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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE CONSTRUCCIÓN

APLICACIÓN DEL PROGRAMA STORMCAD APLICACION Analice un sistema de alcantarillado pluvial de 11 tubos ilustrado en la figura a continuación. Los datos del conducto, la cuenca de captura, la transición, el desagüe y la cuenca están a continuación:

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Los datos de lluvia para este sistema se proporcionan en formato de tabla en un archivo llamado sactoidf.csv. Todas las tuberías son de hormigón armado (RCP) con n = 0.013. Use el método estándar para calcular la pérdida de energía en cada estructura de entrada y unión con un coeficiente de pérdida menor de 0.50. Suponga que cada entrada captura el 100% del flujo. Establezca la condición de salida del agua de descarga en Descarga libre. Analice el sistema tanto para eventos de 5 años como de 10 años con una restricción de cobertura mínima de 1 pie.

CONFIGURACIÓN DEL MODELO HIDRÁULICO

Siga los pasos a continuación para crear un nuevo archivo de Modelo Hidráulico en cualquiera de los siguientes programas: StormCAD, CivilStorm o SewerGEMS, y diseñe la red. Ejercicio: creación de un nuevo modelo hidráulico 1.- Inicie el programa (StormCAD, CivilStorm o SewerGEMS) desde el icono del escritorio o desde el menú Inicio o el acceso directo del Escritorio.

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2.- En el cuadro de diálogo de bienvenida, seleccione Crear nuevo modelo hidráulico; si ya tiene el programa abierto, seleccione Archivo> Nuevo. 3.- Si aparece un cuadro de diálogo de mensaje sobre la asociación de su modelo hidráulico con un proyecto CONECTADO, haga clic en Aceptar. 4.-

Seleccione Archivo> Guardar como y guarde el nuevo Modelo

hidráulico como StormSewerModelLayout. Antes de comenzar a dibujar el modelo, necesitaremos configurar el modelo hidráulico. Ejercicio: configuración del modelo hidráulico: 1.- Seleccione Archivo> Propiedades del modelo hidráulico. Esto abrirá el cuadro de diálogo Propiedades del Modelo Hidráulico que le permitirá ingresar el Título, el Ingeniero, el Nombre de la Compañía y la Fecha de su Modelo Hidráulico.

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2.- Haga clic en Aceptar después de completar las propiedades. 3.- Seleccione Herramientas> ... Más> Opciones. Estamos usando una escala de dibujo esquemática. 4.- Seleccione la pestaña Dibujo. 5.- Establezca el Modo de dibujo en Esquemático.

6.- Seleccione la pestaña Etiquetado. 7.- Establezca la columna Prefijo para cada uno de los tipos de elementos de la siguiente manera: Prefijo de Conducto: Prefijo de Cuenca de PCatch: IPrefijo de transición: JPrefijo de salida: O-

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8.- Haga clic en Aceptar para cerrar el cuadro de diálogo Opciones después de haber cambiado los prefijos.

Opciones de cálculo A continuación, estableceremos el solucionador numérico para este modelo hidráulico. Si está en StormCAD, esto automáticamente se convertirá en el solucionador deseado. Lo siguiente deberá aplicarse si se encuentra en CivilStorm o SewerGEMS. Ejercicio: configuración de opciones de cálculo 1.- Seleccione Análisis> Opciones para abrir las Opciones de cálculo. 2.- Haga doble clic en Opciones de cálculo base para mostrar la ventana de propiedades. 3.- Configure Active Numerical Solver para GVF-Rational (StormCAD). 4.- Asegúrese de que el Método de fricción por gravedad esté configurado en Manning.

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Prototipos A continuación, necesitaremos crear algunos prototipos para especificar valores predeterminados y recurrentes para nuestros elementos. Por ejemplo, si todas las tuberías tienen el mismo nvalue de Manning, ingrese ese valor usando el prototipo Pipe. El programa asignará el valor a todas las tuberías. Nota: Para este problema, el material de concreto con un valor de n de 0.013 es común para todas las tuberías. También un tamaño de 12 pulgadas y una longitud de 300 pies son comunes a la gran mayoría de las tuberías.

