4.3 Mce Sap Shillqui 01-02 Rosaspampa Vf.pdf

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PROYECTO: “AMPLIACIÓN DE SISTEMAS DE AGUA Y SANEAMIENTO EN LA COMUNIDAD DE SANTA CRUZ DE PICHIU” SUB PROYECTO: CONSTRUCCIÓN Y MEJORAMIENTO DE LOS SISTEMAS DE AGUA POTABLE DE LAS LOCALIDADES DE SHILLQUI 01-SHILLQUI 02 Y ROSASPAMPA

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  4.3 DISEÑO Y CÁLCULO ESTRUCTURAL 4.3.1. RESERVORIO DE AGUA POTABLE SHILLQUI SECTOR 01 4.3.1.1 CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL  El reservorio de agua potable de volumen 2.5 m3, denominado “Reservorio de 2.50 m3 para la Localidad de Shillqui Sector 01”, se encuentra ubicado en la parte alta de su sector de abastecimiento.  La

estructura

está

conformada

por

elementos

laminares

rectos

adecuadamente elegidos para resistir las solicitaciones externas como son: Techo, pared, zapata corrida y placa de cimentación.  La presente Memoria de Cálculo comprende solo el diseño estructural.  El tanque está ubicado en la zona sierra de nuestro país, correspondiente a una zona sísmica Zona 3, por lo tanto la edificación debe ser Sismo resistente 4.3.1.2 CARGAS a.

Carga Muerta Peso propio, peso de tuberías y accesorios.  Peso específico del concreto armado

=

2400 kg/m³

 Peso específico del mortero

=

2000 kg/m³

 Peso específico de tuberías

=

7250 kg/m³

=

150 kg/m2

=

1000 Kg/m3

b. Carga Viva (NTE E.020)  Carga viva del techos  Carga viva del agua

(peso específico)

4.3.1.3 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS GENERALES Para el diseño de los elementos estructurales se han considerado las siguientes especificaciones generales.

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  Materiales: Acero Estructural

fy = 4200kg/cm2

Concreto Elemento

f'c (Kg/cm2)

Techo

210

Pared

210

Cimiento

210

Recubrimientos libres mínimos: Zapatas:

r = 7.5 cm

Paredes

r = 7.0 cm

Techo

r = 4.0 cm

4.3.1.4 ESTUDIO DE SUELOS El Estudio de Mecánica de Suelos, indica que el suelo tiene las siguientes características: Para el reservorio de Shillqui 01: Clasificación

:

MH

Capacidad Portante

:

t = 0.77 kg/cm2

Angulo de fricción interna

:

 = 22.9°

Peso unitario

:

 =1.69

Asentamiento diferencial máx. :

Ton/m3

L/500 (No se permiten grietas)

4.3.1.5 PRE DIMENSIONAMIENTO Las dimensiones iniciales de los elementos estructurales se determinan en base a lo recomendado por el ACI 350 para estructuras sanitarias:

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  4.3.1.6 ANÁLISIS Y DIMENSIONAMIENTO DEL ACERO DE REFUERZO DEL RESERVORIO

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  4.3.2 RESERVORIO DE AGUA POTABLE SHILLQUI SECTOR 02 4.3.2.1 CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL  El reservorio o tanque de agua potable de volumen 2.5 m3, denominado “Reservorio de 2.5 m3 para la Localidad de Shillqui Sector 02”, se encuentra ubicado encima de la localidad de Shillqui Sector 02, al costado del Reservorio de riego de la misma localidad.  Las estructuras están conformada por elementos laminares rectos adecuadamente elegidos para resistir las solicitaciones externas como son: Techo, pared, zapata corrida y placa de cimentación.  La presente Memoria de Cálculo comprende solo el diseño estructural.  El tanque está ubicado en la zona sierra de nuestro país, correspondiente a una zona sísmica Zona 3, por lo tanto la edificación debe ser Sismo resistente 4.3.2.2 CARGAS c.

