• Author / Uploaded
• Evv Ingenieros

• Categories
• Materiales
• Ingeniería de construcción
• Física
• Ciencia
• Ingeniería

Citation preview

PROYECTO: INSTALACION DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO SANITARIO EN LA LOCALIDAD DE COLPA ALTA, DISTRITO DE AMARILIS - HUANUCO - HUANUCO MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE AMARILIS

LOCALIDAD : COLPA ALTA DISTRITO : AMARILIS PROVINCIA : HUANUCO REGION : HUANUCO FECHA : ENERO 2015 MEMORIA DE CALCULO : CAJA DE VALVULAS

1. DESCRIPCION DEL MODELO : El filtro anaerobio es una estructura enterrada constituida por muros armados cuyas pre-dimensiones se muestran en los graficos siguientes : PLANIMETRIA

CORTES

PROYECTO: INSTALACION DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO SANITARIO EN LA LOCALIDAD DE COLPA ALTA, DISTRITO DE AMARILIS - HUANUCO - HUANUCO MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE AMARILIS

LOCALIDAD : COLPA ALTA DISTRITO : AMARILIS PROVINCIA : HUANUCO REGION : HUANUCO FECHA : ENERO 2015 MEMORIA DE CALCULO : CAJA DE VALVULAS

2. CONSIDERACIONES PARA EL MODELAMIENTO EN EL SAP : El Tanque imhoff es una estructura enterrada constiuida por Muros Armados cuyas pre-dimensiones se muestran en los graficos siguientes : DATOS GENERALES Sobrecarga S/C Resistenia del terreno Altura total de muro Altura de agua (h agua) Peso especifico del suelo Resistencia del concreto Mod. Elasticidad Concreto (Ec) Altura no enterrada

1.00 3.00 3.68 0.00 1.950 210 231683.43 0

Tn/m2 Kg/cm2 m m Tn/m3 kg/cm2 kg/cm2 m

Inclinación terreno ß Recubrimiento para muro Re Ang. friccion interna (Ø) Tipo de suelo Peso especifico del concreto Resistencia del acero Mod. Elasticidad Acero (Es) Lado mayor de la estructura Lado menor de la estructura

0 0.04 30.00 Arcilloso 2400 4200 2039432.38 6.95 5.00

Grados m

kg/m3 kg/cm2 kg/cm2 m m

PREDIMENSIONAMIENTO DE LA LOSA MACIZA elosa(m)= elosa(m)=

GEOMETRIA Espesor del muro color rojo Losa de color azulino

0.20 0.15

m m

CORTES TRANVERSALES

0.1494 0.15

Espesor calculado Espesor de losa a usar

PROYECTO: INSTALACION DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO SANITARIO EN LA LOCALIDAD DE COLPA ALTA, DISTRITO DE AMARILIS - HUANUCO - HUANUCO MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE AMARILIS

LOCALIDAD : COLPA ALTA DISTRITO : AMARILIS PROVINCIA : HUANUCO REGION : HUANUCO FECHA : ENERO 2015 MEMORIA DE CALCULO : CAJA DE VALVULAS

3. CARGAS ASIGNADAS : En este caso la estructura se encuentra enterrada y no presenta nivel freatico, por lo que solo existen las cargas de empuje activo. S/C (Ton/m2)

t1

θ

γ1 Ø1

he s/c

h1

N.F.

hp

γ '1 hagua

hz

t2 B2

Coef. fricción ( f ) Coef. empuje activo (Ka) Coef. empuje pasivo (Kp)

0.577 concreto vaciado en Insitu 0.333 3.000

3.1. EMPUJE DEL SUELO (CONDICION ESTATICA) Segun Rankine la resultante del Empuje Activo es:

Ha = Donde :

1 C a wH 2

C a = tg 2 (45º −φ / 2)

2

w : Peso especifico del suelo Ø : Angulo de friccion interna del suelo H : Altura del relleno que ejerce el ampuje activo

A. CALCULO DEL EMPUJE POR SOBRECARGA

H sc = C a wsc H =

h= 3.68

0.33

Tn/m

1.23

Tn

PROYECTO: INSTALACION DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO SANITARIO EN LA LOCALIDAD DE COLPA ALTA, DISTRITO DE AMARILIS - HUANUCO - HUANUCO MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE AMARILIS

