.3 (Es / Fy)0.5 = | 7,22 | [Satisfactory] | ||||||||||||||||||||
42 | Where | Es = | 29000 | ksi | ||||||||||||||||||||||
43 | h / tw = | 46,90 | < | 2.45 (Es / Fy)0.5 = | 59,00 | [Satisfactory] | ||||||||||||||||||||
44 | CHECK COLUMN LOCAL BUCKING LIMITATIONS (AISC 341-05 Tab. I-8-1) | |||||||||||||||||||||||||
45 | bf / (2tf ) = | 5,06 | < | 0.3 (Es / Fy)0.5 = | 7,22 | [Satisfactory] | ||||||||||||||||||||
46 | h / tw = | 11,61 | < | 3.14(Es/Fy)0.5(1-1.54Pu/fbPy) = | N/A | , for Pu/fbPy ≤ 0.125 | ||||||||||||||||||||
47 | 1.12(Es/Fy)0.5(2.33-Pu/fbPy) = | 55,11 | , for Pu/fbPy > 0.125 | |||||||||||||||||||||||
48 | [Satisfactory] | Where | fb = | 0,9 | , Py = FyA = | 3100 | kips | |||||||||||||||||||
49 | ||||||||||||||||||||||||||
50 | CHECK BEAM - COLUMN RATIO REQUIREMENT (AISC 341-05 Sec. 9.6, Pg. 33) | |||||||||||||||||||||||||
51 | SMpc* / (SMpb* ) = | 2,59 | > | 1,00 | [Satisfactory] | |||||||||||||||||||||
52 | Where | SMpc* = Nc Zc (Fyc - Pu / Ag ) = | 2411 | ft-kips | ||||||||||||||||||||||
53 | SMpb* = Nb (Mhinge + Mv) = | 930 | ft-kips, at center of column | |||||||||||||||||||||||
54 | Mv = Vhinge Sh = [2Mhinge /(L-2Sh)+wu(L-2Sh)/2] Sh= | 204 | ft-kips | |||||||||||||||||||||||
55 | Mhinge = CprRyFyb Zb = | 726 | ft-kips | |||||||||||||||||||||||
56 | Ry = | 1,1 | (AISC 341-05 Tab. I-6-1) | |||||||||||||||||||||||
57 | Cpr = | 1,1 | (AISC 341-05 Sec. 9.6 / FEMA Sec. 3.5.5.1) | |||||||||||||||||||||||
58 | ||||||||||||||||||||||||||
59 | CHECK BENDING MOMENT AT THE COLUMN FACE (FEMA Sec. 3.6.2.1.2) | |||||||||||||||||||||||||
60 | Mf = Mhinge + [2Mhinge / (L - 2Sh) + wu(L - 2Sh)/2] (Sh - dc /2) | |||||||||||||||||||||||||
61 | = | 858 | ft-kips | < | 3.4 Tub (d0 + di ) = | 1205 | ft-kips | [Satisfactory] | ||||||||||||||||||
62 | Where | d0 = db + Pf - 0.5 tbf = | 22,69 | in | Tb = | 103 | kips, (AISC 360-05, Tab. J3.1) | |||||||||||||||||||
63 | di = d0 - c - Pb = | 14,33 | in | Abt = | 1,28 | in2 / bolt | ||||||||||||||||||||
64 | Ffu = Mf / ( db - tbf ) = | 504,9342406 | kips | |||||||||||||||||||||||
65 | Tub = | 114,9 | kips, (AISC 341-05, Sec. 3.6.2.1.2) | |||||||||||||||||||||||
66 | > | (0.00002305 Pf0.591 Ffu2.583 / (tp0.895 dbt1.909 tbw0.327 bp0.965) + Tb = | 114,5 | kips | ||||||||||||||||||||||
67 | [Satisfactory] | |||||||||||||||||||||||||
68 | (Cont'd) | |||||||||||||||||||||||||
69 | CHECK SHEAR CAPACITY AT THE COLUMN FACE (FEMA Sec. 3.6.2.1.3) | |||||||||||||||||||||||||
70 | Ab = | 1,28 | in2 | > | [2 Mf / (L - dc) + Vg ] / 6Fv = | 0,56 | [Satisfactory] | |||||||||||||||||||
