3. Calc. Captación y Reserv.

I.- DISEO HIDRAULICO DEL RESERVORIO

* VOLUMEN DEL RESERVORIO (M3) 6.00 m3

II.- DISEO ESTRUCTURAL DEL RESERVORIOPara capacidades madianas y pequeas, como es el caso de los proyectos de abastecimiento de

agua potable en poblaciones rurales, resulta tradicional y aconmica la construccin de un reservorio

apoyado de forma rectangular.

Daatos:

Volumen del reservorio V : 6.00 m3

Ancho libre de las paredes b : 2.30 m

Altura de agua h : 1.2 m

Borde Libre B.L : 0.30 m

Altura Total del reservorio H : 1.50 m

Peso Especifico del agua : 1000 Kg/m3

Peso Especifico del terreno : 1800 Kg/m3

Capacidad Portante : 1.05 Kg/cm2

A .- MOMENTOS DE DISEO Y ESPESORES

PAREDES : El calculo se realiza cuando el reservorio se encuentra llena y sujeto a la presin del

agua.

Mximo coeficiente absoluto de momento: 0.084

Mx. Momento Absoluto (Kg-m)

Momento max. Vertical 145.15 Kg-m

Momento max. Horizontal 145.15 Kg-m

El espesor "e" se determina mediante el metodo elastico sin agretamiento,

cuyo valor se estima mediante:

Donde: f'c : Es=2.1x10^6 = Kg/cm2

ft : resistencia del concreto

M : Momento de diseo = Kg/cm2

b : ancho unitario de pared

n=Es/Ec n = 9

f'c : 210 kg/cm2

ft : 12.32 kg/cm2 e : 8.41 cm ft = 0.85(F'c)^

M : 14515 kg - cm

b : 100 cm Para el diseo se sume un espesor de:

W : 2.4 t/m3 (peso del C)

e : 15.00 cm

LOSA DE CUBIERTA : La losa de cubierta ser conciderada como una losa armada en dos sentidos y apoyada en sus lados.

Clculo del espesor de la losa:

Luz de clculo L: 2.45 m

Espesor (t) t : 6.81 cm Para el diseo t : 15 cm

Segn el R.N.C para losas macizas en dos direcciones, cuando la relacin de las dos es igual a la

unidad , los momentos flexionantes en las fajas centrales son:

Donde : MA,MB : Momentos centrales

W : Carga de servicio

L : Luz de calculo

C: 0.036 (Coeficiente)

Clculo de la carga de Servicio: Peso Propio = 360.00 Kg/cm2

= 100.00 Kg/cm2 (asumido)

=========

W = 460.00 Kg/cm2

INGENIERA HIDRAULICA

MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y CREACION DE RED DE ALCANTARILLADO CON SU RESPECTIVA PLANTA DE

TRATAMIENTO DEL ANEXO VILLAFLOR - DISTRITO DE CHUPAMARCA - PROVINCIA CASTROVIRREYNA - HUANCAVELICA

MEMORIA DE CLCULO - RESERVORIO

(USANDO EL METODO ELSTICO)

Vol. Almac.=

seccin

cuadrada

2100000

226295

Carga Viva

att

2/1

6

bf

Me

t

2/1)'(85.0 cf

2

2ebL

36

Lt

2CWLMM BA

cfWEc '.4200 5.1






MA = MB = M 99.40 kg-m

Conocido el valor del momento de diseo , se calcula el espesor util "d" mediante el mtodo elastico con

la siguiente relacin:

Donde: M : 99.40 kg-m (Momento de diseo)

b : 100 cm (ancho unitario)

Datos:

f'c : 210 kg/cm2 Es=2.1x10^6 = 2E+06 Kg/cm2

fc : 94.5 kg/cm2

fs : 1400 kg/cm2 = 226295 Kg/cm2

W : 2.4 t/m3 (peso del C)

n : 9

J: 0.8740

k : 0.378

R : 15.607

d : 2.52 cm

Recubrimiento minimo considerado : 2.50 cm

Entonces el espesor total "t" es : t : 5.02 cm

El espesor de la losa debe ser el mayor valor calculado t : 15 cm

Para el diseo se considera d : 12.50 cm

LOSA DE FONDO La losa de fondo se analizara como una placa flexible,debido a que le espesor es pequeo en

a la longitud. Dicha placa se considera empotradada en sus dos bordes

Asumir el espesor de la losa de fondo : 15 cm

Clculo de la carga por M2 de losa : Peso propio del agua : 1200 Kg/m2

Peso propio de Concreto: 360 Kg/m2

==========

1560 Kg/m2

Momento de empotramiento en los extremos (Me) :

M : 42.98 Kg-m

Momento en el centro (Mc) :

M : 21.49 Kg-m

2/1

Rb

Md

jkfR c2

1

31

kJ

nfc

fsk

1

1

Ec

Esn

cfWEc '.4200 5.1

jkfR c2

1

2/1

Rb

Md

192

2WLM

384

3WLM






Para losas planas rectangulares armadas con armaduras en dos direcciones, se recomienda los

siguientes coeficientes:

