steps to design tension member

step-1   Determination of required area-
                                                    
                        Areq.= P/σat          where, P=total axial tension
                                                                         σat=axial permissible stress in                                                                                            tension=0.6 fy
          generally the value of σat varies with respect to dia of bar preffered
          upto 20mm dia. permissible stress is 0.6 fy but if bar dia increses then            permissible stress decreases.


step-2  computation of gross area -
           gross area varies with respect to connection of angle .
              a. if two angles connected to gusset plate at one side-

                      Agross= 1.35Areq.               where, Agross = gross area 

              b.  if two angles connected both side of gusset plate-
                  
                     Agross= 1.25 Areq.

                  c.  if one angle connected to gusset plate -
       
                     Agross= 1.2 - 1.4 Areq.

                  d.  if angle connected with welding -
     
                     Agross= 1.1 Areq.

step-3  choose section as per gross area-
              available area>gross area

step-4  compute net area of section -

         a. if single angle connected to gusset plate -
         
           Anet= A1 + K1•A2                  where, A1= area of connected leg
                                                                         A2= area of unconnected leg

                A1= t(L-t/2-nd)                 t = thickness of angle
                                                           L=length of connected angle
                                                           d= dia. of rivet hole

                A2= t(L-t/2)

               K1 = (3 A1)/(3A1+ A2)

           b.  if two angles connected to the gusset plate at one side-
        
                 Anet= A1 + K2•A2

                    K2= (5A1)/(5A1+A2)

        c. if two angles connected to gusset plate both side-
              
                Anet= gross area- hole area
      
             hole area=ndt


step-5  compute the load carrying capacity of section -
            
              Pstrength= σat× Anet
     
                      Pstrength > P        hence design ok.

step-6  check the slenderness ratio -
        
            λ= l/rmin.   < 350    (if earthquake & wind load also considered)
                                < 180  (if earthquake & wind load is not considered)
                                                 
step-7  Design of end connection -
          
             1.Rivet connection-
           
              a. determine size of rivet by using unwin's formula-
                          ⲫ=6.01√t           t= thickness of thinner plate.
                      b. determine dia of hole -
                       d= ⲫ+1.5 , if ⲫ<25
                       d= ⲫ+2    , if ⲫ>25

                 c. compute Ps,Pb & Pt -
                      
                     Ps= n• (π/4) • d•d × 𝛕v

                           Pb= ndt × 𝜎b

                           Pt= (s-nd)t×σt

tearing is also taken as 0.6 fy & in field rivet it reduces by 10%
minimum of three is called as strength of joint. and minimum of Ps & Pb is known as rivet value(R). 
                           R=P/n                n= number of rivet required.
                                                               P= axial tension
                                                               R= rivet value
                                                               Ps= permissible strength of rivet in shear
                                                               Pb= permissible strength of rivet in bearing
                 S>2.5•ⲫ                                Pt= permissible strength of rivet in tearing
                                                                S= pitch of rivet
      
                                      d. compute efficiency of joint-
                        
                         Pp= s×t× σt                , σt = 0.6 fy 
                                                                    
                                                    Pp= strength of plate.


             efficiency of joint = (strength of joint)/(strength of plate)

          2. weld connection -

          a. compute size of weld-

       

              maximum size of weld = t-1.5
               b. determine throat thickness-
                
               t= (size of weld )/√2
           c. determine strength of weld -

                strength of weld = L×t×σw                    σw = permissible stress in weld 
                                                                                              L = length of weld