LOCALIDAD : COLPA ALTA DISTRITO : AMARILIS PROVINCIA : HUANUCO REGION : HUANUCO FECHA : ENERO 2015 MEMORIA DE CALCULO : CAJA DE VALVULAS

B. CALCULO DEL EMPUJE ACTIVO

h= 0.00

Ha =

3.68 hs= 3.68

2.392

Tn/m

1 C a wH 2

2

=

4.40

Tn

PROYECTO: INSTALACION DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO SANITARIO EN LA LOCALIDAD DE COLPA ALTA, DISTRITO DE AMARILIS - HUANUCO - HUANUCO MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE AMARILIS

LOCALIDAD : COLPA ALTA DISTRITO : AMARILIS PROVINCIA : HUANUCO REGION : HUANUCO FECHA : ENERO 2015 MEMORIA DE CALCULO : CAJA DE VALVULAS

JOINT PATTER Y= Y=

0 3.68

P= P=

2.392 0

C= D=

-0.6500 2.3920

3.2. EMPUJE DE SUELO (Condicion dinamica) : Para evaluar el incremento del empuje activo en uno de los lados de la estructura se emplea el metodo de Mononobe Okabe, mediante este metodo el empuje activo total en caso de un evento Sismico esta dado por:

1 E A = γ (1 − K V )K AE H 2 2  KH  1 − KV

θ = ar tan  Donde :

Kv = Kh = KAE = b= d= f= i= q= y=

  

0.15 0.075 ????? 2.36 0.00 1.95 0.00 9.211 2.028

K AE =



cos 2 (φ − θ − β ) ψ cos θ cos 2 β cos (δ + β + θ )

ψ = 1 + 

seno(φ + δ )seno(φ − θ − i)   cos(δ + β + θ ) cos(i − β ) 

2

Coeficiente de aceleracion Vertical Coeficiente de aceleracion Horizontal Coeficiente de empuje activo sismico Pendiente en la cara posterior del muro (angulo del vastago) Angulo de Friccion entre suelo y muro Angulo de friccion del relleno Angulo del talud

PROYECTO: INSTALACION DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO SANITARIO EN LA LOCALIDAD DE COLPA ALTA, DISTRITO DE AMARILIS - HUANUCO - HUANUCO MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE AMARILIS

LOCALIDAD : COLPA ALTA DISTRITO : AMARILIS PROVINCIA : HUANUCO REGION : HUANUCO FECHA : ENERO 2015 MEMORIA DE CALCULO : CAJA DE VALVULAS

con los resultado de y determinamos el valor de KEA KAE = 0.460 Sustituyendo el valor de KAE en la EAE : EA =

1 γ (1 − K V )K 2

AE

H

EA = 4.40 Ton EAE = 5.62 Ton

2

En consecuencia el empuje del relleno solo por el efecto sismico es la diferencia. Este empuje se reparte uniformemente a lo largo de la altura del muro, tal como se muetra en el siguiente grafico Como el AEA es considerando los efectos de la dos condiciones tanto del empuje activo dinamico como del empuje activo estatico, por los que es conveniente separarlo

∆EA = EEA − E A

DEA = 1.21 Ton

Se puede suponer que el empuje activo dinamico adicional actua a 0.6H de la base del estribo por consiguiente el Momento con respecto al punto "x" es:

H M AE = E A   + ∆E AE (0.6H ) 3 M AE = E A .H / 3

MAE = 8.08 Ton-m MAE =

8.08 Ton-m/m

Efecto dinamico y estatico

MAE =

5.40 Ton-m/m

Efecto estatico

A. EMPUJE POR EFECTO SISMICO

h=

∆E AE =

3.68

0.330

Tn/m

1.21

Empuje por efecto sisimico

PROYECTO: INSTALACION DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO SANITARIO EN LA LOCALIDAD DE COLPA ALTA, DISTRITO DE AMARILIS - HUANUCO - HUANUCO MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE AMARILIS

LOCALIDAD : COLPA ALTA DISTRITO : AMARILIS PROVINCIA : HUANUCO REGION : HUANUCO FECHA : ENERO 2015 MEMORIA DE CALCULO : CAJA DE VALVULAS

3.3. CARGAS APLICADAS A LA LOSA MACIZA: SOBRECARGA Considerando la calidad del material asignado (Concreto F'c = 245Kg/cm²) se ha asignado el peso correspondiente Tambien se esta considerando una sobrecarga equivalente en la losa maciza, en funciona la norma E.020 del RNE : S/C (ton/m2): 0.10

