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Specification for Structural Steel Buildings-Table of contents

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Specification for Structural Steel Buildings AISC 360-10

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Specification for Structural Steel Buildings-Table of contents

  1. 1. 16.1–v Specification for Structural Steel Buildings, June 22, 2010 AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION TABLE OF CONTENTS SYMBOLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxvii GLOSSARY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xliii SPECIFICATION A. GENERAL PROVISIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 A1. Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1. Seismic Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2. Nuclear Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 A2. Referenced Specifications, Codes and Standards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 A3. Material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1. Structural Steel Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1a. ASTM Designations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1b. Unidentified Steel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1c. Rolled Heavy Shapes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1d. Built-Up Heavy Shapes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2. Steel Castings and Forgings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 3. Bolts, Washers and Nuts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 4. Anchor Rods and Threaded Rods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 5. Consumables for Welding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 6. Headed Stud Anchors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 A4. Structural Design Drawings and Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 B. DESIGN REQUIREMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 B1. General Provisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 B2. Loads and Load Combinations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 B3. Design Basis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1. Required Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2. Limit States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3. Design for Strength Using Load and Resistance Factor Design (LRFD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 4. Design for Strength Using Allowable Strength Design (ASD) . . . . . . . . 11 5. Design for Stability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 6. Design of Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 6a. Simple Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 6b. Moment Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 7. Moment Redistribution in Beams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 8. Diaphragms and Collectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 9. Design for Serviceability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 10. Design for Ponding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 11. Design for Fatigue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 12. Design for Fire Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 AISC_PART 16_Spec.1_A:14th Ed. 1/20/11 7:56 AM Page v
  2. 2. 16.1–vi TABLE OF CONTENTS Specification for Structural Steel Buildings, June 22, 2010 AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION 13. Design for Corrosion Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 14. Anchorage to Concrete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 B4. Member Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1. Classification of Sections for Local Buckling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1a. Unstiffened Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1b. Stiffened Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2. Design Wall Thickness for HSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3. Gross and Net Area Determination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3a. Gross Area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3b. Net Area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 B5. Fabrication and Erection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 B6. Quality Control and Quality Assurance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 B7. Evaluation of Existing Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 C. DESIGN FOR STABILITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 C1. General Stability Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1. Direct Analysis Method of Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2. Alternative Methods of Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 C2. Calculation of Required Strengths . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1. General Analysis Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 2. Consideration of Initial Imperfections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2a. Direct Modeling of Imperfections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 2b. Use of Notional Loads to Represent Imperfections . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3. Adjustments to Stiffness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 C3. Calculation of Available Strengths . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 D. DESIGN OF MEMBERS FOR TENSION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 D1. Slenderness Limitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 D2. Tensile Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 D3. Effective Net Area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 D4. Built-Up Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 D5. Pin-Connected Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 1. Tensile Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2. Dimensional Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 D6. Eyebars . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 1. Tensile Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 2. Dimensional Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 E. DESIGN OF MEMBERS FOR COMPRESSION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 E1. General Provisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 E2. Effective Length . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 E3. Flexural Buckling of Members without Slender Elements . . . . . . . . . . . . . . . 33 E4. Torsional and Flexural-Torsional Buckling of Members Without Slender Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 E5. Single Angle Compression Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 AISC_PART 16_Spec.1_A:14th Ed. 1/20/11 7:56 AM Page vi
  3. 3. TABLE OF CONTENTS 16.1–vii Specification for Structural Steel Buildings, June 22, 2010 AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION E6. Built-Up Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 1. Compressive Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 2. Dimensional Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 E7. Members with Slender Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 1. Slender Unstiffened Elements, Qs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 2. Slender Stiffened Elements, Qa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 F. DESIGN OF MEMBERS FOR FLEXURE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 F1. General Provisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 F2. Doubly Symmetric Compact I-Shaped Members and Channels Bent About Their Major Axis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 1. Yielding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 2. Lateral-Torsional Buckling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 F3. Doubly Symmetric I-Shaped Members With Compact Webs and Noncompact or Slender Flanges Bent About Their Major Axis . . . . . . . . . . . 49 1. Lateral-Torsional Buckling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 2. Compression Flange Local Buckling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 F4. Other I-Shaped Members With Compact or Noncompact Webs Bent About Their Major Axis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 1. Compression Flange Yielding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 2. Lateral-Torsional Buckling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 3. Compression Flange Local Buckling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 4. Tension Flange Yielding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 F5. Doubly Symmetric and Singly Symmetric I-Shaped Members With Slender Webs Bent About Their Major Axis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 1. Compression Flange Yielding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 2. Lateral-Torsional Buckling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 3. Compression Flange Local Buckling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 4. Tension Flange Yielding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 F6. I-Shaped Members and Channels Bent About Their Minor Axis . . . . . . . . . . 