Calculo-estructural-captacion.xlsx

  • April 2020
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DISEÑO ESTRUCTURAL PARA CAPTACION TIPO BARRAJE PROYECTO

“CREACION DEL SERVICIO DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BASICO EN LA CC.NN. DE MATERIATO, DISTRITO DE RIO TAMBO, PROVINCIA DE SATIPO-JUNIN”

1.- CARACTERÍSTICAS DE LA ESTRUCTURA La estructura es de tipo Rectangular: BORDE EMPOTRADO h

=

1.70

m.

Altura Interior al nivel de agua

hl

=

0.30

m.

Altura de borde libre (Solo para cálculo estructural)

H

=

2.00

m.

Altura Total Interior de losa

L

=

10.06

m.

Longitud Largo Muro Interior

L1

=

3.00

m.

Longitud Menor Muro Interior

em

=

0.30

m.

Espesor de muro (parte superior)

emf

=

0.30

m.

Espesor de muro (parte inferior)

ef

=

0.40

m.

Espesor de losa de fondo

w

=

f'c

=

fy

=

Gs

=

1.97

Øf

=

23.70

1000.0 kg/m³ 280.0

kg/cm²

4200.0 kg/cm²

L

Peso especifico del agua

X

Esfuerzo último de compresión del concreto

BORDE EMPOTRADO

Esfuerzo de fluencia del acero de refuerzo

kg/cm²

Esfuerzo Admisible del suelo

ªC

Caracteristica del Suelo

MURO

Se diseñara el Muro mas critico, es decir de mayor longitud

2.- DISEÑO DE MUROS SE EMPLEARA EL METODO DE LOS COEFICIENTES DE LA ASOCIACIÓN CEMENTO PORTLAND El nivel de agua por fines de diseño se tomara hasta la parte superior Se sabe que la carga actuante sobre el muro es solo por nivel de agua Wu = Peso del elemento 2.00

Se diseña con el mas critico Remplazando : Wu = 3/8H= 0.75

1000.00 kg. x m²

= 63%

Se sabe que para el empleo de este método se debe identificar : x

a

=

2.00

=b

=

10.06

m. Profundidad m. Horizontalidad

Con x/a = 5.03 Se ingresa a la tabla III.( x/a, se esta considerando x/a =2.00) Se presentan datos para el diseño de tanques rectangulares, lo cual las paredes estan bajo presion Estos cooeficientes nos permitiran determinar los momentos en la estructura

x /a 0.00

Y=0

Y = b/4

Y = b/2

Mx

My

Mx

My

Mx

My

0.000

0.027

0.000

0.009

0.000

-0.060

DISEÑO ESTRUCTURAL PARA CAPTACION TIPO BARRAJE PROYECTO

“CREACION DEL SERVICIO DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BASICO EN LA CC.NN. DE MATERIATO, DISTRITO DE RIO TAMBO, PROVINCIA DE SATIPO-JUNIN”

0.25

0.013

0.023

0.006

0.010

-0.012

-0.059

0.50

0.015

0.016

0.010

0.010

-0.010

-0.049

0.75

-0.008

-0.003

-0.002

0.003

-0.005

-0.027

1.00

-0.086

-0.017

-0.059

-0.012

0.000

0.000

Se sabe que el Momento es de : M = Coef. x w a³

DISEÑO ESTRUCTURAL PARA CAPTACION TIPO BARRAJE “CREACION DEL SERVICIO DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BASICO EN LA CC.NN. DE MATERIATO, DISTRITO DE RIO TAMBO, PROVINCIA DE SATIPO-JUNIN”

PROYECTO

* CALCULO DE LA ARMADURA VERTICAL

x /a

x

M(Y = 0)

M(Y=b/4)

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.25

0.50

1.63

0.75

-1.50

0.5

1.00

15.00

10.00

-10.00

0.75

1.50

-27.00

-6.75

-16.88

1.00

2.00

-688.00

-472.00

0.00

X

M

0.00

0.00

0.25

0.81

0.50

1.63

0.75

8.31

1.00

15.00

1.50

-27.00

1.80

-423.60

2.00

-688.00

M(Y=b/2)

Coef. x 200 0 0.00 -200

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

-400 -600 -800

em. = 0.30

m.

Las características del muro es lo siguiente : Donde : Ø:

0.9

Coeficiente de reduccion por flexion

b:

100

Ancho de la losa de analisis ( cm.)

d:

26

Espesor de losa menos recubrimiento de :

X:

??

Valor a determinar, resolviendo la ecuacion cuadratica

Mu

=

Para:

4

cm.