PROYECTO: INSTALACION DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO SANITARIO EN LA LOCALIDAD DE COLPA ALTA, DISTRITO DE AMARILIS - HUANUCO - HUANUCO MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE AMARILIS

LOCALIDAD : COLPA ALTA DISTRITO : AMARILIS PROVINCIA : HUANUCO REGION : HUANUCO FECHA : ENERO 2015 MEMORIA DE CALCULO : CAJA DE VALVULAS

CARGA MUERTA ACABADOS (ton/m2):

0.03

4. DISEÑO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES : 4.1.NORMAS DE DISEÑO La estructura ha sido analizada y diseñada de manera independiente, considerando el Reglamento Peruano de Estructuras: E.020 - Normas de Cargas E.030 - Normas de Diseño Sismorresistente E.050 - Norma de Suelos y Cimentaciones E.060 - Norma de Concreto Armado Además de las siguientes normas de American Concrete Institute (ACI):

PROYECTO: INSTALACION DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO SANITARIO EN LA LOCALIDAD DE COLPA ALTA, DISTRITO DE AMARILIS - HUANUCO - HUANUCO MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE AMARILIS

LOCALIDAD : COLPA ALTA DISTRITO : AMARILIS PROVINCIA : HUANUCO REGION : HUANUCO FECHA : ENERO 2015 MEMORIA DE CALCULO : CAJA DE VALVULAS

ACI 318 – 2002 Building Code Requirements for Reinforced Concrete 4.2.MÉTODOS DE DISEÑO Para el diseño de estructuras de concreto armado se utilizará el Diseño por Resistencia. Deberá proporcionarse a todas las secciones de los elementos estructurales Resistencias de Diseño (ØRn) adecuadas, de acuerdo con las disposiciones de esta Norma, utilizando los factores de carga (amplificación) y los factores de reducción de resistencia, Ø, especificados en el Capítulo 9 de la Norma E.060 del RNE. 4.3.REQUISITOS DE RESISTENCIA Y DE SERVICIO Las estructuras y los elementos estructurales deberán diseñarse para obtener en todas sus secciones resistencias de diseño (ØRn) por lo menos iguales a las resistencias requeridas (Ru), calculadas para las cargas y fuerzas amplificadas en las combinaciones que se estipulan en esta Norma. En todas las secciones de los elementos estructurales deberá cumplirse: Ø Rn ≥ ØRu Las combinaciones de carga son las siguientes: U1 = 1.4D+1.7L U2 = 1.4D+1.7L+1.7E donde: U3 = 1.25D+1.25L+1.25E+S D : Cargas por peso propio, cargas muertas U4 = 1.25D+1.25L+1.25E-S L : Cargas vivas U5 = 0.9D+S E : Cargas por empuje de suelos U6 = 0.9D-S S : Sismo ENVOLVENTE = U1 + U2 +U3 +U4 +U5+U6 4.4. DISEÑO DE LA PANTALLA 4.4.1. CALCULO DEL REFUERZO HORIZONTAL e1 ( m ) = 0.20 H= 3.68 m Mu (Tn-m) = 2.169 MOMENTO MAS CRITICO RESULTADO DEL SAP V17.1.0

PROYECTO: INSTALACION DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO SANITARIO EN LA LOCALIDAD DE COLPA ALTA, DISTRITO DE AMARILIS - HUANUCO - HUANUCO MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE AMARILIS

LOCALIDAD : COLPA ALTA DISTRITO : AMARILIS PROVINCIA : HUANUCO REGION : HUANUCO FECHA : ENERO 2015 MEMORIA DE CALCULO : CAJA DE VALVULAS

Tambien se sabe que el momento ultimo es:

M Donde :

U

Ø: b: d: X : ?? Mu=

Para: Resolviendo la Ecuación

= Øbd

2

f C' ω (1 − 0 . 59 ω )

0.9 Coeficiente de reduccion por flexion 100 Ancho de la losa de analisis ( cm.) 16 Espesor de muro menos recubrimiento Re: Valor a determinar, resolviendo la ecuacion cuadratica 2169.00 kg. x m

20.64

e2 = d + r +

cm.