55 1. Yielding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 2. Flange Local Buckling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 F7. Square and Rectangular HSS and Box-Shaped Members . . . . . . . . . . . . . . . . 56 1. Yielding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 2. Flange Local Buckling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 3. Web Local Buckling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 F8. Round HSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 1. Yielding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 2. Local Buckling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 F9. Tees and Double Angles Loaded in the Plane of Symmetry . . . . . . . . . . . . . . 58 1. Yielding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 2. Lateral-Torsional Buckling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 3. Flange Local Buckling of Tees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 4. Local Buckling of Tee Stems in Flexural Compression . . . . . . . . . . . . . 59 AISC_PART 16_Spec.1_A:14th Ed. 1/20/11 7:56 AM Page vii
  4. 4. 16.1–viii TABLE OF CONTENTS Specification for Structural Steel Buildings, June 22, 2010 AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION F10. Single Angles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 1. Yielding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 2. Lateral-Torsional Buckling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 3. Leg Local Buckling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 F11. Rectangular Bars and Rounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 1. Yielding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 2. Lateral-Torsional Buckling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 F12. Unsymmetrical Shapes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 1. Yielding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 2. Lateral-Torsional Buckling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 3. Local Buckling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 F13. Proportions of Beams and Girders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 1. Strength Reductions for Members With Holes in the Tension Flange . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 2. Proportioning Limits for I-Shaped Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 3. Cover Plates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 4. Built-Up Beams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 5. Unbraced Length for Moment Redistribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 G. DESIGN OF MEMBERS FOR SHEAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 G1. General Provisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 G2. Members With Unstiffened or Stiffened Webs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 1. Shear Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 2. Transverse Stiffeners . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 G3. Tension Field Action . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 1. Limits on the Use of Tension Field Action . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 2. Shear Strength With Tension Field Action . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 3. Transverse Stiffeners . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 G4. Single Angles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 G5. Rectangular HSS and Box-Shaped Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71 G6. Round HSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 G7. Weak Axis Shear in Doubly Symmetric and Singly Symmetric Shapes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 G8. Beams and Girders with Web Openings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 H. DESIGN OF MEMBERS FOR COMBINED FORCES AND TORSION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 H1. Doubly and Singly Symmetric Members Subject to Flexure and Axial Force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 1. Doubly and Singly Symmetric Members Subject to Flexure and Compression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 2. Doubly and Singly Symmetric Members Subject to Flexure and Tension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 3. Doubly Symmetric Rolled Compact Members Subject to Single Axis Flexure and Compression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 AISC_PART 16_Spec.1_A:14th Ed. 1/20/11 7:56 AM Page viii
  5. 5. TABLE OF CONTENTS 16.1–ix Specification for Structural Steel Buildings, June 22, 2010 AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION H2. Unsymmetric and Other Members Subject to Flexure and Axial Force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 H3. Members Subject to Torsion and Combined Torsion, Flexure, Shear and/or Axial force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 1. Round and Rectangular HSS Subject to Torsion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 2. HSS Subject to Combined Torsion, Shear, Flexure and Axial Force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 3. Non-HSS Members Subject to Torsion and Combined Stress . . . . . . . . 79 H4. Rupture of Flanges With Holes Subject to Tension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 I. DESIGN OF COMPOSITE MEMBERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 I1. General Provisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 1. Concrete and Steel Reinforcement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 2. Nominal Strength of Composite Sections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 2a. Plastic Stress Distribution Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 2b. Strain Compatibility Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 3. Material Limitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 4. Classification of Filled Composite Sections for Local Buckling . . . . . . 83 I2. Axial Force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 1. Encased Composite Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 1a. Limitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 1b. Compressive Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 1c. Tensile Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 1d. Load Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 1e. Detailing Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 2. Filled Composite Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 2a. Limitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 2b. Compressive Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 2c. Tensile Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 2d. Load Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 I3. Flexure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 1. General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 1a. Effective Width . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 1b. Strength During Construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 2. Composite Beams With Steel Headed Stud or Steel Channel Anchors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 2a. Positive Flexural Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 2b. Negative Flexural Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 2c. Composite Beams With Formed Steel Deck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 2d. Load Transfer Between Steel Beam and Concrete Slab . . . . . . . . . . . . . 90 3. Encased Composite Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 4. Filled Composite Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 4a. Limitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 4b. Flexural Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 AISC_PART 16_Spec.1_A:14th Ed. 1/20/11 7:56 AM Page ix