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Ejercicio: creación de prototipos 1 Seleccione Diseño> Prototipos para abrir el administrador de prototipos

Nota: Crearemos prototipos para los elementos Catch Basin, Conduit, Transition y Outfall. 2.- Para comenzar, haga clic derecho en Catch Basin y seleccione New. Puede dejar el nombre predeterminado de Catch Basin Prototype - 1. 3.- Haga doble clic en Catch Basin Prototype - 1 para abrir el administrador de propiedades y configure las siguientes propiedades: Tipo de entrada: Captura porcentual Eficiencia de captura: 100% Ubicación de entrada: en hundimiento Método de pérdida de cabello: Estándar Coeficiente de pérdida de carga (estándar): 0.5

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4.- En el administrador de prototipos, haga clic derecho en Conducto y seleccione Nuevo. El nombre predeterminado de Conduit Prototype - 1 está bien. 5.- Haga doble clic en Conduit Prototype - 1 y en el administrador de propiedades configure lo siguiente: Tiene longitud definida por el usuario ?: verdadero Longitud (definida por el usuario): 300 pies Tipo de conducto: Conducto del catálogo (consulte el siguiente paso a continuación) 6.- Haga clic en el menú desplegable para Catalog Class y seleccione . Esto abrirá el cuadro de diálogo Catálogo de conductos.

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7.- En el cuadro de diálogo Catálogo de conductos, haga clic en el botón Opciones de sincronización y seleccione Importar desde la biblioteca.

8.- Haga clic en el signo + delante de Conduit Catalogs and Conduits Library.xml para expandir la lista de conductos disponibles. 9.- Haga clic en el signo + delante de Círculo y desplácese hacia abajo en la lista hasta que vea Círculo - Concreto. 10.- Haga clic en la casilla de verificación al frente para poner una marca de verificación en el cuadro.

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11.- Haga clic en el botón Seleccionar. Esto importará todas las propiedades y tamaños circulares de tubería de concreto desde la Biblioteca de Ingeniería a la biblioteca de conductos de nuestro modelo hidráulico para que podamos usar los datos en el modelo. El diálogo de Catálogo de Conducto ahora debería verse así:

12.- Cierre el catálogo de conductos después de haber terminado de revisarlo. 13.- Atrás en el cuadro de diálogo Propiedades de Prototipo de Conducto; seleccione Círculo - Concreto para la propiedad Clase de catálogo y seleccione la siguiente información: Tamaño 12 pulgadas

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14.- De vuelta en el administrador de prototipos, haga clic derecho en Outfall y seleccione Nuevo. El nombre predeterminado Outfall Prototype - 1 está bien. 15.- Haga doble clic en Outfall Prototype - 1 para que aparezca el administrador de Propiedades de Outfall Prototype e ingrese los siguientes datos: Tipo de condición de frontera: emisario libre Elevación (Tierra) (pies): 95.30 Elevación (Borde) (pies): 95.30 Elevación (Invertir) (pies): 89.80

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16.- De vuelta en el administrador de prototipos, haga clic con el botón secundario en Transición, seleccione Nuevo e ingrese las siguientes propiedades: Longitud de transición (ft): 4.0 Establecer arriba a la elevación del suelo? Cierto Método de pérdida de cabello: Estándar Coeficiente de pérdida de carga (estándar): 0.5

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Su administrador de prototipos debería verse así:

17 Haga clic en la X roja en la esquina superior derecha del administrador d.-e prototipos para cerrarla.

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Diseño de red Después de completar la configuración del modelo hidráulico y crear prototipos, está listo para dibujar el sistema de alcantarillado como se muestra en la Declaración del problema. Ejercicio: diseño de dibujo a escala 1 Revise el diseño del sistema en la Declaración del problema al comienzo del taller. Nota: Asegúrese de diseñar el sistema para que sus tuberías, uniones y entradas estén etiquetados como la figura al comienzo del taller. 2 Haga clic en la herramienta Diseño desde la Pestaña Inicio.

3 Haga clic con el botón derecho en el área de dibujo para seleccionar Conduit and Catch Basin en el menú contextual. Esto establece los elementos predeterminados para diseñar a continuación. En este caso, una Cuenca de captura (nodo) y un conducto (enlace).