71 | Where | Vg = wu (L - dc) / 2 = | 60,3 | kips | ||||||||||||||||||||||
72 | Fv = f Fnv = | 36 | ksi, (AISC 360-05, Tab. J3.2) | |||||||||||||||||||||||
73 | ||||||||||||||||||||||||||
74 | CHECK END PLATE THICKNESS (FEMA Sec. 3.6.2.1.4) | |||||||||||||||||||||||||
75 | tp = | 1 5/8 | in | > | ||||||||||||||||||||||
76 | Max[ 0.00609 Pf0.9 g0.6 Ffu9 / (dbt0.9 tbw0.1 bp0.7) , 0.00413 Pf0.25 g0.15 Ffu / (dbt0.7 tbw0.15 bp0.3 )] = | 1,295179394 | in | |||||||||||||||||||||||
77 | [Satisfactory] | |||||||||||||||||||||||||
78 | ||||||||||||||||||||||||||
79 | CHECK CONTINUITY PLATE REQUIREMENT (FEMA Sec. 3.6.2.1 & 3.3.3.1) | |||||||||||||||||||||||||
80 | tcf, reqD = {am Ffu C3 / [0.9 Fyc (3.5 pb + c)]}0.5 = | 0,48 | in | < | tcf, actual | |||||||||||||||||||||
81 | tcw, reqD = Mf / [( db - tbf )( 6 kc + 2 tp + tbf) Fyc] = | 0,60 | in | < | tcw, actual | |||||||||||||||||||||
82 | (The continuity plates may not be required.) | |||||||||||||||||||||||||
83 | Where | Ca = | 1,45 | , (FEMA Sec. 3.6.2.1.5 ) | ||||||||||||||||||||||
84 | C3 = g / 2 - dbt / 4 - kc = | 0,43 | in | |||||||||||||||||||||||
85 | am = Ca (Af / Aw )1 / 3 C3 / dbt1 / 4 = | 0,8308822547 | , (FEMA Sec. 3.6.2.1.5 ) | |||||||||||||||||||||||
86 | tst = tbf for interior connection, or (tbf /2) for exterior connection = | 0,62 | in, | USE | 0,63 | in, ( 5/8 in ) | ||||||||||||||||||||
87 | bst = | 7 | in | < | 0.56 (E / Fyst )0.5 tst = | 9,93 | in, (AISC 358-05 Eq 6.9-14) | |||||||||||||||||||
88 | [Satisfactory] | |||||||||||||||||||||||||
89 | fcPn,st = fcFcr A = | 413,0 | kips | |||||||||||||||||||||||
90 | Where | fc = | 0,9 | ,(AISC 360 E1) | hst = dc - 2kc = | 11,4 | in | |||||||||||||||||||
91 | K = | 0,75 | K hst / rst < 200 | (AISC 360 E2) | [Satisfactory] | |||||||||||||||||||||
92 | I = tst (2bst + twc) 3 / 12 = | 156 | in4 | Fe = | 47925,51133 | ksi (AISC 360 E3) | ||||||||||||||||||||
93 | A = 2bsttst + 25(twc) 2 = | 13 | in2 | Fcr = | 35,99 | ksi (AISC 360 E3) | ||||||||||||||||||||
94 | rst = ( I / A )0.5 = | 3,49 | in | Fyst = | 36 | kips, plate yield stress | ||||||||||||||||||||
95 | Pu,st = Ryb Fyb bfb tfb = | 278,7 | kips | < | fcPn,st | [Satisfactory] | ||||||||||||||||||||
96 | ||||||||||||||||||||||||||
97 | The best fillet weld size (AISC 360 Sec.J2.2b) | |||||||||||||||||||||||||
98 | w = | 7/16 | in | > wMIN = | 1/4 | in | ||||||||||||||||||||
99 | < wMAX = | 9/16 | in | |||||||||||||||||||||||
100 | [Satisfactory] | |||||||||||||||||||||||||