  6. 6. 16.1–x TABLE OF CONTENTS Specification for Structural Steel Buildings, June 22, 2010 AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION I4. Shear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 1. Filled and Encased Composite Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 2. Composite Beams With Formed Steel Deck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 I5. Combined Flexure and Axial Force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 I6. Load Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 1. General Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 2. Force Allocation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 2a. External Force Applied to Steel Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 2b. External Force Applied to Concrete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 2c. External Force Applied Concurrently to Steel and Concrete . . . . . . . . . 94 3. Force Transfer Mechanisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 3a. Direct Bearing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 3b. Shear Connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 3c. Direct Bond Interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 4. Detailing Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 4a. Encased Composite Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 4b. Filled Composite Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 I7. Composite Diaphragms and Collector Beams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 I8. Steel Anchors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 1. General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 2. Steel Anchors in Composite Beams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 2a. Strength of Steel Headed Stud Anchors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 2b. Strength of Steel Channel Anchors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 2c. Required Number of Steel Anchors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 2d. Detailing Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 3. Steel Anchors in Composite Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100 3a. Shear Strength of Steel Headed Stud Anchors in Composite Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 3b. Tensile Strength of Steel Headed Stud Anchors in Composite Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 3c. Strength of Steel Headed Stud Anchors for Interaction of Shear and Tension in Composite Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 3d. Shear Strength of Steel Channel Anchors in Composite Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 3e. Detailing Requirements in Composite Components . . . . . . . . . . . . . . . 104 I9. Special Cases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 J. DESIGN OF CONNECTIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 J1. General Provisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 1. Design Basis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 2. Simple Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 3. Moment Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 4. Compression Members With Bearing Joints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 5. Splices in Heavy Sections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 AISC_PART 16_Spec.1_A:14th Ed. 1/20/11 7:56 AM Page x
  7. 7. TABLE OF CONTENTS 16.1–xi Specification for Structural Steel Buildings, June 22, 2010 AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION 6. Weld Access Holes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 7. Placement of Welds and Bolts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 8. Bolts in Combination With Welds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 9. High-Strength Bolts in Combination With Rivets . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 10. Limitations on Bolted and Welded Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 J2. Welds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 1. Groove Welds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 1a. Effective Area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 1b. Limitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 2. Fillet Welds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 2a. Effective Area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 2b. Limitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 3. Plug and Slot Welds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 3a. Effective Area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 3b. Limitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 4. Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 5. Combination of Welds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 6. Filler Metal Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 7. Mixed Weld Metal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 J3. Bolts and Threaded Parts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 1. High-Strength Bolts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 2. Size and Use of Holes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 3. Minimum Spacing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 4. Minimum Edge Distance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 5. Maximum Spacing and Edge Distance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 6. Tensile and Shear Strength of Bolts and Threaded Parts . . . . . . . . . . . . 125 7. Combined Tension and Shear in Bearing-Type Connections . . . . . . . . 125 8. High-Strength Bolts in Slip-Critical Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 9. Combined Tension and Shear in Slip-Critical Connections . . . . . . . . . 127 10. Bearing Strength at Bolt Holes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 11. Special Fasteners . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 12. Tension Fasteners . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 J4. Affected Elements of Members and Connecting Elements . . . . . . . . . . . . . . 128 1. Strength of Elements in Tension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 2. Strength of Elements in Shear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .129 3. Block Shear Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .129 4. Strength of Elements in Compression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 5. Strength of Elements in Flexure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 J5. Fillers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 1. Fillers in Welded Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 1a. Thin Fillers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 1b. Thick Fillers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .130 2. Fillers in Bolted Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 AISC_PART 16_Spec.1_A:14th Ed. 1/20/11 7:56 AM Page xi
  8. 8. 16.1–xii TABLE OF CONTENTS Specification for Structural Steel Buildings, June 22, 2010 AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION J6. Splices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 J7. Bearing Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 J8. Column Bases and Bearing on Concrete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 J9. Anchor Rods and Embedments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 J10. Flanges and Webs with Concentrated Forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 1. Flange Local Bending . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 2. Web Local Yielding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 3. Web Local Crippling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 4. Web Sidesway Buckling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 5. Web Compression Buckling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 6. Web Panel Zone Shear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 7. Unframed Ends of Beams and Girders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 8. Additional Stiffener Requirements for Concentrated Forces . . . . . . . . . 138 9. Additional Doubler Plate Requirements for Concentrated Forces . . . . 138 K. DESIGN OF HSS AND BOX MEMBER CONNECTIONS . . . . . . . . . . . . . . . 140 K1. Concentrated Forces on HSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 1. Definitions of Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 2. Round HSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 3. Rectangular HSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 K2. HSS-to-HSS Truss Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 1. Definitions of Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 2. Round HSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 3. Rectangular HSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 K3. HSS-to-HSS Moment Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 1. Definitions of Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 2. Round HSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 3. Rectangular HSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 K4. Welds of Plates and Branches to Rectangular HSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 L. DESIGN FOR SERVICEABILITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 L1. General Provisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 L2. Camber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 L3. Deflections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 L4. Drift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 L5. Vibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 L6. Wind-Induced Motion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 L7. Expansion and Contraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 L8. Connection Slip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 M. FABRICATION AND ERECTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 M1. Shop and Erection Drawings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 M2. Fabrication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 1. Cambering, Curving and Straightening . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 2. Thermal Cutting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 AISC_PART 16_Spec.1_A_14th Ed._February 25, 2013 25/02/13 1:16 PM Page xii
