3.-DISEÑO RESERVORIOS

7/23/2019 3.-DISEO RESERVORIOS

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DISEO HIDRAULICO DE VOLUMEN DE RESERVORIO POR BOMBEO-R1

A.- POBLACION ACTUAL Po = 115B.- TASA DE CRECIMIENTO (%) r = 1.7C.- PERIODO DE DISEO (AOS) t = 20D.- POBLACION FUTURA

P = Po ( 1! r " t#100 ) P = 1$2

E.- DOTACION (LT#AB#DIA) Dot. = 75

&.- CONSUMO PROMEDIO ANUAL (LT#SE') = Po*. " Dot.#+$,00 = 0.1

G.- CONSUMO MAXIMO DIARIO (LT/SEG)

/ = 1.0 " / = 0.1+.- CAUDAL DE LA &UENTE (LT#SE')

TIPO DE &UENTE MANANTIAL

TIPO DE MANANTE DE &ONDO

NUMERO DE MANANTES 1.00I.- VOLUMEN DEL RESERVORIO (M3)

= 0.0 " / " +$00#1000 = .7A UTILIAR 3 V = 5.00 M3

J.- CONSUMO MAXIMO HORARIO (LT/SEG)

4 = 2.50 " 4 = 0.52.- CAUDAL UNITARIO (LT/SEG) = 4#N6& = 0.011

N!"#$

"INSTALACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO DEL CASERIO CARACHABAMBA DEL CP LA COLPA,DISTRITO DE BAMBAMARCA, PROVINCIA DE HUALGAYOC - CAJAMARCA"

D8*9/o :8 ;8 4 ;8 /ot o*> tot> /8 > o*> r8;8r@or9o R&


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DISEO HIDRAULICO DE VOLUMEN DE RESERVORIO POR BOMBEO-R2

A.- POBLACION ACTUAL Po = 5B.- TASA DE CRECIMIENTO (%) r = 1.7C.- PERIODO DE DISEO (AOS) t = 20D.- POBLACION FUTURA

P = Po ( 1! r " t#100 ) P = +5

E.- DOTACION (LT#AB#DIA) Dot. = 75&.- CONSUMO PROMEDIO ANUAL (LT#SE')

= Po*. " Dot.#+$,00 = 0.2

G.- CONSUMO MAXIMO DIARIO (LT/SEG)

/ = 1.0 " / = 0.55.- CAUDAL DE LA &UENTE (LT#SE') TIPO DE &UENTE MANANTIAL

TIPO DE MANANTE DE &ONDO NUMERO DE MANANTES 1.00I.- VOLUMEN DEL RESERVORIO (M3)

= 0.0 " / " +$00#1000 = 1.1A UTILIAR 3 V = %5.00 M3

J.- CONSUMO MAXIMO HORARIO (LT/SEG)

4 = 2.50 " 4 = 1.05.- CAUDAL UNITARIO (LT/SEG)

= 4#N6& = 0.011

N!"#$

"INSTALACION DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO DEL CASERIO CARACHABAMBA DEL CP LACOLPA, DISTRITO DE BAMBAMARCA, PROVINCIA DE HUALGAYOC - CAJAMARCA"

D8*9/o :8 ;8 4 ;8 /ot o*> tot> /8 > o*> r8;8r@or9o R%


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DISEO ESTRUCTURAL DEL RESERVORIO

Para el diseo estructural, se utilizara el mtodo de Portland Cement Association, que determina momentosy fuerzas cortantes como resultado de experiencias sobre modelos de reservorios basados en la terora de

Plates and Shells de imoshen!o, donde se considera las paredes empotradas entre s"

#n los reservorios apoyados o super$ciales, tpicos para poblaciones rurales, se utiliza preferentemente la

condici%n que considera la tapa libre y el fondo empotrado" Para este caso y cuando act&a s%lo el empu'e

del a(ua, la presi%n en el borde es cero y la presi%n m)xima *P+, ocurre en la base"

P -a x h

#l empu'e del a(ua es.

/ * -a h0 b + 1 0

2onde.

-a Peso espec$co del a(ua"h Altura del a(ua"

b Ancho de la pared"

Para el diseo de la losa de cubierta se consideran como car(as actuantes el peso propio y la car(a vivaestimada3 mientras que para el diseo de la losa de fondo, se considera el empu'e del a(ua con el reservoriocompletamente lleno y los momentos en los extremos producidos por el empotramiento y el peso de la losa

y la pared"

Para el diseo estructural del reservorio de concreto armado de secci%n cuadrada, tenemos los si(uientesdatos.