Carga Muerta Peso propio, peso de tuberías y accesorios.  Peso específico del concreto armado

=

2400 kg/m³

 Peso específico del mortero

=

2000 kg/m³

 Peso específico de tuberías

=

7250 kg/m³

=

150 kg/m2

=

1000 Kg/m3

d. Carga Viva (NTE E.020)  Carga viva del techos  Carga viva del agua

(peso específico)

4.3.2.3 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS GENERALES Para el diseño de los elementos estructurales se han considerado las siguientes especificaciones generales. Materiales: Acero Estructural Concreto

fy = 4200kg/cm2

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  Elemento

f'c (Kg/cm2)

Techo

210

Pared

210

Cimiento

210

Recubrimientos libres mínimos: Zapatas:

r = 7.5 cm

Paredes

r = 7.0 cm

Techo

r = 4.0 cm

4.3.2.4 ESTUDIO DE SUELOS El Estudio de Mecánica de Suelos, indica que el suelo tiene las siguientes características: Clasificación

:

GC - GM

Capacidad Portante

:

t = 1.96 kg/cm2

Angulo de fricción interna

:

 = 31.18°

Profundidad de cimentación

:

1.10 m ≥ 1.00m (recomendado)

Peso unitario

:

 =1.89

Asentamiento diferencial máx. :

Ton/m3

L/500 (No se permiten grietas)

4.3.2.5 PRE DIMENSIONAMIENTO Las dimensiones iniciales de los elementos estructurales se determinan en base a lo recomendado por el ACI 350 para estructuras sanitarias:

DISEÑO DE RESERVORIOS DE 2.5M3 PARA AGUA POTABLE Proyecto:

CONSTRUCCIÓN DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE DE LA LOCALIDAD DE SHILLQUI SECTOR 02

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  2.5 m3

CAPACIDAD DEL RESERVORIO

Ancho de la pared (b) Altura de agua (h) Bordo Libre (B.L) Altura total (H) Peso específico del agua Peso específico del terreno Capacidad de carga terreno f´c =

1.60 1.00 0.20 1.20 1000.00

m. m. m. m. Cap. Neta = 3 kg/m 1800.00 kg/m3 0.84 kg/cm2 210.00 kg/cm2

2.56 m3

Cálculo de Momentos y espesor b/h =

1.60

M = a h3

1000 b/h

x/h

1.60

y=0

y = b/4

Mx

My

Mx

My

0

0.00

1.00

0.00

0.00

1/4

0.00

5.00

0.00

1.00

1/2

2.00

6.00

1.00

1.00

3/4

4.00

6.00

1.00

1.00

1

-15.00

-3.00

-8.00

-2.00

Máximo Momento Vertical Máximo Momento Horizontal espesor de la pared (e) ft=0.85(f´c)1/2 b recubrimiento Máximo Momento Absoluto e = [ 6M / ft b]1/2

ft = b= r= e=

espesor de la pared a tomar peralte efectivo

Mx = My =

15.000 kg - m 9.000 kg - m

12.32 100.00 7 M= 2.70

kg/cm2 cm. cm 15.000 kg - m cm

d=

e= 3.00 cm.

L=

1.7 m.

e=

4.44 cm

10.00 cm.

Losa de cubierta luz de cálculo (L) espesor de la losa

e = L / 36 =

calculado

y = b/2 Mx My 0.00 2.00 1.00 4.00 2.00 9.00 1.00 7.00 0.00 0.00

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  e= Según RNC Metrado de Cargas Momento Flexionante recubrimiento

W= M= r=

10.00 cm

asumido

390.00 kg/m2 40.58 kg - m 2.5 cm

Cálculo del peralte efectivo (d)

d = [M / R b]1/2

b= W= f´c = fs = fc = n = Es/Ec =(2.1x106)/(W1.5x4200x(f´c)1/2) k = 1 / (1+fs/(nfc) j = 1- k/3 = R = fc x j x k / 2

100.00 2.40 210.00 1400.00 79.00

cm. Tn/m3 kg/cm2 kg/cm2 kg/cm2 9.280

0.344 0.885 12.020

Peralte efectivo (d)

1.84 cm.

espesor de la losa ( e = d + r ) =

4.34 cm.

espesor de la losa a tomar peralte efectivo

d=

e= 7.50 cm.

10.00 cm.