550.40 kg. x m (Momento Máximo que se esta presentando en el muro )

80% del Momento maximo, por ser un momento uniforme sera la base empotrada Además por ser una estructura que contendra agua se tiene que : fy = faf

=

4200.0 kg/cm2

Esfuerzo permisible por flexion del acero, para evitar filtraciòn.

Resolviendo la ecuación y Reemplazando : p =

0.0002

También:

Asmin.=0.0028 b d =

Para dos capas:

Para :

As

=

0.56

cm²

> Asmin.

Falso

As

=

0.28

cm²

para dos capas

=

7.28

cm²

3.64

cm²

DISEÑO ESTRUCTURAL PARA CAPTACION TIPO BARRAJE PROYECTO

“CREACION DEL SERVICIO DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BASICO EN LA CC.NN. DE MATERIATO, DISTRITO DE RIO TAMBO, PROVINCIA DE SATIPO-JUNIN”

Ø 1/2"

=

1.29

cm²

El espaciamiento será: S

=

17.72

(Una capa)

Se usara esta separacion por razones constructivas:

Se colocara Ø 1/2" a

15

interior

DISEÑO ESTRUCTURAL PARA CAPTACION TIPO BARRAJE “CREACION DEL SERVICIO DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BASICO EN LA CC.NN. DE MATERIATO, DISTRITO DE RIO TAMBO, PROVINCIA DE SATIPO-JUNIN”

PROYECTO

* CALCULO DE LA ARMADURA HORIZONTAL

x /a

x

M(x = 0)

M(x=b/4)

M(x=b/2)

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.25

0.50

2.88

1.25

-7.38

0.50

1.00

16.00

10.00

-49.00

0.75

1.50

-10.13

10.13

-91.13

1.00

2.00

-136.00

-96.00

0.00

Las características del muro es lo siguiente : d:

26

Espesor de losa menos recubrimiento de :

4

cm.

Calculo del Acero Horizontal Para:

Mu

=

136.00 kg. x m

Resolviendo al ecuación y Reemplazando : Asmin. p =

0.0001

También:

As

=

0.14

cm²

As

=

7.28

cm²

Ø 1/2"

=

1.29

cm²

Se usará:

> Asmin.

Asmin. Falso

= 0.0028 b d =

7.28

cm²

considerar Asmin.

Para : El espaciamiento será: S

=

17.72

cm (a una capa)

Se usara esta separacion por razones constructivas:

Ø

1/2" a

Se colocara Ø 1/2"

a

15

0.15 mts.

Acero Vertical Ø

1/2"

a

0.15 mts.

Acero Horizontal 3.- DISEÑO DE LOSA DE FONDO La estrutura de la losa de Fondo segun las carateristicas es de tipo Cuadrado (Verificacion por ml. ) Peso de la Cobertura : Pc =

0.00

kg/ml 0.20

Peso del Muro :

Pm = 1440.00 kg/ml

10.06

0.20

DISEÑO ESTRUCTURAL PARA CAPTACION TIPO BARRAJE PROYECTO

“CREACION DEL SERVICIO DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BASICO EN LA CC.NN. DE MATERIATO, DISTRITO DE RIO TAMBO, PROVINCIA DE SATIPO-JUNIN”

Peso del Agua :

Ph = 20120.00 kg/ml 10.86

Peso losa de Fondo :

Pf = 10425.60 kg/ml

Carga Actuante :

Pt =

Pc + Pm +Ph + Pf

Reemplazando :

Pt =

31985.60 kg/ml

DISEÑO ESTRUCTURAL PARA CAPTACION TIPO BARRAJE PROYECTO

“CREACION DEL SERVICIO DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BASICO EN LA CC.NN. DE MATERIATO, DISTRITO DE RIO TAMBO, PROVINCIA DE SATIPO-JUNIN”

Esfuerzo sobre al área de contacto : As. =

10.86

ml

sa =

0.295

<

1.97

kg/cm²

OK

* CALCULO DEL ACERO Esta estructura por estar apoyado sobre el suelo los Momentos que se originaran será minimos. Asmin.= 0,0018*b*ef

Asmin.

=

6.48

=

19.91

cm²

Para : As

=

6.48

cm²

Ø 1/2"

=

1.29

cm²

El espaciamiento será: S

20

cm UNA CAPA

Se usara esta separacion por

Se colocara Ø 1/2" a

razones constructivas:

a c/cara para un mejor Armado y anclajes.

a/s

AJE

EN LA CC.NN. DE -JUNIN”

Y

H

EMPOTRADO

Profundidad Horizontalidad

= b/2 My -0.060

AJE

EN LA CC.NN. DE -JUNIN”

-0.059 -0.049 -0.027 0.000

AJE

EN LA CC.NN. DE -JUNIN”

evitar filtraciòn. OJO

AJE

EN LA CC.NN. DE -JUNIN”

0.20

AJE

EN LA CC.NN. DE -JUNIN”

OK

DISEÑO ESTRUCTURAL DE TANQUE IMHOFF ### #REF!