Para un momento en el centro : 0.513

Para un momento de empontramiento : 0.529

Momentos Finales : Me : 22.74 Kg-m

Mc : 11.02 Kg-m

VERIFICACIN DEL ESPESOR

El espesor se calcula mediante el mtodo elstico sin agrietamiento considerando el mximo momento

absoluto con la siguiente relacin :

e : 3.33 cm

Para el diseo se asume un espesor de:

e : 15 cm

Recubrimiento minimo considerado: 4 cm

Para el diseo se considera d : 11.00 cm

B .- DISTRIBUCIN DE LA ARMADURA

AREA DE ACERO:

Para determinar el area de acero de la armadura de la pared , de la losa de cubierta y de la losa de fondo, se concidera

la siguiente ecuacin :

Donde M : Momento mximo absoluto en Kg-m.

fs : Fatiga de trabajo en Kg/cm2.

j : Relacin entre la distancia de la resultante de los esfuerzos de compresin

al centro de gravedad de los esfuerzos de tencin.

d : Peralte efectivo en cm.

AREA DE ACERO MNIMO:

Para determinar el rea de acero mnimo se concidera la siguiente relacin:

Donde C : Coeficiente

b : Ancho unitario en cm.

t : Espesor de las losas o paredes en cm.

Valores de C : C= 0.002 ; Para las paredes.

C= 0.002 ; Para la losa de fondo y losa de cubierta

RESUMEN DEL CLCULO ESTRUCTURAL Y DISTRIBUCIN DE ARMADURA

Momentos "M" (Kg-m)

Espesor til "d" (cm)

fs (Kg/cm2)

n=Es/Ec

fc (Kg/cm2)

j = 1-k/3

rea de Acero:

(cm2)

C

b (cm)

e (cm)

Cuanta Minima:

As mn = C.b.e (cm2)

rea efectiva de As (cm2)

rea efectiva de As min (cm2)

1.98 1.98 1.27 1.27

Distribucin de Acero --------- = 0.56 --------- = 0.40 --------- = 0.42 --------- = 0.42

3.55 4.97 3.00 3.00

Diametro del Acero en plg. 5/8 5/8 1/2 1/2

3.55 4.97 2.84 2.84

15

100 100

15 15

3

3.00 3.00 3.00 3.00

0.002

3 3 3

15

0.002 0.002 0.002

100 100

2.57 2.57 0.65 0.27

0.835 0.835 0.874 0.838

900

9

7.50

94.5

0.494 0.494 0.378 0.486

11.00

900

9

LOSA DE CUBIERTA

145.152 145.15

LOSA DE FONDO

99.40 22.74

94.5 94.5 94.5

900

12.50

1400

9

VERTICAL HORIZONTAL

9

7.50

DESCRIPCINPARED

2/1

6

bf

Me

t

)/(1

1

nfcfsk

djfs

xMAs

..

100

djfs

MAs

..

tbCAsmn ..






C .- CHEQUEO POR ESFUERZO CORTANTE Y ADHERENCIA

El chequeo por esfuerzo cortante tiene por finalidad de verificar si la estructura requiero estribos o no; y el chequeo por

adherencia para verificar si existe una perfecta adhesin entre el concreto y el acero de refuerzo.

A continuacin se presenta el chequeo en la pared y losa y cubierta:

PARED

Esfuerzo cortante :

La fuerza cortante total mxima ( V ), ser: V : 720.00 Kg-m

El esfuerzo nominal (v), se calcula mediante: v : 0.66 Kg/cm2

El esfuerzo permisible nominal en el concreto, para muros no exeder a:

V mx = 0.02f'c = 4.2 Kg/cm2 Siendo el esfuerzo permisible mayor al calculado por lo tanto, las

dimenciones del muro por corte satisfacen las condiciones de diseo.

Adherencia : Para elementos sujetos a flexin, el esfuerzo de adherencia en cualquer punto de la seccin

se calcula mediante :

5/8 25.00 u : 2.64 Kg/cm2


U mx = 0.05f'c = 10.5 Kg/cm2 Siendo el esfuerzo permisible mayor al calculado por lo tanto, se

satisface la condicin de diseo.

LOSA DE CUBIERTA

Esfuerzo cortante :

La fuerza cortante mxima ( V ), ser:

Donde W es la carga de servicio y S la luz libre V : 352.67 Kg-m

El esfuerzo cortante unitario (v) se calcula con la siguiente relacin

v : 0.28 Kg/cm2

El mx. esfuerzo cortante unit.: v mx: 4.20 Kg/cm2

El valor de v max. Muestra que el diseo

es el adecuado.

Adherencia :

1/2 30.00 u : 1.08 Kg/cm2


U mx = 0.05f'c = 10.5 Kg/cm2 Siendo el esfuerzo permisible mayor al calculado por lo tanto, se

satisface la condicin de diseo.

2

2hV a

jbd

Vv

oJd

Vu

3

.SWV

bd

Vv

cfv '29.0max

oJd

Vu

opara

opara

3. Calc. Captación y Reserv.

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