Losa de fondo espesor de la losa asumido luz interna Carga (W) Momento de empot. Extremos M= -0.529WL2/192= Momento en el centro M = 0.0513WL2/384 = Chequeo del espesor f'c = M= ft=0.85(f´c)1/2 = b= recubrimiento ( r )

210 9.59 12.32 100.00 4.00

e = [ 6M / ft b]1/2 = espesor de la losa de fondo a tomar peralte efectivo

15 cm 1.60 m 1360 kg/m2 -9.59 kg - m 0.47 kg - m

kg/cm2 kg - m kg/cm2 cm. cm

2.16 cm.

d=

e= 11.00 cm.

15.00 cm.

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  La cimentación del tanque está conformada por muros + zapata corrida, asimismo se considera un solado debajo de la cimentación, el cual dentro del modelamiento estructural representa un papel importante. Las dimensiones iniciales se determinan a continuación como: 4.3.2.6 ANÁLISIS Y DIMENSIONAMIENTO DEL ACERO DE REFUERZO DEL RESERVORIO

DISEÑO DE RESERVORIOS PARA AGUA POTABLE Proyecto:

: CONSTRUCCIÓN DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE DE LA LOCALIDAD DE SHILLQUI SECTOR 02 2 m3

CAPACIDAD DEL RESERVORIO Ancho de la pared Altura de agua Bordo Libre Altura total

DESCRIPCION Momentos "M" (kg-m) espesor "e" recubrimiento "r" Peralte efectivo Fatiga de Trabajo "fs" (kg/cm2) n = Es/Ec = 2.1x106 1.5 W x4200x(f´c)1/2 fc = 79 kg/cm2 k= 1 1 + fs/(nfc) j= 1 - (k/3) Area de Acero ( cm2) As = 100xM fs x j x d C b (cm) espersor "e" (cm) Acero mínimo ( cm2) As mín = C x b x e Area efectiva As ( cm2) Area efectiva As mín ( cm2) Elegir  de la varilla (3/8" ó 1/2") Espaciamiento del acero (m) Distribución refuerzo

b= h= BL = H=

1.60 1.00 0.20 1.20

m. m. m. m.

PARED VERTICAL HORIZONTAL 15 9 10.00 10.00 7 7 3.00 3 900 900 9 9

LOSA DE CUBIERTA 40.58 10.00 2.50 7.50 1400.00 9.28

LOSA DE FONDO 9.59 15.00 4.00 11.00 900 9

79 0.441

79 0.441

79 0.344

79 0.441

0.853

0.853

0.885

0.853

0.65

0.39

0.44

0.11

0.0015 100 10.00

0.0015 100 10.00

0.0017 100 10.00

0.0017 100 15.00

1.5 0.71 2.13 3/8 0.25 3/8'' @ 0.25m.

1.5 0.71 2.13 3/8 0.25 3/8''@ 0.25m.

1.7 0.71 2.13 3/8 0.20 3/8''@ 0.2m.

2.55 0.71 2.84 3/8 0.25 3/8''@ 0.25m.

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  4.3.2.7 POZO RECOLECTOR.  El pozo recolector se encuentra ubicado en la parte final de los sub drenes y cuenta con un largo de 1.30m y un ancho de 1.30 m con una profundidad de 1.30.  La

estructura

está

conformada

por

elementos

laminares

rectos

adecuadamente elegidos para resistir las solicitaciones externas como son: losa superior, paredes verticales, loza inferior.  La presente Memoria de Cálculo comprende solo el diseño estructural.  El pozo recolecto está ubicado en la zona sierra de nuestro país, correspondiente a una zona sísmica Zona 3, por lo tanto la edificación debe ser Sismo resistente 

CARGAS e.

Carga Muerta Peso propio, peso de tuberías y accesorios.

f.

