Solutions Manual for Structural Steel Design 4th Edition by Abi O. Aghayere | Complete Chapters 1–14 | 2025/2026 100% Verified Correct Revised Edition

All13ChaptersCovered
lI lI lI




SOLUTIONS

, Contents
Chapter 1 ...................................................................................................................................... 1
Il




Chapter 2 ...................................................................................................................................... 6
Il




Chapter 3 ...................................................................................................................................... 23
Il




Chapter 4 ...................................................................................................................................... 41
Il




Chapter 5 ...................................................................................................................................... 55
Il




Chapter 6 ...................................................................................................................................... 62
Il




Chapter 7 ...................................................................................................................................... 74
Il




Chapter 8 ...................................................................................................................................... 84
Il




Chapter 9 ...................................................................................................................................... 92
Il




Chapter 10..................................................................................................................................... 109
Il




Chapter 11..................................................................................................................................... 119
Il




Chapter 12..................................................................................................................................... 137
Il




Chapter 13..................................................................................................................................... 154
Il




AppendixB .................................................................................................................................... 159
Il




@@
SeSies im
smiciii cs iosloaltaiotinon

,Problem 1-4 Il




The size and cross-sectional areas are obtained from Part 1 of the AISCM as follows:
Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il




Size Self-weight (lb/ft.) Il Cross-sectional area (in2) Il Il




W14x22 22 6.49
W21x44 44 13.0
HSS 6x6x½ Il 35.11 9.74
L6x4x½ 16.2 4.75
C12x30 30 8.81
WT18x128 128 37.7


Problem 1-5 Il




a)

Element A y Ay I d = y-y
Il Il Il
I + Ad2
Il Il




top flange Il 21 26.25 551.25 3.94 -12.75 3418
web 21 13.5 283.5 1008 0 1008
bot flange Il 21 0.75 15.75 3.94 12.75 3418
= Il 63 in.2 Il 850.5 I = 7844 in.4
Il Il Il




Ay 850.5
y= = = 13.5 in.
Il Il


Il Il Il Il Il




A 63
Self weight = (63/144)(490 lb/ft3) = 214 lb/ft.
Il Il Il Il Il Il Il




b)

Element A y Ay I d = y-y
Il Il Il
I + Ad2
Il Il




top plate Il 2.63 18.26 47.93 0.03 -9.04 214.3
beam 10.3 9.23 95.02 510 0 510
bot plate Il 2.63 0.188 0.49 0.03 9.04 214.3
= Il 15.55 in.2 Il 143.4 I = 939 in.4
Il Il Il




Ay 143.4
y= = = 9.23 in.
Il Il


Il Il Il Il Il

I l




A 15.55
Self weight = (15.55/144)(490 lb/ft3) = 52.9 lb/ft.
Il Il Il Il Il Il Il




c) From AISCM Table 1-20, Ix = 314 in.4
Il Il Il Il I l Il Il Il




Area = 13.8 in2 Il Il Il




Self weight = 47.1 lb/ft. Il Il Il Il




@@
Se
Siesim
sm 1
iciiicsiosloa ltaiotinon

, Problem 1-7 Il




Plot the idealized stress-strain diagram for a 6-in. wide by ½-in. thick plate and a 6-in. wide by 1-in. thick
Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il




plate of ASTM A36 steel. Assume that the original length between two points on the specimen over which
Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il




the elongation will be measured (i.e. the gage length) is 2-in.
Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il




Solution:

Gage length, Lo = 2 in. Il Il Il Il Il




For 6 x ½-in. plate, Area = (6 in.)(½ in.) = 3 in2 E =
Il Il Il Il I l Il Il Il Il Il Il Il Il Il




29,000 ksi
Il Il




P Stress = P/A Il Il Strain,  = P/EA Il Il Il Elongation, Lo = Strain x gage length = Lo Il Il Il Il Il Il Il Il




(kips) (ksi) (in.)
0 0 0 0
20 6.67 0.00023 0.00046
40 13.33 0.00046 0.00092
60 20.0 0.00069 0.00138
80 26.67 0.00092 0.00184
100 33.33 0.00111 0.00222
108 36.0 0.00124 0.00248



For 6 x 1-in. plate, Area = (6 in.)(1 in.) = 6 in2
Il Il Il Il I l Il Il Il Il Il Il Il




P Stress = P/A Il Il Strain,  = P/EA Il Il Il Elongation, Lo = Strain x gage length = Lo Il Il Il Il Il Il Il Il




(kips) (ksi) (in.)
0 0 0 0
40 6.67 0.00023 0.00046
80 13.33 0.00046 0.00092
120 20.0 0.00069 0.00138
160 26.67 0.00092 0.00184
200 33.33 0.00111 0.00222
216 36.0 0.00124 0.00248


Problem 1-8 Il




Determine the most economical layout of the roof framing (joists and girders) and the gage
Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il




(thickness) of the roof deck for a building with a 25 ft x 35 ft typical bay size. The total roof dead load is
Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il




I25 psf and the snow load is 35 psf. Assume a 1½” deep galvanized wide rib deck and an estimated
l Il Il Il Il Il Il Il Il Il I l Il Il Il Il Il Il Il Il Il




weight of roof framing of 6 psf.
Il Il Il Il Il Il Il




*Assume beams (or joists) span the 35’ direction Il Il Il Il Il Il Il




* Assume 3-span condition Il Il




*Total roof load = (25psf + 35psf) – 6psf = 54psf
Il Il Il Il Il Il Il Il Il Il




@@
Se
Siesimiciiicsiosloa ltaiotinon
sm 2