###

#REF!

DATOS: Altura H= Altura Relleno h= Espesor Muro E= Angulo Fricción Interna Terreno ø= Peso Específico Terreno gs= Peso Específico Líquido gl= Carga accidental sobre el terreno Pac

#REF! m 4m 0.2 m 25 rad. 1.69 Tn/m³ 1 Tn/m³ 0.5 Tn/m

DETERMINAMOS LAS PRESIONES * PRESIONES DEBIDAS AL LIQUIDO Pa= n g h=

#REF! Tn/m

Ma,sup= Pa h²/20=

#REF! Tn-m

Ma,med= Pa h²/46.6=

#REF! Tn-m

Ma,inf= Pa h²/30=

#REF! Tn-m

Ma,sup( Tn-m)=

hac=Pac / gs = h1=hac+0.50=

0.30 m 0.80 m

Ps1= n gs h1 tg²(45-ø/2)=

0.66 Tn/m

P's2= n gs H tg²(45-ø/2)=

3.29 Tn/m

Ps2= P's2 + Ps1=

3.95 Tn/m

Ms,inf=P's2 . h²/20 +Ps1 h²/12=

#REF! Tn/m

Ms,sup=P's2 . h²/30 +Ps1 h²/12=

#REF! Tn/m

Ps1 ( Tn/m)= 0.66

Ps2 ( Tn/m)=

Mmax= Mcalculo = CALCULO DEL AREA DE ACERO

Ma,inf( Tn-m)=

Pa

* PRESIONES DEBIDAS AL RELLENO

#REF! Tn/m #REF! Tn/m

Ms,sup ( Tn/m)=

3.95

Ms,inf ( Tn/m)=

DISEÑO ESTRUCTURAL DE TANQUE IMHOFF ### #REF!

Mu=

#REF! Tn/m

bd= bd²=

1700 cm² 28900 cm³

Ku=Mu/bd²= Para f'c= y f'y=

#REF!

b= d=

100 cm 17 cm

r= 0.005

210 Kg/cm² 4200 Kg/cm²

Area de acero: As=þ. B. D As=

7.99 cm²

A1/2= A5/8=

1.27 cm² 1.98 cm²

ESPACIAMIENTO DE BARRAS S+=A1.b/As 15.89 S<30 cm

A3/8= A3/4=

0.96 cm² 2.6 cm²

Asumimos ø1/2 @ 15 cm

ESTRUCTURAL DE TANQUE IMHOFF #REF!

hac h1

H h

Ma,sup( Tn-m)= #REF!

#REF! Ma,inf( Tn-m)=

#REF! Ms,sup ( Tn/m)=

h

Ms,inf ( Tn/m)= #REF!

DISEÑO DE LA RED DE DESAGUE PROYECTO:

AMPLIACIÓN Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE E INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO EN EL C.P. CULLCUY - D PROVINCIA DE HUACAYBAMBA - HUÁNUCO

Cálculo del diametro de tuberia de conducción Por Hazen Williams sabemos: Expresión para calcular el diametro

L Q n D

Donde

= Km = lt/s = pie/s = pulg

Es la longitud total de tuberia Caudal Depende del Material con que esta hecha la tuberia

Expresión para recalcular Hf

D = pulg

Comercial

caudal unitario por alumno

0.0008472

caudal unitario por habitante

0.0013556

Cota piezometrica final = Cota piezometrica inicial - Hf

#REF! #REF!

Presión = Cota piezometrica final - Cota de terreno final

TRAMO

LD 10

LD 11

LD 12

LD 13

0.00 11.00 29.00 48.00 90.00 115.00 0.00 44.00 70.00 138.00 0.00 27.00 54.00 79.00 96.00 0.00 56.00

11.00 29.00 48.00 90.00 115.00 44.00 70.00 138.00 27.00 54.00 79.00 96.00 56.00 0.00

n

0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01

CAUDAL LONGITUD l/s m

#REF! #REF! #REF! #REF! #REF!

11.000

#REF! #REF! #REF!

44.000 26.000 68.000

#REF! #REF! #REF! #REF!

27.000 27.000 25.000 17.000

#REF!