 Peso específico del concreto armado

=

2400 kg/m³

 Peso específico del mortero

=

2000 kg/m³

 Peso específico de tuberías

=

7250 kg/m³

 Carga viva en cúpula del techos

=

100 kg/m2

 Carga viva del lodo

=

1400 Kg/m3

Carga Viva (NTE E.020)

(peso específico)

g. Carga Dinámica (NTE E.030, ACI 350.3-01)  Espectro de Respuesta de Pseudo aceleraciones:

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  Parámetros para un suelo intermedio:

Factor

Símbolo

Valor

Zona

Z

0.4

Zona 3

Suelo

S

1.2

Tipo S2

Importancia

I

1

Reducción

R

2.75

Reducción

R

1

SUELO INTERMEDIO

Tp (seg)

0.6

Tanque Abastecimiento Estructura

Sa = (ZICS/R)xg

Espectro de Pseudoaceleraciones para el Tanque Septico

0.50 0.45 0.40

Sa=(ZICS/R).g

0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

T



ESPECIFICACIONES TÉCNICAS GENERALES Para el diseño de los elementos estructurales se han considerado las siguientes especificaciones generales.

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  Materiales: Acero Estructural

fy = 4200kg/cm2

Concreto Elemento

f'c (Kg/cm2)

Losa Superior

210

Muros Verticales Long

210

Muros Verticales Transv

210

Losa Inferior

210

Recubrimientos libres mínimos:



Losa Inferior:

r = 7.5 cm

Muros Verticales

r = 5.0 cm

Losa Superior

r = 3.0 cm

ESTUDIO DE SUELOS El Estudio de Mecánica de Suelos, indica que el suelo tiene las siguientes características: Clasificación

:

CH

Capacidad Portante

:

t = 1.04 kg/cm2

Angulo de fricción interna

:

 = 21.89°

Profundidad de cimentación

:

1.10 m ≥ 1.00m (recomendado)

Peso unitario

:

 =1.81

Asentamiento diferencial máx. :

Ton/m3

L/500 (No se permiten grietas)

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  

PRE DIMENSIONAMIENTO Las dimensiones iniciales de los elementos estructurales se determinan en base a lo recomendado por el ACI 350 para estructuras sanitarias:

Imagen del modelado del pozo colector e proceso de modelado.

Imagen del modelado del pozo colector modelado.. La cimentación del tanque está conformada zapata corrida, asimismo se considera un solado debajo de la cimentación, el cual dentro del modelamiento

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  estructural representa un papel importante, no pudiendo dejar de construirse, bajo responsabilidad. 

ANÁLISIS ESTRUCTURAL a. Combinaciones de Carga Para el Diseño por Cargas de Servicio se tiene: S1: D + F S2: D + F + L S3: D + F + 0.75 (Ex + Fdin)

Fdin: Presión Hidrodinámica de lodos

S4: D + F + 0.75 (0.75 (Ex + Fdin)) + 0.75L S: Envolvente (S1, S2, S3, S4) b. Esfuerzos de Diseño Los esfuerzos de diseño para la envolvente, se determinan utilizando el programa RAM ADVANCE V.9.5, a continuación se adjuntan los gráficos: 

Características en los muros verticales. La envolvente de momentos flectores: Para la envolvente más desfavorable tiene los siguientes valores.

Como se observa el momento mayor de la envolvente no supera el 0.4 T-m, lo cual no generara cargas de tensión en la cara interior de los muros del pozo colector así mismo la redistribución de esfuerzo por la

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  forma regular y de dimensiones iguales en las direcciones longitudinales y trasversales, generara un estado de equilibrio y compensación de los mismo. Por lo que para estos esfuerzos no es NECESARIO REFORZAR EL CONCRETO ESTRUCTURAL CON ARMADURAS DE ACERO CORRUGADO. Diagrama de Esfuerzo Corte (KN/m)

Como se observa el momento mayor de la envolvente no supera el 4.5 TN, lo cual no generara cargas de tracción al módulo de resistencia a la tracción del concreto que según el RNE E-060. Es de acuerdo a la formula.

