2016-02-10 CE513, Homework 4, Question 3

Advanced Steel I C! "1#

Question 3

Designed B$% &B +evi +evisi sion on &o.% &o.% 1

Date% '(1)(')1* Tota Totall ,ag ,ages% -

1.1. Project Information

Task Objective Given a circular concrete filled steel tube with outside diameter of 30", 3!" wall thickness, and steel ield stren#th of $0 ksi, use the %&S' plastic stress distribution method to develop a bendin# moment( a)ial compression interaction interaction curve* 'oncrete fill has a compressive compressive stren#th of $ ksi* Specifications Refernced 1. AISC Section I 1.2. Design Methodology

For the plastic stress distribution method the nominal strength shall be computed assuming that steel components have reached a stress of F$ in either tension or compression and concrete components in compression have reached a stress of )./" fc. For round 0SS lled with concrete a stress of ).2" fc is permitted permitted to be used for concrete components in uniform compression to account for the effects of concrete connement. 2. Design

Figure 1 shows a plan section of the column divided divided into different sections. Section A represents the area of steel in compression. Section B represents the area of concrete in compression. Section D represents the area of Steel in Tension. Tension. Section C will be used when calculating the the area of concrete in tension. Below we derive the formulas for the aial and fleural loads on the column for various neatral ais.

Figure 1 - Schematic of column ')1*3)'31) C!"1# 0omewor4 5 6uestion #.ls

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Advanced Steel I C! "1#

Designed B$% &B

Question 3

+evision &o.% 1

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2.1. !ial and Fle!ural "oads on #olumn The aial loads on the column can be calculated b$ multipl$ing the materials $ield strength b$ the area being

stressed as follows%

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7sing similar principles as above we can derive the following e9uation for the fleural stress%

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7sing the information given in the problem we can create a table and plot it% +     ").) 4si  f- c   ".) 4si t  ).#/ in .  #).)) in r i    15.*'" in r o   1".))) in r m   15./1'" in 8c   ).-" 8b   ).2)

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Question 3

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Question 3

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