56.000

18.000 19.000 42.000 25.000

COTA DE RASANTE

DIAMETRO DIAMETRO DIAMETRO Velocidad Calculado Comercial Interior mm (m/s) mm Pulg

Inicial m.s.n.m.

Final m.s.n.m.

Pendiente m

3,762.640 3,759.820 3,758.280 3,756.970 3,750.580 3,743.560 3,780.040 3,763.810 3,759.760 3,759.080 3,760.500 3,759.470 3,754.420 3,753.400 3,746.900 3,762.500 3,761.940

3,759.820 3,758.280 3,756.970 3,750.580 3,743.560

0.256 0.086 0.069 0.152 0.278

#REF! #REF! #REF! #REF! #REF!

3,763.810 3,759.760 3,759.080

0.369 0.156 0.010

#REF! #REF! #REF!

3,759.470 3,754.420 3,753.400 3,746.900

0.038 0.187 0.041 0.380

#REF! #REF! #REF! #REF!

3,761.940

0.010

#REF!

6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6

152 152 152 152 152 152 152 153 152 152 152 152 152 152 152 152 152

RH/D

#REF! #REF! #REF! #REF! #REF!

0.0012 0.0012 0.0035 0.0033 0.0036

#REF! #REF! #REF!

0.0010 1.0010 0.0009

#REF! #REF! #REF! #REF!

0.0009 0.0008 0.0011 0.0015

#REF!

0.0019

LD 14

LD 15

LD 16

LD 17

0.00 26.00 88.00 145.00 0.00 61.00 113.00 145.00 0.00 34.00 60.00 91.00 0.00 41.00

26.00 88.00 145.00 61.00 113.00 145.00 34.00 60.00 91.00 41.00 0

LD 18

37.00 89.00 156.00 211.00 250.00 306.00 335.00 355.00

37.00 89.00 156.00 211.00 250.00 306.00 335.00 355.00

TOTAL Ø 6" S20 UF TOTAL Ø 8" S20 UF

0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01

#REF! #REF! #REF!

26.000 62.000 57.000

#REF! #REF! #REF!

61.000 52.000 32.000

#REF! #REF! #REF!

34.000 26.000 31.000

#REF!

41.000

#REF! #REF! #REF! #REF! #REF! #REF! #REF! #REF!

37.000 52.000 67.000 55.000 39.000 56.000 29.000 20.000

=

1182 1038 144 1182

3,734.560 3,734.300 3,733.680 3,730.280 3,756.670 3,751.120 3,748.780 3,734.550 3,713.520 3,712.510 3,710.520 3,708.670 3,762.420 3,762.010

3,734.300 3,733.680 3,730.280

0.010 0.010 0.060

#REF! #REF! #REF!

3,751.120 3,748.780 3,734.550

0.091 0.045 0.445

#REF! #REF! #REF!

3,712.510 3,710.520 3,708.670

0.030 0.077 0.060

#REF! #REF! #REF!

3,762.010

0.010

#REF!

3748.07 3747.14 3746.62 3745.95 3743.76 3730.22 3720.5 3708.62 3700.5

3,747.140 3,746.620 3,745.950 3,743.760 3,730.220 3,720.500 3,708.620 3,700.500

0.025 0.010 0.010 0.040 0.347 0.174 0.410 0.406

#REF! #REF! #REF! #REF! #REF! #REF! #REF! #REF!

ML ML

6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 8 8 8 8 8

152 152 152 152 152 152 152 152 152 152 152 152 152 152 152 152 152 152 196 196 196 196 196

#REF! #REF! #REF!

0.0017 0.0024 0.0036

#REF! #REF! #REF!

0.0017 0.0017 0.0017

#REF! #REF! #REF!

0.0017 0.0017 0.0017

#REF!

0.0017

#REF! #REF! #REF! #REF! #REF! #REF! #REF! #REF!

0.0042 0.0042 0.0044 1.0044 2.0044 3.0044 4.0044 5.0044

ADO EN EL C.P. CULLCUY - DISTRITO Y

sta hecha la tuberia

l/s/alum l/s/hab l/s/CASA

TENSION TRACTIVA Pa

3.0179 1.0072 2.3673 4.9253 9.8178 3.6186 1529.6242 0.0883 0.3368 1.4679 0.4403 5.5917 0.1864

OBSERVACION

0.1668 0.2354 2.1066

BZ

1.5173 0.7505 7.4161 0.4954 1.2764 0.9952 0.1668 1.0356 0.4120 0.4316 392.3351 6826.6472 5115.6992 16092.5513 19931.8246

BZ