  9. 9. TABLE OF CONTENTS 16.1–xiii Specification for Structural Steel Buildings, June 22, 2010 AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION 3. Planing of Edges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 4. Welded Construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 5. Bolted Construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 6. Compression Joints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 7. Dimensional Tolerances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 8. Finish of Column Bases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 9. Holes for Anchor Rods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 10. Drain Holes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 11. Requirements for Galvanized Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 M3. Shop Painting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 1. General Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 2. Inaccessible Surfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 3. Contact Surfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 4. Finished Surfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 5. Surfaces Adjacent to Field Welds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 M4. Erection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 1. Column Base Setting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 2. Stability and Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 3. Alignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 4. Fit of Column Compression Joints and Base Plates . . . . . . . . . . . . . . . 169 5. Field Welding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 6. Field Painting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169 N. QUALITY CONTROL AND QUALITY ASSURANCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 N1. Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 N2. Fabricator and Erector Quality Control Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 N3. Fabricator and Erector Documents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 1. Submittals for Steel Construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 2. Available Documents for Steel Construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 N4. Inspection and Nondestructive Testing Personnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 1. Quality Control Inspector Qualifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 2. Quality Assurance Inspector Qualifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 3. NDT Personnel Qualifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 N5. Minimum Requirements for Inspection of Structural Steel Buildings . . . . . 173 1. Quality Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 2. Quality Assurance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 3. Coordinated Inspection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 4. Inspection of Welding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 5. Nondestructive Testing of Welded Joints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 5a. Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 5b. CJP Groove Weld NDT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 5c. Access Hole NDT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 5d. Welded Joints Subjected to Fatigue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 5e. Reduction of Rate of Ultrasonic Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 AISC_PART 16_Spec.1_A:14th Ed. 1/20/11 7:56 AM Page xiii
  10. 10. 16.1–xiv TABLE OF CONTENTS Specification for Structural Steel Buildings, June 22, 2010 AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION 5f. Increase in Rate of Ultrasonic Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 5g. Documentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 6. Inspection of High-Strength Bolting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 7. Other Inspection Tasks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 N6. Minimum Requirements for Inspection of Composite Construction . . . . . . 181 N7. Approved Fabricators and Erectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 N8. Nonconforming Material and Workmanship . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 APPENDIX 1. DESIGN BY INELASTIC ANALYSIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 1.1. General Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 1.2. Ductility Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 1. Material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 2. Cross Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 3. Unbraced Length . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 4. Axial Force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 1.3. Analysis Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 1. Material Properties and Yield Criteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 2. Geometric Imperfections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 3. Residual Stress and Partial Yielding Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 APPENDIX 2. DESIGN FOR PONDING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 2.1. Simplified Design for Ponding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 2.2. Improved Design for Ponding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189 APPENDIX 3. DESIGN FOR FATIGUE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 3.1. General Provisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 3.2. Calculation of Maximum Stresses and Stress Ranges . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 3.3. Plain Material and Welded Joints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 3.4. Bolts and Threaded Parts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 3.5. Special Fabrication and Erection Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 APPENDIX 4. STRUCTURAL DESIGN FOR FIRE CONDITIONS . . . . . . . . . 214 4.1. General Provisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 4.1.1. Performance Objective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 4.1.2. Design by Engineering Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 4.1.3. Design by Qualification Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 4.1.4. Load Combinations and Required Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 4.2. Structural Design for Fire Conditions by Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 4.2.1. Design-Basis Fire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 4.2.1.1. Localized Fire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215 4.2.1.2. Post-Flashover Compartment Fires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 4.2.1.3. Exterior Fires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 4.2.1.4. Active Fire Protection Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 4.2.2. Temperatures in Structural Systems under Fire Conditions . . . . . 216 4.2.3. Material Strengths at Elevated Temperatures . . . . . . . . . . . . . . . . 216 AISC_PART 16_Spec.1_A:14th Ed. 1/20/11 7:56 AM Page xiv
