609砂箱计算书

钢砂筒设计计算书1、计算参数1）Q235钢材强度设计值：钢材厚度或者直径≤16mm，抗拉、抗压和抗弯f=215Mpa，抗剪fv=125Mpa；钢材厚度或者直径（16~40mm），抗拉、抗压和抗弯f=205Mpa，抗剪fv=120Mpa；2）Q235钢焊角缝强度设计值：角焊缝，抗拉、抗压和抗剪ftw=160Mpa；3）砂的容许承压应力根据路桥计算手册P452，[δ]=10Mpa,砂进行预压后，可以取30Mpa。2、计算模型砂筒取顶部钢盖梁支反力F为设计荷载，取F=200t。砂筒顶心顶板为20mm厚钢板，顶心侧壁为10mm厚钢板，顶心内灌入C30混凝土，增加顶心的刚度。砂筒外筒侧壁采用12mm厚钢板进行制作，底板为30mm厚钢板，砂筒侧壁开2个Ф32mm漏砂口，漏砂口采用M30螺栓+螺母封堵。圆筒与顶底板焊接采用双面角焊缝，焊缝高度不小于筒壁厚度。3、计算内容（1）由砂子应力确定最小顶心外径d0并选择外筒（标准管）直径d0=(4F/π[σ])^0.5=（4×2000000/3.14×10）^0.5=505mm选择外筒（标准管）外直径d2=609mm最终确定顶心外径d1=d2-2δ-2Δ=609-2×12-2×5=575mm505mm（2）验算筒壁应力T=4F(d2-δ)H/(πd12)=4×2000000×(609-12)×150/(3.14×5752)=690065Nσ=T/[2δ(H+h0-d3)]=690065/[2×12×(100+100+50-32)]=132N/mm2（3）验算外筒底板应力当砂筒放置于地面或刚度较大的构件上（如跨度很小的型钢），可以不用计算底板应力；当砂筒放置于钢管立柱顶部时，则必须计算底板应力，这时底板厚度考虑加上钢管柱顶法兰钢板厚度。q=2000000/(3.14×575^2/4)=7.7N/mm2最大应力（圆板中心处）σmax=3×(3+μ)qr2/(8t2)=3×(3+0.3)×7.7×304.52/(8×702)=180N/mm2最大挠度（圆板中心处）Wmax=(5+μ)qr4/[(1+μ)×64D]D=Et3/12(1-μ2)Wmax=0.65mm各字母符号意义：F——砂筒所受外力设计值，取200t；d0——砂筒顶心计算最小外径；d1——砂筒顶心实际取用外径；d2——外筒外径；d3——放砂孔直径，取42mm；δ——外筒壁厚，取12mm；Δ——内外筒间隙，取5mm；h0——顶心放入砂筒的深度，取100mm；H——顶心底距外筒底高度，取150mm；T——筒壁环向内力；σ——筒壁环向应力；q——砂子应力；[σ]——砂子容许承压应力，可采用10Mpa，如将其预压，可达30Mpa；μ——钢材泊松比，取0.3；r——外筒半径；t——圆形底板厚度（叠加钢管柱顶法兰钢板厚度不小于70mm）；E——钢材弹性模量，取20600m/mm2；D——薄板弯曲钢度。