Lo que para concreto de 210 Kg/como es casi 9 Kg/cm2, por lo tanto NO NECESITA REFUERZO DE ACERO

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  Del mismo modo la cimentación que recibe la descarga de estos pequeños esfuerzos y la buena calidad e l suelo que evidencia el EMS, TAMPOCO SUGERIMOS EL USO DE ACERO

4.3.3. RESERVORIO DE AGUA POTABLE ROSASPAMPA 4.3.3.1 CONFIGURACIÓN ESTRUCTURAL  El reservorio de agua potable de volumen 2.5 m3, denominado “Reservorio de 2.50 m3 para la Localidad de Rosaspampa”, se encuentra ubicado en la parte alta de su sector de abastecimiento.  La

estructura

está

conformada

por

elementos

laminares

rectos

adecuadamente elegidos para resistir las solicitaciones externas como son: Techo, pared, zapata corrida y placa de cimentación.  La presente Memoria de Cálculo comprende solo el diseño estructural.  El tanque está ubicado en la zona sierra de nuestro país, correspondiente a una zona sísmica Zona 3, por lo tanto la edificación debe ser Sismo resistente 4.3.3.2 CARGAS h.

Carga Muerta Peso propio, peso de tuberías y accesorios.

i.

 Peso específico del concreto armado

=

2400 kg/m³

 Peso específico del mortero

=

2000 kg/m³

 Peso específico de tuberías

=

7250 kg/m³

=

150 kg/m2

=

1000 Kg/m3

Carga Viva (NTE E.020)  Carga viva del techos  Carga viva del agua

(peso específico)

4.3.3.3 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS GENERALES Para el diseño de los elementos estructurales se han considerado las siguientes especificaciones generales.

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  Materiales: Acero Estructural

fy = 4200kg/cm2

Concreto Elemento

f'c (Kg/cm2)

Techo

210

Pared

210

Cimiento

210

Recubrimientos libres mínimos: Zapatas:

r = 7.5 cm

Paredes

r = 7.0 cm

Techo

r = 4.0 cm

4.3.3.4 ESTUDIO DE SUELOS El Estudio de Mecánica de Suelos, indica que el suelo tiene las siguientes características: Para el reservorio de Rosaspampa: Clasificación

:

MH

Capacidad Portante

:

t = 0.77 kg/cm2

Angulo de fricción interna

:

 = 22.9°

Peso unitario

:

 =1.69

Asentamiento diferencial máx. :

Ton/m3

L/500 (No se permiten grietas)

COMPAÑÍA MINERA ANTAMINA S.A. EXPEDIENTE TÉCNICO PROYECTO: “AMPLIACIÓN DE SISTEMAS DE AGUA Y SANEAMIENTO EN LA COMUNIDAD DE SANTA CRUZ DE PICHIU” SUB PROYECTO: CONSTRUCCIÓN Y MEJORAMIENTO DE LOS SISTEMAS DE AGUA POTABLE DE LAS LOCALIDADES DE SHILLQUI 01-SHILLQUI 02 Y ROSASPAMPA

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4.3.3.5 PRE DIMENSIONAMIENTO Las dimensiones iniciales de los elementos estructurales se determinan en base a lo recomendado por el ACI 350 para estructuras sanitarias:

COMPAÑÍA MINERA ANTAMINA S.A. EXPEDIENTE TÉCNICO PROYECTO: “AMPLIACIÓN DE SISTEMAS DE AGUA Y SANEAMIENTO EN LA COMUNIDAD DE SANTA CRUZ DE PICHIU” SUB PROYECTO: CONSTRUCCIÓN Y MEJORAMIENTO DE LOS SISTEMAS DE AGUA POTABLE DE LAS LOCALIDADES DE SHILLQUI 01-SHILLQUI 02 Y ROSASPAMPA

 

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COMPAÑÍA MINERA ANTAMINA S.A. EXPEDIENTE TÉCNICO PROYECTO: “AMPLIACIÓN DE SISTEMAS DE AGUA Y SANEAMIENTO EN LA COMUNIDAD DE SANTA CRUZ DE PICHIU” SUB PROYECTO: CONSTRUCCIÓN Y MEJORAMIENTO DE LOS SISTEMAS DE AGUA POTABLE DE LAS LOCALIDADES DE SHILLQUI 01-SHILLQUI 02 Y ROSASPAMPA

 

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  4.3.3.6 ANÁLISIS Y DIMENSIONAMIENTO DEL ACERO DE REFUERZO DEL RESERVORIO

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