  11. 11. TABLE OF CONTENTS 16.1–xv Specification for Structural Steel Buildings, June 22, 2010 AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION 4.2.3.1. Thermal Elongation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 4.2.3.2. Mechanical Properties at Elevated Temperatures . . . . . . . . . . . . . 217 4.2.4. Structural Design Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 4.2.4.1. General Structural Integrity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 4.2.4.2. Strength Requirements and Deformation Limits . . . . . . . . . . . . . . 218 4.2.4.3. Methods of Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 4.2.4.3a. Advanced Methods of Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 4.2.4.3b. Simple Methods of Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 4.2.4.4. Design Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 4.3. Design by Qualification Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 4.3.1. Qualification Standards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 4.3.2. Restrained Construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 4.3.3. Unrestrained Construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 APPENDIX 5. EVALUATION OF EXISTING STRUCTURES . . . . . . . . . . . . . . 223 5.1. General Provisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 5.2. Material Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 1. Determination of Required Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 2. Tensile Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 3. Chemical Composition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 4. Base Metal Notch Toughness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 5. Weld Metal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 6. Bolts and Rivets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 5.3. Evaluation by Structural Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 1. Dimensional Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 2. Strength Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 3. Serviceability Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 5.4. Evaluation by Load Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 1. Determination of Load Rating by Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 2. Serviceability Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 5.5. Evaluation Report . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 APPENDIX 6. STABILITY BRACING FOR COLUMNS AND BEAMS . . . . . . 227 6.1. General Provisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 6.2. Column Bracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 1. Relative Bracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 2. Nodal Bracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 6.3. Beam Bracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229 1. Lateral Bracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229 1a. Relative Bracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229 1b. Nodal Bracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 2. Torsional Bracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 2a. Nodal Bracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 2b. Continuous Bracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 AISC_PART 16_Spec.1_A:14th Ed. 1/20/11 7:56 AM Page xv
  12. 12. 16.1–xvi TABLE OF CONTENTS Specification for Structural Steel Buildings, June 22, 2010 AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION 6.4 Beam-Column Bracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 APPENDIX 7. ALTERNATIVE METHODS OF DESIGN FOR STABILITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 7.1. General Stability Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 7.2. Effective Length Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 1. Limitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 2. Required Strengths . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 3. Available Strengths . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 7.3 First-Order Analysis Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 1. Limitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 2. Required Strengths . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 3. Available Strengths . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 APPENDIX 8. APPROXIMATE SECOND-ORDER ANALYSIS . . . . . . . . . . . . . 237 8.1. Limitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237 8.2. Calculation Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237 1. Multiplier B1 for P-δ Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 2. Multiplier B2 for P-Δ Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239 COMMENTARY INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 COMMENTARY SYMBOLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 COMMENTARY GLOSSARY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 A. GENERAL PROVISIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246 A1. Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246 A2. Referenced Specifications, Codes and Standards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247 A3. Material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247 1. Structural Steel Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247 1a. ASTM Designations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247 1c. Rolled Heavy Shapes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 2. Steel Castings and Forgings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 3. Bolts, Washers and Nuts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 4. Anchor Rods and Threaded Rods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 5. Consumables for Welding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 A4. Structural Design Drawings and Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252 B. DESIGN REQUIREMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253 B1. General Provisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253 B2. Loads and Load Combinations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 B3. Design Basis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 1. Required Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257 2. Limit States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257 AISC_PART 16_Spec.1_A:14th Ed. 1/20/11 7:56 AM Page xvi
  13. 13. TABLE OF CONTENTS 16.1–xvii Specification for Structural Steel Buildings, June 22, 2010 AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION 3. Design for Strength Using Load and Resistance Factor Design (LRFD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258 4. Design for Strength Using Allowable Strength Design (ASD) . . . . . . . 260 5. Design for Stability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 6. Design of Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 7. Moment Redistribution in Beams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266 8. Diaphragms and Collectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266 10. Design for Ponding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 12. Design for Fire Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 13. Design for Corrosion Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 B4. Member Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 1. Classifications of Sections for Local Buckling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 2. Design Wall Thickness for HSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271 3. Gross and Net Area Determination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271 3a. Gross Area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271 3b. Net Area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271 C. DESIGN FOR STABILITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 C1. General Stability Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 C2. Calculation of Required Strengths . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273 1. General Analysis Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274 2. Consideration of Initial Imperfections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 3. Adjustments to Stiffness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 C3. Calculation of Available Strengths . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 D. DESIGN OF MEMBERS FOR TENSION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 D1. Slenderness Limitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 D2. Tensile Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 D3. Effective Net Area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 D4. Built-Up Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287 D5. Pin-Connected Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287 1. Tensile Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287 2. Dimensional Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287 D6. Eyebars . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .288 1. Tensile Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288 2. Dimensional Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .288 E. DESIGN OF MEMBERS FOR COMPRESSION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290 E1. General Provisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290 E2. Effective Length . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292 E3. Flexural Buckling of Members Without Slender Elements . . . . . . . . . . . . . . 292 E4. Torsional and Flexural-Torsional Buckling of Members Without Slender Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294 E5. Single Angle Compression Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296 E6. Built-Up Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297 AISC_PART 16_Spec.1_A:14th Ed. 1/20/11 7:56 AM Page xvii