4 Haga clic izquierdo para agregar el depósito de captura I-1. 5 Haga clic derecho en cualquier parte de una parte vacía del dibujo. 6 En el menú del botón derecho que aparece, seleccione Transición.

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7 Ahora arrastre el mouse e inserte J-1. Nota: La tubería P-1 se dibujará automáticamente. Si este no es el caso, entonces no usaste la herramienta de diseño. Debería volver atrás y usar la herramienta Diseño antes de seguir adelante. Puede volver a etiquetar sus elementos cuando haya terminado con el diseño.

8 Haga clic nuevamente en el botón derecho del mouse y seleccione Catch Basin. 9 Ahora arrastre el mouse e inserte I-2 e I-3 y luego haga clic derecho en el dibujo nuevamente y seleccione Outfall. 10 Arrastre el mouse e inserte O-1. 11 Después de dibujar O-1, haga clic con el botón derecho y seleccione Listo. Su esquema ahora debería verse como el siguiente.

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12 Haga clic en la herramienta Diseño, haga clic con el botón derecho para seleccionar Catch Basin and Conduit e inserte I-4. 13 Haga clic derecho, seleccione Transición e inserte J-2.

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14 Haga clic con el botón derecho, seleccione Catch Basin e inserte I-5. 15 Arrastre el mouse y haga clic en la entrada existente I-2. Nota: StormCAD se conectará automáticamente a la entrada existente. 16 Haga clic derecho y luego seleccione Listo. Ahora debería tener la siguiente red:

17 Haga clic en la herramienta Diseño, haga clic con el botón derecho para seleccionar Catch Basin and Conduit, inserte I-6, arrastre el mouse y haga clic en la entrada existente del I-5. 18 Haga clic con el botón derecho y seleccione Listo

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19 Haga clic en la herramienta Diseño, haga clic con el botón derecho para seleccionar Catch Basin and Conduit, inserte I-7, arrastre el mouse e inserte I-8 e I-9, luego haga clic en la entrada existente I-5. 20 Haga clic derecho y seleccione Hecho. Tu dibujo debería verse ahora así:

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A continuación, tenemos que extraer las cuencas fluviales que se transferirán a I-2, I-3, I-4, I-5, I-6, I-8 e I-9. Ejercicio: disposición de la captación 1 Dibujaremos todas las cuencas siguientes. Hemos proporcionado una imagen codificada por colores de todas las cuencas para una visualización más fácil.

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Click on the Catchment tool on the Layout tab.

Nota: Debido a que este dibujo es solo un esquema, la forma y el tamaño de la cuenca captada no importa, así que no se preocupe si sus cuencas no se ven exactamente como en esta guía. 2 Comience por el diseño de CM-1. Para diseñar una cuenca de captación, simplemente dibuja un polígono haciendo clic con el botón izquierdo para ubicar cada uno de sus vértices. Cuando haya terminado con el polígono, haga clic con el botón derecho y seleccione Listo.

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3 Continúe desplegando las cuencas restantes hasta que termine y su dibujo se vea similar a este:

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Ingresando datos del sistema Ahora está listo para ingresar datos. En esta sección, aprenderá cómo ingresar los datos del elemento usando el administrador de propiedades y FlexTables. También aprenderá los pasos para ingresar datos de lluvia. Asegúrese de verificar las Unidades para cada una de las propiedades ingresadas. Las unidades se pueden modificar en cualquier momento haciendo clic con el botón derecho en cualquier campo de propiedad y seleccionando Unidades y formato Ejercicio: ingresar datos usando el administrador de propiedades Haga doble clic en I-1 para abrir el administrador de propiedades e ingrese lo siguiente: Flujo (subsuelo adicional) (ft3 / s): 5 Elevación (tierra) (pies): 100.50 Elevación (Invertir) (ft): 98.00

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2 Haga clic en el botón Navegar en sentido descendente dos veces en la parte superior izquierda del Administrador de propiedades para navegar a las propiedades J-1. 3 Ingrese lo siguiente para J-1: Elevación (Invertir) (pies): 96.35 Elevación (Tierra) (pies): 99.70

