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• Ruth Olivas

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CALCULOS HIDRAULICOS DE DISEÑO DE UN RESERVORIO: RESERVORIO 01 (PAMPASH) PROYECTO:

MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO EN EL CASERIO DE MACHCAS, DISTRITO DE CHAVIN DE HUANTAR - HUARI ANCASH

DATOS Caudal de entrada Ø de tubería de descarga

Qe = 14.1 l/s Ø = 110 mm

Altura de agua en el reservorio Borde libre del reservorio Tiempo de embalse Coeficiente de descarga Radio interno del reservorio rectangular

h= Bl = te = Cd = L=

3.20 m 0.30 m 32.00 h 0.65 12.70 m

RESUMEN DE RESULTADOS

TUB. NORMA: NTP ISO 4422

Volumen: 1622.02 m3 Øe

Tiempo Min. descarga: 36h 49min Caudal Max. descarga : 48.95 l/s Ancho vertedero: 0.25 m

(mm) 63 75 90 110 140 160 200 250 315 355 400

1.- CALCULOS DE EMBALSE: Ve = Qe * te =

1622.02 m3

Area requerida Ar = 506.88 m2 Ancho del reservorio D = 25.40 m ESQUEMA Planta R= 12.70

14.1 l/s

Perfil

0.30 12.70 3.20

25.40

AREA =

π∗R 2=

506.71

Øi= 104.6 mm

Ø REF. SERIE 20

(Pulg) 2" 2-1/2" 3" 4" 5-1/2" 6" 8" 10" 12" 14" 16"

(C-5)

Øi

e (mm) 1.6 1.9 2.2 2.7 3.5 4.0 4.9 6.2 7.7 8.7 9.8

(mm) 59.8 71.2 85.6 104.6 133.0 152.0 190.2 237.6 299.6 337.6 380.4

CALCULOS HIDRAULICOS DE DISEÑO DE UN RESERVORIO: RESERVORIO 01 (PAMPASH) PROYECTO:

MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO EN EL CASERIO DE MACHCAS, DISTRITO DE CHAVIN DE HUANTAR - HUARI ANCASH

2.- CALCULOS DE DESCARGA: a.- TIEMPO MINIMO DE DESCARGA( td ): Este tiempo se calcula, suponiendo una apertura total de la válvula y con doble de área de reservorio para incluir el volumen adicional que se tiene por el ingreso permanente del caudal de embalse(Qe)

h 1 2 Ar 4 Ar √ h t d= dh= ∫ Cd∗A∗√ 2 g 0 √ h Cd∗A∗√ 2 g Ar = Area del reservorio constante en función a la altura del agua Efectuando los cálculos se tiene td =

36 h

49min

b.- CAUDAL MAXIMO DE DESCARGA (Qd): Donde:

g = aceleración de la gravedad = A = area del orificio de descarga = Para la descarga por tubería (sección circular):

9.81m/s2 95.033 cm2

Q d = C d ∗A ∗√ 2 gh Luego el caudal máximo de descarga es: Qd = Y la velocidad media máxima es : V=Q/A =

48.95 l/s 5.15m/s

3.- DIMENSIONAMIENTO DEL VERTEDERO: Qv=1.84.Le.Y3/2 , Siendo Le = Lm - 0.2*Y Donde: Qv = caudal del vertedero Y = tirante del agua sobre el vertedero al 50% del BL = 0.15 m Le = Ancho efectiva de la cresta Lm = Ancho total de la cresta Asumiendo: Qv = 1.5*Qe (El caudal que sale por el vertedero es Qe con 1.5 de coeficiente de seguridad) Se tiene: Le = 0.20 m Lm = 0.23 m Luego, redondeando a un valor múltiplo de 0.05 se tiene:

CALCULOS HIDRAULICOS DE DISEÑO DE UN RESERVORIO: RESERVORIO 01 (PAMPASH) PROYECTO:

MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO EN EL CASERIO DE MACHCAS, DISTRITO DE CHAVIN DE HUANTAR - HUARI ANCASH Ancho del vertedero = 0.25 m