  14. 14. 16.1–xviii TABLE OF CONTENTS Specification for Structural Steel Buildings, June 22, 2010 AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION 1. Compressive Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297 2. Dimensional Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297 E7. Members with Slender Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 1. Slender Unstiffened Elements, Qs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 2. Slender Stiffened Elements, Qa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 F. DESIGN OF MEMBERS FOR FLEXURE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 F1. General Provisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 F2. Doubly Symmetric Compact I-Shaped Members and Channels Bent About Their Major Axis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308 F3. Doubly Symmetric I-Shaped Members With Compact Webs and Noncompact or Slender Flanges Bent About Their Major Axis . . . . . . . . . . 310 F4. Other I-Shaped Members with Compact or Noncompact Webs Bent About Their Major Axis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310 F5. Doubly Symmetric and Singly Symmetric I-Shaped Members with Slender Webs Bent About Their Major Axis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312 F6. I-Shaped Members and Channels Bent About Their Minor Axis . . . . . . . . . 312 F7. Square and Rectangular HSS and Box-Shaped Members . . . . . . . . . . . . . . . 312 F8. Round HSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314 F9. Tees and Double Angles Loaded in the Plane of Symmetry . . . . . . . . . . . . . 314 F10. Single Angles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317 1. Yielding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 2. Lateral-Torsional Buckling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 3. Leg Local Buckling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321 F11. Rectangular Bars and Rounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322 F12. Unsymmetrical Shapes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 F13. Proportions of Beams and Girders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 1. Strength Reductions for Members With Holes in the Tension Flange . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 2. Proportioning Limits for I-Shaped Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 3. Cover Plates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 5. Unbraced Length for Moment Redistribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 G. DESIGN OF MEMBERS FOR SHEAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 G1. General Provisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 G2. Members With Unstiffened or Stiffened Webs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 1. Shear Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 2. Transverse Stiffeners . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 G3. Tension Field Action . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 1. Limits on the Use of Tension Field Action . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 2. Shear Strength With Tension Field Action . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 3. Transverse Stiffeners . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 G4. Single Angles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 G5. Rectangular HSS and Box-Shaped Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329 AISC_PART 16_Spec.1_A:14th Ed. 1/20/11 7:56 AM Page xviii
  15. 15. TABLE OF CONTENTS 16.1–xix Specification for Structural Steel Buildings, June 22, 2010 AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION G6. Round HSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330 G7. Weak Axis Shear in Doubly and Singly Symmetric Shapes . . . . . . . . . . . . . 330 G8. Beams and Girders with Web Openings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330 H. DESIGN OF MEMBERS FOR COMBINED FORCES AND TORSION . . . . 331 H1. Doubly and Singly Symmetric Members Subject to Flexure and Axial Force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 1. Doubly and Singly Symmetric Members Subject to Flexure and Compression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 2. Doubly and Singly Symmetric Members in Flexure and Tension . . . . . 335 3. Doubly Symmetric Rolled Compact Members Subject to Single Axis Flexure and Compression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335 H2. Unsymmetric and Other Members Subject to Flexure and Axial Force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338 H3. Members Subject to Torsion and Combined Torsion, Flexure, Shear and/or Axial Force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341 1. Round and Rectangular HSS Subject to Torsion . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341 2. HSS Subject to Combined Torsion, Shear, Flexure and Axial Force . . 342 3. Non-HSS Members Subject to Torsion and Combined Stress . . . . . . . 343 H4. Rupture of Flanges With Holes Subject to Tension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343 I. DESIGN OF COMPOSITE MEMBERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344 I1. General Provisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345 1. Concrete and Steel Reinforcement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345 2. Nominal Strength of Composite Sections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346 2a. Plastic Stress Distribution Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346 2b. Strain-Compatibility Aproach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347 3. Material Limitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347 4. Classification of Filled Composite Sections for Local Buckling . . . . . 348 I2. Axial Force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349 1. Encased Composite Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350 1a. Limitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350 1b. Compressive Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350 1c. Tensile Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351 2. Filled Composite Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351 2a. Limitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351 2b. Compressive Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351 2c. Tensile Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352 I3. Flexure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352 1. General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352 1a. Effective Width . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353 1b. Strength During Construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353 2. Composite Beams With Steel Headed Stud or Steel Channel Anchors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353 AISC_PART 16_Spec.1_A:14th Ed. 1/20/11 7:56 AM Page xix