(Momento Máximo que se esta presentando en el muro)

w1= 1.649 w2= 0.046 Tomemos el menor valor positivo, reemplazando se tiene : Luego: d(cm) = 16.00 Tambien se tiene que : Øacero (pulg) = 1/2 e2 ( cm ) =

4

φ acero 2

w=

0.046

:Cuantia mecanica

PROYECTO: INSTALACION DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO SANITARIO EN LA LOCALIDAD DE COLPA ALTA, DISTRITO DE AMARILIS - HUANUCO - HUANUCO MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE AMARILIS

LOCALIDAD : COLPA ALTA DISTRITO : AMARILIS PROVINCIA : HUANUCO REGION : HUANUCO FECHA : ENERO 2015 MEMORIA DE CALCULO : CAJA DE VALVULAS

Por tanto e2 ( m ) =

0.20

Verificacion por corte Ø= 0.85 Vu (Tn) =

3.751

Vdu (Tn) =

3.594

d(m) =

0.154

para corte CORTANTE ULTIMO RESULTADO DEL SAP V16.0.0

luego:

VUn = La resistencia a corte del concreto Vun(Tn) =

4.23

ton

VUd Ø Vc(Tn) =

V C = 0 . 53 11.80

f C' bd ton

Por tanto el corte admisible ultimo 4.23


25 cm: Usar refuerzo horizontal en 2 capas Ademas si Vu > øVc, el area de acero horizontal se determinara de la siguiente manera: donde: As(cm2/cm)= -11.448 > Asmin(cm²/m) = 4.00 luego:



∅ ∅.

.

Usar Asmin

PROYECTO: INSTALACION DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO SANITARIO EN LA LOCALIDAD DE COLPA ALTA, DISTRITO DE AMARILIS - HUANUCO - HUANUCO MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE AMARILIS

LOCALIDAD : COLPA ALTA DISTRITO : AMARILIS PROVINCIA : HUANUCO REGION : HUANUCO FECHA : ENERO 2015 MEMORIA DE CALCULO : CAJA DE VALVULAS

1/2 2.54 1.57 0.63 0.45 0.25

Øacero (pulg) = 2Aøb(cm²) = # Var = S (m) = Smax= Susar(m)=

por tanto usar: Ø

1/2

pulg

@

0.25 m en dos capas

4.4.2. CALCULO DEL REFUERZO VERTICAL

′

ρ=

"

!

Entonces: p=

0.00230

Luego: As(cm2/m)=

3.54

S =

# Var

As min (cm²/m) =

1/2

=

AS Aφb

Por − metro − de − ancho # Var

verificamos: r= Ø

0.0015 3.00

Usar el As calculado

usar acero en dos capas cuando e2 > 25cm : Øacero (pulg) = 1/2 2Aøb(cm²) = 2.54

USAR :

AS bd

0.0033 pulg

@

> r min=

# Var =

2.00

S (m) = Smax= S usar(m) =

0.50 0.45 0.25

0.0015

VERDADERO

0.25 m en dos capas

4.5 DISEÑO DE LA LOSA MACIZA Se tiene que el Momento en el borde es de ( 70% ) : M= 1518.30 Kg.-m El espesor de losa es de: 15 cm. Tambien se sabe que el momento ultimo es: Mu = Ø * f'c * b * d² * X * (1-0,59 * X) Donde : Ø: 0.9 Coeficiente de reduccion por flexion b: 100 Ancho de la losa de analisis ( cm.) dL : 13 Espesor de losa menos recubrimiento R: 2.50 X : ?? Valor a determinar, resolviendo la ecuacion cuadratica Para: Resolviendo la Ecuación

Mu=

1518.30 kg. x m

cm.

(Momento Máximo que se esta presentando en la losa )

X1 1.642 X2 0.053 Tomemos el menor valor positivo, reemplazando se tiene : p = f'c . X2 / fy tambien tenemos: pmin: 0.0033 0.0018 cm²/m pmin: Asmin. : 4.17 cm²/m luego: p: 0.0027 Usar Asmin reemplazando: As = p.b.d : 3.32 cm²/m para la distribucion del acero : Ø(pulg) = 1/2 2AØ= 2.54 Acero en dos Capas S(m) = 1.22 Smax(m)= 0.45 La distribucion de acero sera la siguiente : Susar(m)= 0.25 Ø 1/2 pulg @ 0.25 m en ambos sentidos