Upload
others
View
36
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
CANADIAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION 2019
LIMIT STATES DESIGN IN STRUCTURAL STEEL
G.L. Kulak and G.Y. Grondin
10th Edition, 2nd Printing 2018
REVISIONS LIST NO. 2 - JANUARY 2019
Revisions and updates which will be incorporated into the 10th Edition, 3rd Revised Printing of Limit States Design in Structural Steel are highlighted on the following pages. Minor editorial corrections are not shown.
�������� ����������������������������������������� ������������������
������������������������������������������������������������ ������� ��� !����
�������� �������� �����������"�#�������$%������������������ ������������������
��������������&�
Iteration 1
'���� (������#��)!�
( ) ( )��� � ��
�
* ��"" +,-. ))�)�� " �"��+,
� /"""��+= Δ − Δ = − = �
0����� ��� ������ ����� ��� ����� ���� ����!� ��� �������� ����1����� ������
�2���� ������ (������#��/� ���(���� �� ��� ������������!�������!��"���+,��%���
������������������ ���� � ������������ ����������� !������ ������������������ �
���)�)�+,��%����������������� ������������)"�3�+,��0�������� ������������2���� �
������������� ���������!��������������������� ���������������� ��2��������
2���� ��� ������������������ ����������� ���������4�
( )��� ������ "�#���� 5 +, )"�3 +, /��/��Δ = + × = �
Iteration 2
'������� ����������������� ������������������!������������������� ��������
��� ������� �� ��
( )��
��"" +,-. /��/�� " ���# +,
/"""��= − = �
��6. ���# +,= �
%����������������� ����"�)�+,�7����#�+,�8�)����+,�
( )Δ = + × =��� ������ "�#���� 5 +, )���+, //���� �
Iteration 3
'������� ����������������� ������������������!������������������� ��������
��� ������� �� ��
( )= − =��
��"" +,-. //���� " ���� +,
/"""���
��6. ���� +,= �
%����������������� ����"�)�+,�7������+,�8�)��/�+,�
( )Δ = + × =��� ������ "�#���� 5 +, )��/ +, //���� �
%��� ��������� �� ������ 9��"� :� ��� ��� ��������� �������� � ��� ��� ���� �
�������!��� ���������������������� ��%������� ��� ������������������2���� �
243
���������� ���������������� ���� ��������������������������������������������
���� !"�� #��� ����� �� ������������ �� ����� �! ����� ������ ��� �����$ ���� �$ ���
� ����� % � ������� !�� �� ��� � � ���� ��� ��� ��$ ���� ���$��� ��� �� � ��� $���� ��
������ � !�$���� ��� ��$ ���� ���$��� ������ ��� ������� ���� !"������ �� �������
���� � ���� � ������ ������� �� �� ��� �������� � ���� ���&� ����&� �'����!���� ���
$������������� �������������� ��$ ����� ���� ������ ������������ ��$ �����
� $"���� �(��)�$��*���+� ����
#������ �(��!�$���������! ���������,'� �������-��
= −α
� �� �
. /*
� , $���
������ �/ �����'��� ���0����&� ������� ����� ��������������)� ��1���
×= − × = −0
�� �
��22 �2 � �0��2* ����
�222 ���22222+3
�0���
�
*����� ����������������� ����������������� �� ����$ ���������� ����������
����� �� ����������� ���� ����������� ����������������� !"��
�"����� ��,���� �+� ����
4�(����$���$�����(��!���� ��$ �������������� �����������������35�
�������� *� ������ �������� � ��� ���� ��(�������� �(�� ������ ��� ��� � ��������
� ��������� ����������� �������35�������&� �������� ����������������� ���$ �$��
���!�����#���35���������������������� �� ����$ ������������� ����� ���������
����������� ����������� ���� ��$ �����#�������� ��������������$����$ ���������
���$���$������ ����4��6*+,���������� ����������������0���
�Figure 8.13 – Results of Second-Order Analysis — Finite Element Method
*� $����������� ��� ����� �� �! ������������������� �� �������� 35� �������
����$ ��� � ��������7� ��� ��������� ������7� ���� ��������������� ���
8!(������&� ����������$���$������ ���� ������������7$ ���� �$���$����������
���������� ������ � ���$���������9���(��&��������$�������������������� ����
� ��������
�
�
�
�
�
�����
��� ��
����
��� ��
���� �� ���� ��
����������
�������
��� ��
�����
244
�9 9 ���2 �� ��: �� 2�2 ���: ��= + + = �
#��� ����� �� ��� � ���� ������� ������� ���� ��� � ���� ���� $��� ��� ������ ��� ���
����������� !"��#���$����������������� �� ���������������0����� �����$����� �����
���&� � ���&� �����������$��!� ����� ��������$ ����� � ����������(��������$����������
��(��&�����������
����������� ���������������������� �
����������� ���������������������� �
Figure 8.15 – Analysis Results for Frame of Example 8.2 — Amplification Factor Method
�
w = 55 kN/mf
A
B
w = 45 kN/mf
R = 0.0H
R = 0.0G
[410][410]
(32.6) (32.6)
(1025)(500) (1025)
[71][71.0]
(500)
[292][292]
[141] [141]
[269] [269]
[kN.m]
(kN)
C
G
D
F
E
H
A
B43.4 kN
[113][113]
22.3 mm
34.5 mm
(30.5) (30.5)
(30.3)(30.3)
[113][113]
[46.6][46.6]
[85.5] [85.5]
[27.6] [27.6]
[kN.m]
(kN)
21.9 kN
(2.2)(2.2)
C
G
D
F
E
H
246
������������ � ������������������������������������� �������
Figure 8.15 – (cont'd)
�$�&��������������<�����?��� �
%���������������������!� �' !����������� ��������������������
=Δ−
�� �
�
�'
*�
- �
�
�����!�����������������
( ) ( )= + × + + =�* ))+, � �)+, � �"� �"�)� �"� �")"+, �
%�����������������2���2���� �2��� ��������;���������������������������������
����������
��-���������;�2���������������!��2���� �������������������������� ���
��������
�
�
������"������ 5 +,
- ���� +, ���� +,
Δ = =+
�
������������������$8�/)""���&�
�� �
�
� �' �����
* �")"+,� � "������ 5 +,
- � /)""��
= = =Δ− −
�
0��������!������������ �����!�
( ) ( )= × + + =�* �)+, 5� �"� �"�)� �"� ��3�+, �
A
B
w = 45 kN/mf
w = 55 kN/mf
21.9 kN
43.4 kN
[536][268]
(0.0) (64.4)
(1061)(500) (989)
[204][67.6]
(500)
[337][228]
[40.1] [244]
[228] [292]
[kN.m]
(kN)
C
G
D
F
E
H
(0.5) (0.5)
247
�( )
�
�
0��� ���0 2���- ��
; ���: ��
Δ −= = �
������ ���������� ������22�&�
�� �
�
� �< �����
. �0-���� � 2���- ��
; � ��22
= = =Δ− − ×
�
#�����$������������� ������ ���!��$��������$ ������ ������� �� �����$��
!���! ���������,'� �������0��=������������� �&��$��$��������� ���� ����
������� �(����� ��
( )*) *) *)�� �� �
+ + < + -��� ���:� ��0�� �0�� �� = + = ⋅ + × − ⋅ = − ⋅ �
( ))* )* )*�� �� �
+ + < + ��� �� ���:� ���� �� 0:���� = + = ⋅ + × − ⋅ = ⋅ �
( )1, 1, 1,�� �� �
+ + < + -��� ���:� ��0�� �2� �� = + = − ⋅ + × − ⋅ = − ⋅ �
( ),1 ,1 ,1�� �� �
+ + < + ����� ���:� ���� �� ��0�� = + = − ⋅ + × − ⋅ = − ⋅ �
4������&����� ���$��������� �����$����� ����&�
( )). ). ).�� �� �
+ + < + ��:�� ����� �-�� �� �0- �� = + = ⋅ + × − ⋅ = ⋅ �
( ).) .) .)�� �� �
+ + < + �:��� ����� ���� �� �0� �� = + = ⋅ + × − ⋅ = ⋅ �
( ),� ,� ,��� �� � + + < + ��:�� ����� �-�� �� 02� �� = + = − ⋅ + × − ⋅ = − ⋅ �
( )�, �, �,�� �� � + + < + �:��� ����� ���� �� 0�� �� = + = − ⋅ + × − ⋅ = − ⋅ �
*� �������� �����$����������������� ����� �������� ��������$ ���� �$ ���
� ������������� ����������������� $"��#���� �������������������� ��������������
����� ��� �� ����� ������ #��� ��$ ���� ���$��� ��� �� ������� ���� �'����!����
$������� ������� ������������ ��$ �����
!"���$ � �����9���>�� ��/����+� ����
*� ���� ������� ������� ��� ��� � ��$ ���� �� �� ��� �$ ����� ����&� ��$������� ���
�� ���������&������������� ���! ��� ���� ��������� ��#�������� ����� ��������������
������ ��� ��� ������� ���� "�� ��$ � ����� $����� ������ ��� ����>�� �� ���$��� ���
$�$�� ���������,'� �����������������&������$ �(�����
*����� ����������������� ��������� �������� ��������������� � � ���� ����
�����$ ���� ���(�����������0�����0����� � ������� ���������� ��� ������ ���������
Iteration 1
<�����,'� ��������&�
248
( ) ( )�
�� ��
�
* �")"+,-. ������ " �"�)+,
� /)""��+= Δ − Δ = − = �
( ) ( )� � ��
*� ��3�+,-. ���)�� ������ ��"� +,
�� ))""��+= Δ − Δ = − = �
%���������������1����������������������� ��������2���� ������ (������#��/��
���������!���������������������� ����(��������� ����������2��������������������
����������������� ������������������������� �����!�������!�
� � �6. -. -. �"�) ��"� 3��/ +,= − = − = �
� � �6. -. -. ��"� " ��"� +,= − = − = �
%���������������������� ���������� � ������������ ����������� !������ ����
�������������� ��%����������������� ��������������)"���+,��� ������+,�����������
���� ��!�������������0�������� ��������������2���� �������������� ���������!�
��� ���������� ��� ����������� ���� 2�� �� � �� �2���� ��� �������� ����������
�����������!� ��������������2�� ��������1� ����� ��� ��������� � ������� ��� ��
%������������������ ������������4�
� ��)����@ ������Δ = Δ = �
Iteration 2
'���� ��� ��������� �������� � ��� ��� ���� �������!� ��� �������� ����� �� �
���������� ������� �� ��
( )�
�")"+,-. �)���� " ����+,
/)""��= − = �
( )�
��3�+,-. ������ �)���� ��)+,
))""��= − = �
� �6. #�3 +,@ 6. ��)+,= = �
%����������������� ������������������+,�7�#�3�+,�8�)����+,��� ����������� ���
���������������+,�7���)�+,�8��)���+,��%����������� ������������4�
� ��/�)��@ �"�#��Δ = Δ = �
Iteration 3
'������� ����������������� ������������������!������������������� ��������
��� ������� �� ��
( )�
�")"+,-. �/�)�� " ���� +,
/)""��= − = �
( )�
��3�+,-. �"�#�� �/�)�� ��/ +,
))""��= − =
249
�� 09? ��� ��@ 9? 0�� ��= = �
#��� � ��� ������������� ����� �� ��������������������������������(���������
0&������$ �(�����#�������� ����� ���������$ �������A�
� 0����@ �2�:Δ = Δ = �
������������������� ������������������ �������������� �
����������������������������������
Figure 8.16 – Analysis Results for Frame of Example 8.2 — Fictitious Lateral Load Method
#��� �����$ ����� ��� �� ���� ��2�B� ��� ��� �����$ ����� $�$�� ��� ��� ��� ��$����
� �� �����#������!������ ���������$��(�������#�����$��������������$ ��$������!��
�! �������������� ���������������� �� ���� ���� �����$�$�� ������� �� ����0��
#�������� �&��������������������� !"&�������(����$����������� ��� �� ������! �����
���� ��������$ �����$ ���� �����#�������������������� � � �����$ �������$���
�
� ��������
� ���������
�������
��������� ������ ��
����� ���� ��
����������� �����
��� ���� ����
�����
��� ���� ���
�� ���� �����
�� ��� �� ���
���������
�
�
�
�
�
���� �����
����� ����
� ���� ��� ��
� ���������
�
� ������������ ����
��� ����
����������
����� ������
����������� �����
�����������
�����
����������
������ �����
����� �����
���������
�
�
�
�
�
����� �����
250
����� ��� <������ #��/$2&� ����� ������� � ���� ������ �(����2����� ��� ���
�� ������ ������������������������ ������ ���������
�$�&�,�������=����������?��� �
��2��������2����������������������������� ����������������������������
%����������������2��������2���� ������ (������#��3��
= −α
� �� �
* A�
� ���
������ �A ����(����������)��������������������� ����#)�������������� ��������
<��������������!�����������������������2����������2������(�����4�
×= − × = −�
�� �
�")" �" , ���)"��� �"�"#��
/)""�� �"�)��"""""?B�
����)�
�
%����������������������2����������2�������������� ���������(�����4�
×= − × = −�
�� �
��3� �" , ��#)"��� �#�#���
))""�� �"�)��"""""?B�
���#)�
�
�� ������ ��� ������� ��� ��� �� ���� � ������ ���� ��� ������ � ��� � �� � ���
����������� ���� ��������������������������� ����<������#��/$2&��
$ &�<����� ������?��� �
��BC������������������������<������#��������������� �������������� ���� ��� � ��� �������� ��� � ������ � ������������ ��� ��� �������� %��� ����� ��� ���
������!���� ��� �����������������������!����������� ����<������#��3���
�Figure 8.17 – Results of Second-Order Analysis — Finite Element Method
� ���������
�
�
� ��� ������������
�� ���
�� � ���� �
����� �� � �
����������� �����
��� ��� �����
�����
�� � ��� ���
�� ���� �� ��
�� ��� � ����
���������
�
�
�
�
�
��� �� �����
251