DISEÑO DEL MURO DE CONCRETO ARMADO PARA CONTENCION DE TERRENO MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO EN EL CASERIO DE MACHCAS, DISTRITO DE CHAVIN DE HUANTAR - HUARI ANCASH

PROYECTO:

PREDIMENSIONAMIENTO P=0 Kg

Sc=0 Kg/m2

DATOS Peso específico del relleno Peso específico del concreto

gs gcº

Calidad diseño de concreto Ang.fricc.Intern. suelo a contener Capacidad portante del terreno Coef. de fricción concreto-terreno Espesor de recubrimiento del acero Esfuerzo de fluencia del acero

f'c Ø st f2 r fy

ACERO Ø " 1/4 210.00 Kg/cm2 3/8 26.00 º 1/2 1.95 Kg/cm2 5/8 0.550 3/4 0.05 m 7/8 4200.00 Kg/cm2 1 1 3/8 1950.00 Kg/m3 2400.00 Kg/m3

t1=0.25 i1 = 0.00

i1

i2

i2 = 0.06

P a n t a l l a

1 h=3.50

1 RELLENO H=3.90

Mat.granular Drenaje

hr=0.00

t3

h1=0.40 ho=0.90

t3=0.00 1.43 B1=1.30

Acero vertical en muro Acero horizontal parte baja del muro Exterior Interior Acero horizontal parte alta del muro Exterior Interior Acero en talón dorsal Acero en talón frontal Acero en diente contra deslizam.

t4=0.20

t1

B3=0.25 t2=0.45

B2=1.00

A lt u ra e n m d e sd e la b ase d e l m u ro

B=2.75

ESQUEMATIZACION DE LAS CARGAS 10 6

P6

P1

OK

En talón frontal Diente

Talon dorsal

Talón frontal A

OK OK OK OK

OK OK

DIMENSIONAMIENTO DEL ACERO

t4

t1

RESULTADO DE ESTABILIDAD Soporte del suelo Exentricidad de la resultante Estabilidad al volteo Estabilidad al deslizamiento Fuerzas cortantes Base del muro OK En talón dorsal OK

Ø 1/2''

@ Smax 20.7 cm 22.5cm OK

1/2'' 3/8''

17.0 cm 18.5 cm

45cm OK 45cm OK

3/8'' 3/8'' 1/2'' 1/2'' 1/2''

12.0 cm 24.0 cm 16.0 cm 16.0 cm 21.0 cm

45cm 45cm 45cm 45cm 45cm

Cortar la mitad del acero vertical a una altura de Longitud de anclaje del acero vertical será de

OK OK OK OK OK

1.24 m 50 cm

Altura vs Momento 4.50 4.00

P7

3.50 3.00 2.50

P'a

1.50

P9

P8

DM F Mr

2.00

P3

1.00

P2

0.50 0.00

P4 P5 4

CALCULOS 1 CALCULO DE LOS COEFICIENTES DE PRESIÓN ACTIVA Y PASIVA Para un relleno con superficie superior horizontal, se tiene Ka = (1-SENØ)/(1+SENØ) Kp = (1+SENØ)/(1-SENØ)

= =

0.39 2.56

2 CÁLCULO DEL MOMENTO DE VUELCO DEBIDO A LA PRESIÓN ACTIVA Pa Cálculo de altura equivalente de la sobrecarga hs hs = Sc/gs = 0.00 m Pi Pa (Tn) Xi (m) Mv (Tn-m) Empuje activo Sobrecarga TOTAL

1/2*Ka*gs*H2 Ka*gs*hs*H

5.790 0.000 5.790 Tn

1.30 1.95

7.528 0.000 7.528 Tn-m

0

1

2

3

4 5 6 Momento en Tn-m

7

8

9

10

DE REFUERZO Area Ø cm2 cm 0.32 0.635 0.71 0.952 1.29 1.270 2.00 1.588 2.84 1.905 3.87 2.222 5.10 2.540 10.06 3.580