2atos./olumen */+ 5 m4"Ancho de la pared *b+ 0"5 m"Altura de a(ua *h+ 6"7 m"

8orde libre *8"9"+ 5"4 m"Altura total *:+ 6"; m"

Peso espec$co del a(ua *-a+ 6555 !(1m4"Peso especi$co del terreno *-t+ 6< !(1cm0"

Concreto * f?c + 065 !(1cm0"

Peso del Concreto Armado 0@55 !(1m4"

#sfuerzo de luencia del acero * fy + @055 !(1cm0"

A) CALCULO DE MOMENTOS Y ESPESOR ( E )

A.1: P!#$

#l c)lculo se realiza cuando el reservorio se encuentra lleno y su'eto a la presi%n del a(ua"Para el c)lculo de los momentos B tapa libre y fondo empotrado, se(&n la relaci%n del ancho de la pared *b+ y

la altura de a(ua *h+, tenemos los valores de los coe$cientes *!+"Siendo.

h 6"75

b 0

esulta.

b1h 6"44 Asuminos . 1.5

Para la relaci%n b1h 6"7 , se presentan los coe$cientes *!+ para el c)lculo de los momentos, cuya

informaci%n se muestra en el cuadro 6"

CDA2E 6

Coe$cientes *!+ para el c)lculo de momentos de las paredes de reservorios cuadrados B tapa libre yfondo empotrado

y 5 y b1@ y b10b1h x1h Fx Fy Fx Fy Fx Fy

5 5 5"506 5 5"557 5 B5"5@

G 5"55; 5"50 5"55@ 5"55< B5"55> B5"5@@6"7 H 5"56I 5"56I 5"56 5"55; B5"55; B5"5@0

J 5"554 5"55I 5"554 5"55@ B5"557 B5"50I6 B5"5I B5"560 B5"5@6 B5"55; 5 5

uente. An)lisis y diseo de reservorios de concreto armado. ivera ei'oo" KulioBpp"9ima 6>>6

"CONSTRUCCI%N DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE EN EL CASER&O EL CANGREJO, DISTRITO DE JOS' SABOGAL, PROVINCIA DE SAN MARCOS -CAJAMARCA"


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9os momentos se determinan mediante la si(uiente f%rmula.

F ! x -a x h4 """""""""""""""""""""""""""""""""""""" L

Conocidos los datos se calcula.

-a x h4 6555 x 6"7-a x h4 44


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#l espesor de la pared *e+ ori(inado por un momento N F N y el esfuerzo de tracci%n por Oexi%n * ft+ en cual B

quier punto de la pared, se determina mediante el mtodo el)stico sin a(rietamiento, cuyo valor se estimamediante.

e IF 1 *ft x b+ Q610 """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" LL2onde.

ft 5";7 *f?c+610 60"464 cm"

P! #$*+ $ $ $/$+! 0.0 .

A.: L+$ # C2!3

9a losa de cubierta ser) considerada como una losa armada en dos sentidos y apoyada en sus cuatro lados"

C)lculo del espesor de la losa.espesor de los apoyos 5"0 m"

luz interna 0 m"

luz de c)lculo * 9 + 0 R 0 x 5"0 1 0

9 0"0 m"

espesor e 9 1 4I 5"5I6 m"

P! #$*+ $ $ $/$+!: 0.15 .

Se(&n el e(lamento acional de #di$caciones para losas macizas en dos direcciones, cuando la relaci%n

de las dos es i(ual a la unidad, los momentos Oexionantes en las fa'as centrales son.

FA F8 CT90 """"""""""""""""""""""""""""""""""""" LLL2onde.

C 5"54I

Peso propio 5"67 x 0@55 4I5 !(1m0"

Car(a viva 055 !(1m0"T 7I5 !(1m0"

eemplazando en la ecuaci%n LLL , se tiene.FA F8 >@"7 !(1cm0 n #s 1 #c 0V65I !(1cm0 1 67655V*f?c+610 !(1cm0" n >"64>>@66;4 edondeando n 65eemplazando. ! 5"4654@

' 6B!14 5";>I77esultando. 64"6@I; y reemplazando los valores en la ecuaci%n L/ ,

se obtiene . d 0"I>66 cm"#l espesor total * e +, considerando un recubrimiento de . 0"7 cm", ser) i(ual a 7"6>6

cm"3 siendo menor que el espesor mnimo encontrado * e 67 cm+" Para el diseo se consider)d 67 B 0"7 60"7 cm"


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A.4: L+$ # +#+

Asumiendo el espesor de la losa de fondo i(ual a. 5"65 m" y conocida la altura de a(ua de. 6"75

m", el valor de P ser).