  16. 16. 16.1–xx TABLE OF CONTENTS Specification for Structural Steel Buildings, June 22, 2010 AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION 2a. Positive Flexural Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357 2b. Negative Flexural Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359 2c. Composite Beams With Formed Steel Deck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360 2d. Load Transfer Between Steel Beam and Concrete Slab . . . . . . . . . . . . 360 3. Encased Composite Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362 4. Filled Composite Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363 I4. Shear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365 1. Filled and Encased Composite Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365 2. Composite Beams With Formed Steel Deck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365 I5. Combined Flexure and Axial Force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365 I6. Load Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370 1. General Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370 2. Force Allocation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370 3. Force Transfer Mechanisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371 3a. Direct Bearing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371 3b. Shear Connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372 3c. Direct Bond Interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372 4. Detailing Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372 I7. Composite Diaphragms and Collector Beams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374 I8. Steel Anchors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376 1. General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376 2. Steel Anchors in Composite Beams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377 2a. Strength of Steel Headed Stud Anchors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377 2b. Strength of Steel Channel Anchors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379 2d. Detailing Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380 3. Steel Anchors in Composite Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380 I9. Special Cases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382 J. DESIGN OF CONNECTIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383 J1. General Provisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383 1. Design Basis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383 2. Simple Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383 3. Moment Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383 4. Compression Members With Bearing Joints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384 5. Splices in Heavy Sections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384 6. Weld Access Holes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386 7. Placement of Welds and Bolts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387 8. Bolts in Combination With Welds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388 9. High-Strength Bolts in Combination With Rivets . . . . . . . . . . . . . . . . . 388 10. Limitations on Bolted and Welded Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388 J2. Welds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388 1. Groove Welds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389 1a. Effective Area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389 AISC_PART 16_Spec.1_A:14th Ed. 1/20/11 7:56 AM Page xx
  17. 17. TABLE OF CONTENTS 16.1–xxi Specification for Structural Steel Buildings, June 22, 2010 AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION 1b. Limitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389 2. Fillet Welds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389 2a. Effective Area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389 2b. Limitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389 3. Plug and Slot Welds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395 3a. Effective Area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395 3b. Limitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395 4. Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396 5. Combination of Welds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400 6. Filler Metal Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400 7. Mixed Weld Metal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400 J3. Bolts and Threaded Parts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400 1. High-Strength Bolts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400 2. Size and Use of Holes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401 3. Minimum Spacing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402 4. Minimum Edge Distance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402 5. Maximum Spacing and Edge Distance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402 6. Tension and Shear Strength of Bolts and Threaded Parts . . . . . . . . . . . 402 7. Combined Tension and Shear in Bearing-Type Connections . . . . . . . . 404 8. High-Strength Bolts in Slip-Critical Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . 406 9. Combined Tension and Shear in Slip-Critical Connections . . . . . . . . . 410 10. Bearing Strength at Bolt Holes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410 12. Tension Fasteners . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411 J4. Affected Elements of Members and Connecting Elements . . . . . . . . . . . . . . 411 1. Strength of Elements in Tension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411 2. Strength of Elements in Shear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411 3. Block Shear Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411 4. Strength of Elements in Compression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413 J5. Fillers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413 J7. Bearing Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413 J8. Column Bases and Bearing on Concrete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414 J9. Anchor Rods and Embedments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414 J10. Flanges and Webs with Concentrated Forces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415 1. Flange Local Bending . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416 2. Web Local Yielding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417 3. Web Local Crippling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417 4. Web Sidesway Buckling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418 5. Web Compression Buckling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418 6. Web Panel-Zone Shear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419 7. Unframed Ends of Beams and Girders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421 8. Additional Stiffener Requirements for Concentrated Forces . . . . . . . . 422 9. Additional Doubler Plate Requirements for Concentrated Forces . . . . 423 AISC_PART 16_Spec.1_A:14th Ed. 1/20/11 7:56 AM Page xxi
  18. 18. 16.1–xxii TABLE OF CONTENTS Specification for Structural Steel Buildings, June 22, 2010 AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION K. DESIGN OF HSS AND BOX MEMBER CONNECTIONS . . . . . . . . . . . . . . . 425 K1. Concentrated Forces on HSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425 1. Definitions of Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425 2. Round HSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425 3. Rectangular HSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425 K2. HSS-to-HSS Truss Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428 1. Definitions of Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431 2. Round HSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431 3. Rectangular HSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433 K3. HSS-to-HSS Moment Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 436 K4. Welds of Plates and Branches to Rectangular HSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437 L. DESIGN FOR SERVICEABILITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439 L1. General Provisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439 L2. Camber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440 L3. Deflections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440 L4. Drift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441 L5. Vibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442 L6. Wind-Induced Motion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443 L7. Expansion and Contraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444 L8. Connection Slip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444 M. FABRICATION AND ERECTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445 M1. Shop and Erection Drawings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445 M2. Fabrication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445 1. Cambering, Curving and Straightening . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445 2. Thermal Cutting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445 4. Welded Construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446 5. Bolted Construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446 10. Drain Holes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446 11. Requirements for Galvanized Members . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447 M3. Shop Painting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448 1. General Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448 3. Contact Surfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448 5. Surfaces Adjacent to Field Welds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448 M4. Erection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448 2. Stability and Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448 4. Fit of Column Compression Joints and Base Plates . . . . . . . . . . . . . . . 448 5. Field Welding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449 N. QUALITY CONTROL AND QUALITY ASSURANCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450 N1. Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450 N2. Fabricator and Erector Quality Control Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451 N3. Fabricator and Erector Documents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452 1. Submittals for Steel Construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452 AISC_PART 16_Spec.1_A:14th Ed. 1/20/11 7:56 AM Page xxii