4 Haga clic en el botón Navegar en sentido ascendente para ir a P-1 en el dibujo. Nota: Observe que el administrador de propiedades se actualiza para mostrar las propiedades de P-1. 5 Ingrese los invertidos de longitud y aguas arriba y aguas abajo para la tubería desde la mesa de conducción al comienzo del taller. Nota: Tenga en cuenta que P-1 es un tubo circular de concreto de 12 pulgadas, por lo que no necesita modificar esos parámetros (tomados del Prototipo). Además, tenga en cuenta que el conjunto invertido para

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comenzar? y establecer invertir para detener? los campos están actualmente configurados en True y los campos Invertir (Upstream) e Invertir (Downstream) están atenuados. Esto significa que los invertidos corriente arriba y corriente abajo de la tubería se extraen de las inversiones de las estructuras de conexión aguas arriba y aguas abajo, que son I-1 y J1, respectivamente, para la tubería P-1. Si la tubería se invierte no coincide con la estructura invertida, entonces tendrá que configurar el correspondiente Invertir para comenzar? o Establecer Invertir para Detener? a Falso; esto le permitirá ingresar la inversión aguas arriba o aguas abajo para las propiedades de la tubería. 6 Ingrese los siguientes datos para P-1: ¿Tiene longitud definida por el usuario ?: Longitud verdadera (definida por el usuario) (ft): 330 Establecer Invertir a Inicio (Nodo) ?: True Invertir (Inicio) (pies): 98.00 Inicio ¿Establecer invertir para detener (nodo) ?: True Invert (detener) (ft): 96.35Stop Nota: la mayoría de los datos ya se ingresaron para usted a partir de los prototipos y de los datos en las estructuras aguas arriba y aguas abajo

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7 Seleccione la cuenca CM-1 e ingrese los siguientes datos: Área (acres): 2.1 Coeficiente de escorrentía (Racional): 0.65 Elemento de salida: I-2 (ver la nota a continuación) Tiempo de concentración (min): 10 Nota: haga clic en el campo Elemento de salida y elija en el menú desplegable. Haga clic en I-2 en el dibujo.

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Nota: Ahora que ha especificado el elemento de salida, observe que en el dibujo hay una línea discontinua que conecta CM-1 a I-2 para indicar que CM-1 está fluyendo hacia I-2. Tablas Flex Puede continuar haciendo clic en cada elemento uno por uno e ingresando los datos en el administrador de Propiedades. Sin embargo, una forma más rápida de ingresar datos es usar los FlexTables. Ejercicio: conductos de codificación de color por tamaño 1 En el Administrador de simbología de elementos, haga clic con el botón derecho en Conducto y seleccione Nuevo> Codificación de color para que aparezca el cuadro de diálogo Propiedades de codificación de color Conducto. 2 Seleccione lo siguiente en el área Propiedades en el lado izquierdo del cuadro de diálogo Propiedades de codificación de color:

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Nombre de campo: Tamaño (pantalla) Conjunto de selección: A continuación, realice los siguientes pasos en el área de Mapas de color en el lado derecho del cuadro de diálogo Propiedades de codificación de color. 3 En Opciones, seleccione Color y Tamaño. 4 Haga clic en el botón Inicializar.

El cuadro de diálogo Propiedades de codificación de color - Conducto ahora debería verse así:

5 Haga clic en Aplicar y luego en Aceptar. El dibujo del modelo se verá así con el código de color de la cuenca de captura y el conducto:

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Nota: Tenga en cuenta que para el análisis de 5 años, tiene inundaciones en las cuencas de captura I-1, I-7 e I-8. También puede ver las velocidades enumeradas debajo de las tuberías correspondientes. 6 Cambie el escenario al Análisis de 10 años y tenga en cuenta que la codificación de color se actualiza para reflejar los resultados de 10 años. Para cambiar el escenario, simplemente seleccione 10 Year Analysis en el menú desplegable Scenario sobre el área de dibujo:

El escenario de Análisis de 10 años se ve así:

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7 Seleccione Archivo> Guardar.

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