Peso propio del a(ua . 6"75 x 6555 6755"55 !(1m0"

Peso propio del concreto 5"65 x 0@55 0@5 !(1m0" T 65

Para un momento en el centro 5"5764

Fomentos $nales.#mpotramiento *Fe+ 5"70> x B4I"07 B6>"60>;607 !(Bm"

Chequeo del espesor.

#l espesor se calcula mediante el mtodo el)stico sin a(rietamiento considerando el m)ximo momento absoluto* F 6>"6


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B.1: P!#

Para el diseo estructural de la armadura vertical y horizontal de la pared del proyecto se considera el momentom)ximo absoluto, por ser una estructura pequea que di$cultara la distribuci%n de la armadura y porque el aho Brro en trminos econ%micos no sera si(ni$cativo"

Para la armadura vertical resulta un momento * Fx + i(ual a. 050"7 !(Bm" y para la armadura horizon Btal el momento * Fy + es i(ual a 647 !(Bm" 2ichos valores se observan en el cuadro 0"

Para resistir los momentos ori(inados por la presi%n del a(ua y tener una distribuci%n de la armadura se consi B

dera fs >55 !(1cm0 y n 65

Conocido el espesor de 05 cm" y el recubrimiento de 65 cm" se de$ne un peralte efectivo d 65 cm" #l valor de ' es i(ual a 5";0> de$nido con ! 5"760

9a cuanta mnima se determina mediante la si(uiente relaci%n.

As mn" 5"5567 b x e 4 cm0" Para b 655 y 05 cm"

9a informaci%n adicional, los resultados, la selecci%n del di)metro y la distribuci%n de la armadura se muestraen el Cuadro 4

B.: L+$ # C2!3

Para el diseo estructural de armadura se considera el momento en el centro de la losa cuyo valor permitir) de B

$nir el )rea de acero en base a la ecuaci%n /"

Para el c)lculo se consideran.F >"655 !(1cm0" U n 65

#l valor de ' es 5";0>4 ,de$nido por 5"7600

Se considera una cuata minima de.

As mn" 5"556< x b x e 6"< cm0" para. b655 y e 65 cm"

9os resultados se observan en el Cuadro 4"

#n todos los casos, cuando el valor de )rea de acero * As + es menor a la cuanta mnima *As mn"+, para la

distribuci%n de la armadura se utilizar) el valor de dicha cuanta"

C) CHE7UEO POR ES6UER8O CORTANTE Y ADHERENCIA

#l chequeo por esfuerzo cortante tiene la $nalidad de veri$car si la estructura requiere estribos o no, y el chequeopor adherencia sirve para veri$car si existe una perfecta adhesi%n entre el concreto y el acero de refuerzo"

A continuaci%n se presenta el chequeo en la pared y la losa de cubierta"

C.1: P!#

#sfuerzo cortante.

9a fuerza cortante total m)xima * / + , ser).

/ -a h0 1 0 """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" /L


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eemplazando valores en la ecuaci%n /L, resulta.

/ 6607 !("

#l esfuerzo cortante nominal * v +, se calcula mediante.

v / 1 * ' x b x d + """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" /LL

Conocidos los valores y reemplazando, tenemos.

v 6"47II6;< !(1cm0"

#l m)ximo esfuerzo cortante unitario * v m)x + es .

v m)x 5"0> *f?c+610 @"050 !(1cm0"#l valor de v m)x" , muestra que el diseo es el adecuado"

Adherencia.

u / 1 * Wo x ' x d + Siendo.

Wo para X 41;N c" 45 cm" 65/ 4


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D) CUADRO RESUMEN:

R$ # C9+ E$3!3! ; D$3!2-. ) 050"75 647"55 >? ) >55"55 >55"55 6@55"55 >55"55 65"55 65"55 65"55 65"55 @ 0.5 (=>?) >@"75 >@"75 >@"75 >@"75= @ 1 ? ( 1 $?( ) ) 5"76 5"76 5"@5 5"76

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A$ @ (100M) ? ($ # ) (. 0"

3.-DISEÑO RESERVORIOS

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