  19. 19. TABLE OF CONTENTS 16.1–xxiii Specification for Structural Steel Buildings, June 22, 2010 AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION 2. Available Documents for Steel Construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452 N4. Inspection and Nondestructive Testing Personnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453 1. Quality Control Inspector Qualifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453 2. Quality Assurance Inspector Qualifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453 3. NDT Personnel Qualifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453 N5. Minimum Requirements for Inspection of Structural Steel Buildings . . . . . 454 1. Quality Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454 2. Quality Assurance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454 3. Coordinated Inspection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455 4. Inspection of Welding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .456 5. Nondestructive Testing of Welded Joints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460 5a. Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460 5b. CJP Groove Weld NDT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460 5c. Access Hole NDT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462 5d. Welded Joints Subjected to Fatigue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462 5e. Reduction of Rate of Ultrasonic Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462 5f. Increase in Rate of Ultrasonic Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463 6. Inspection of High-Strength Bolting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463 7. Other Inspection Tasks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464 N6. Minimum Requirements for Inspection of Composite Construction . . . . . . 466 N7. Approved Fabricators and Erectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466 APPENDIX 1. DESIGN BY INELASTIC ANALYSIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468 1.1. General Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468 1.2. Ductility Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470 1. Material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471 2. Cross Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471 3. Unbraced Length . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472 4. Axial Force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473 1.3. Analysis Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473 1. Material Properties and Yield Criteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474 2. Geometric Imperfections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474 3. Residual Stresses and Partial Yielding Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474 APPENDIX 2. DESIGN FOR PONDING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476 APPENDIX 3. DESIGN FOR FATIGUE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479 3.1. General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479 3.2. Calculation of Maximum Stresses and Stress Ranges . . . . . . . . . . . . . . 479 3.3. Plain Material and Welded Joints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480 3.4. Bolts and Threaded Parts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481 3.5. Special Fabrication and Erection Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482 APPENDIX 4. STRUCTURAL DESIGN FOR FIRE CONDITIONS . . . . . . . . . 483 4.1. General Provisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483 AISC_PART 16_Spec.1_A:14th Ed. 1/20/11 7:56 AM Page xxiii
  20. 20. 16.1–xxiv TABLE OF CONTENTS Specification for Structural Steel Buildings, June 22, 2010 AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION 4.1.1. Performance Objective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483 4.1.2. Design by Engineering Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483 4.1.4. Load Combinations and Required Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484 4.2. Structural Design for Fire Conditions by Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485 4.2.1. Design-Basis Fire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485 4.2.1.1. Localized Fire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485 4.2.1.2. Post-Flashover Compartment Fires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485 4.2.1.3. Exterior Fires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486 4.2.1.4. Active Fire Protection Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486 4.2.2. Temperatures in Structural Systems Under Fire Conditions . . . . . 486 4.2.3. Material Strengths at Elevated Temperatures . . . . . . . . . . . . . . . . 490 4.2.4. Structural Design Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 491 4.2.4.1. General Structural Integrity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 491 4.2.4.2. Strength Requirements and Deformation Limits . . . . . . . . . . . . . . 491 4.2.4.3. Methods of Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 491 4.2.4.3a. Advanced Methods of Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 491 4.2.4.3b. Simple Methods of Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492 4.2.4.4. Design Strength . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492 4.3. Design by Qualification Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493 4.3.1. Qualification Standards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493 4.3.2. Restrained Construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493 4.3.3. Unrestrained Construction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494 Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495 APPENDIX 5. EVALUATION OF EXISTING STRUCTURES . . . . . . . . . . . . . . 497 5.1. General Provisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497 5.2. Material Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497 1. Determination of Required Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497 2. Tensile Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497 4. Base Metal Notch Toughness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498 5. Weld Metal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498 6. Bolts and Rivets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498 5.3. Evaluation by Structural Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498 2. Strength Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498 5.4. Evaluation by Load Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499 1. Determination of Load Rating by Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499 2. Serviceability Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499 5.5. Evaluation Report . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500 APPENDIX 6. STABILITY BRACING FOR COLUMNS AND BEAMS . . . . . . 501 6.1. General Provisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 501 6.2. Column Bracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504 6.3. Beam Bracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 505 1. Lateral Bracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506 2. Torsional Bracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506 AISC_PART 16_Spec.1_A:14th Ed. 1/20/11 7:56 AM Page xxiv
  21. 21. TABLE OF CONTENTS 16.1–xxv Specification for Structural Steel Buildings, June 22, 2010 AMERICAN INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION 6.4 Beam-Column Bracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 508 APPENDIX 7. ALTERNATIVE METHODS OF DESIGN FOR STABILITY . . 509 7.2. Effective Length Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 509 7.3. First-Order Analysis Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 518 APPENDIX 8. APPROXIMATE SECOND-ORDER ANALYSIS . . . . . . . . . . . . . 520 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527 AISC_PART 16_Spec.1_A:14th Ed. 1/20/11 7:56 AM Page xxv

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