DISEÑO DEL MURO DE CONCRETO ARMADO PARA CONTENCION DE TERRENO MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUA PARA RIEGO EN EL CASERIO DE MACHCAS, DISTRITO DE CHAVIN DE HUANTAR - HUARI ANCASH

PROYECTO:

3 CÁLCULO DEL MOMENTO DE VOLTEO Mv CON RESPECTO AL PUNTO "A" DEBIDO AL SUELO Pi P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8

Pi (Tn) t1*h*gcº 1/2*(t4*h)*gcº 1/2*(t3*h)*gcº B*h1*gcº 1/2(t1+B3)*ho*gcº 1/2*(t4*h)*gs B2*h*gs hr*B1*gs

P9 t3*hr2*gs/(2*h) P10 P Sc B2*hs*gs TOTAL

Xi (m) 1.425 1.617 1.300 1.375 1.550 1.683 2.250 0.650

2.100 0.840 0.000 2.640 0.540 0.683 6.825 0.000 0.000 0.000 0.000 13.628 Tn

Mr (Tn-m) 2.993 1.358 0.000 3.630 0.837 1.149 15.356 0.000

1.300 1.425 2.250

0.000 0.000 0.000 25.323

4 CÁLCULO DEL PUNTO DE APLICACIÓN DE LA FUERZA ACTUANTE X = (Mr-Mv)/P 1.31 m Excentricidad e = B/2-X = 0.07 m, como e < B/6, entonces qmax = P(1+6e/B)/B = 0.57 kg/cm2 < = Cps qmin = P(1-6e/B)/B = Luego, q = (qmin-qmax)/B*X+qmax Para X=B1, Para X=B1+t2,

0.42 kg/cm2

< Cps

OK = 1.95 OK = 1.95 OK

q1 = 4,996.25 kg/m2 q2 = 4,751.46 kg/m2

5 CHEQUEO POR VOLTEO (Cv) Cv = Mr/Mv = 3.36

>

FSV=2

OK

6 CHEQUEO POR DESLIZAMIENTO (Cd) El deslisamiento se puede producirse en la interfase base del muro y el suelo Coefic. de fricción m = 0.55 El deslisamiento se puede producir entresuelo-suelo por debajo de la base del muro m = 0.9 * tan(Øs) = 0.44 Utilizando el menor m, se tiene: Pp= 1/2*Kp*gs*(ho+h1+hr)2= FD = (m* P+Pp)/Pa=

4.22 1.80

>

7 CALCULO DEL ACERO EN EL MURO Cálculo de presión activa que hace fallar la pantalla Cálculo de altura equivalente de la sobrecarga hs hs = Sc/gs = 0.00 m Pi Pa (Tn) Empuje activo Sobrecarga TOTAL

1/2*Ka*gs*h2 Ka*gs*hs*h

Luego, el Mu = 1.7 * Mv =

4.66 0.00 4.664 Tn

FSD=1.5

Yi (m) h/3 h/2

OK

M (Tn-m) 1.17 1.75

5.441 0.000 5.441 Tn-m

9.25 Tn-m

Cálculo del peralte efectivo (d) d = t2 - r = 40.00 cm Calculo de la cuantía del acero mediante el parámetro Ru: Ru = Mu*/(b*d2), para b=1 m, Ru = 5.8 Kg/cm2 Por otro lado, Ru = 0.9*p*Fy*(1-0.59*p*Fy/f'c) Expresándolo como una ecuación cuadrádica estandar se tiene: (0.59*Fy2/f'c)*p2 - Fy*p + Ru/0.9 = 0 Resolviendo la ecuación cuadrática se optine, p = Area de acero vertical As = p*d*b, b=100, As = As mín/2 = (0.0015b*t2)/2= Luego resulta As =

6.23 cm2 3.38 cm2 6.23 cm2

Area del acero horizontal De la base hasta la parte media As mín = 0.0025b*t2 = De la parte media a superior As mín = 0.0025b*t' = Espaciamiento máximo del acero S < = 3d Y S