Diseño de Presa de Concreto

8/12/2019 Diseo de Presa de Concreto

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REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA INTEGRANTES:LA UNIVERSIDAD DEL ZULIA Dall Orso, Joselina. ASIGNATURA: OBRAS HIDRAULICAS Lozano, Yajaira.SECCIN: 001 Urdaneta, Victor.PROF: Antonio ToyoJunio de 2014

Clculo estructural de presa de concreto.

A continuacin se presenta un pre clculo estructural que se desarrolla a nivel del diseode presas de concreto en base a datos hidrolgicos obtenidos de la ingeniera hidrulica hecha enel sitio de emplazamiento de la presa en estudio.

Se parte de la altura de la presa determinada en la entrega anterior a este informe dondese compararon el volumen hidrolgico y el volumen topogrfico de la zona resultando necesaria laaltura mencionada para almacenar el volumen hidrolgico estimado, esta altura es:

A continuacin se establecen premisas antes de desarrollar el clculo de la estabilidad de lapresa:

1. Altura de la ola de diseo.

Se consideran efectos de impacto de una ola hipottica de diseo que choca en la

superficie interna de la presa, ocasionada por efectos del viento en la superficie delembalse y por el propio movimiento del agua por lo que se parte de la estimacin de unaaltura de ola para la cual obtenemos dos posibles resultados segn dos autores distintosseleccionando para el diseo el caso mas desfavorable (ola mas alta):

Segn Molitor:

Donde;

Vv: velocidad del viento. (Km/h)Lexp: longitud expuesta (distancia horizontal perpendicular a la presa hasta punto masalejado del espejo de agua). (Km)


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Segn Wolf:

El altura de la ola de diseo es entonces Z = 0,43m segn formulacin de Wolf.

2. Borde libre.

Para prevenir el rebose bajo condiciones normales (sin crecida), por efectos demovimientos del agua represada en forma de olas se considera un borde libre cuya alturaes un 33% de la altura de la ola de diseo:

3. Altura de la presa.

El altura total de la presa considerando el borde libre es:

4. Ancho de la cresta.

Este ancho de coronacin considera un 14% dela altura total.

5. Clculos de las fuerzas.

Establecidas las premisas de diseo anteriores se procede a hacer el clculo de laestabilidad de la presa, partiendo de la suposicin de que las paredes de la presa sonverticales, iterando con diferentes alturas (H) seleccionadas por tanteo y verificando siocurren fallas por deslizamiento o volcamiento para determinar a partir de que altura se


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abren los taludes y deja de considerarse las paredes totalmente verticales y si es necesariosi falla la estructura por corte colocar dentelln.

A continuacin se presentan unos esquemas del modelo antes descrito donde semuestran las fuerzas actuantes y sus puntos de aplicacin segn dos condiciones de cargasposibles; cuando el embalse est lleno y cuando el embalse est vaco.

Fig. 1. Fuerzas actuantes con el embalse lleno.

Fig. 2. Fuerzas actuantes con el embalse vaco.

Iteracin 1 (H=5m):

Se calcula la altura del agua para esta altura de presa.


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Las fuerzas a consideras sern:

Po: fuerza de impacto de la ola de diseo.

Pv: presin del viento.

Pw: presin del agua.

Sobp: sobrepresin horizontal por efecto de cargas ssmica (C = 833 y = 0,1).

Subp: sobrecarga vertical por efecto de cargas ssmicas.

Pp: peso propio de la presa.

Ps: carga de sismo.

Obteniendo los siguientes valores:

- Embalse lleno:


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Verificando:

a) Deslizamiento:

b) Vuelco:

- Embalse vacio:

Verificando:

a) Deslizamiento:

b) Vuelco:

Se aumenta la altura a H=10m y se comienza a iterar.


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Iteracin 2 (H=10m):

- Embalse lleno:

Verificando:

a) Deslizamiento:

b) Vuelco:

- Embalse vacio:

Verificando:

a) Deslizamiento:

b) Vuelco:


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Se aumenta la altura a H=11m.

Iteracin 3 (H=11m):

- Embalse lleno:

Verificando:

a) Deslizamiento:

b) Vuelco:

- Embalse vacio:

Verificando:

a) Deslizamiento:

b) Vuelco:


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Se abren los taludes partiendo de unas inclinaciones para los mismos de tg =0,1 y tg =0,7.

Hpresa=66m-10m = 56m

Se disean 5 secciones de 11,2m cada una.

A continuacin se presentan unos esquemas del modelo donde se muestran lasfuerzas actuantes y sus puntos de aplicacin segn las dos condiciones de cargas posibles;cuando el embalse est lleno y cuando el embalse est vaco pero ahora abriendo lostaludes.

Fig. 3. Fuerzas actuantes con el embalse lleno. Diseo de secciones.

Fig. 4. Fuerzas actuantes con el embalse vaco. Diseo de secciones.


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Seccin 1 (H=BL+11,2m=21,2m):

X1=1,12m

X2=7,84m

B=18,96m

A1=6,27m

A2=43,90m

A3=212m

At=262,18m

Aw=16,83m

Fuerzas (kg) Brazo (m)

Po=370 20,79

Pv=85,5 20,92

Pw=112951 6,88

Sobp=1336 8,25

Subp=130381,6 6,32

Pp=603004,8 9,29

Ps=60300,48 7,27P1=1683,4 0,56

Verificando:

a) Deslizamiento:

b) Vuelco:

c) Aplastamiento:

( )


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( )

Seccin 2 (H=BL+22,4m=32,4m):

X1=2,24m

X2=15,68m

B=27,92m

A1=25,09m

A2=175,62m

A3=324m

At=524,70m

Aw=46,21m


Po=370 31,99

Pv=85,5 32,12

Pw=112951 10,61

Sobp=1336 12,73

Subp=296231,2 9,31

Pp=1206819,2 12,86

Ps=120681,92 10,39

P1=46212 1,12

Verificando:

a) Deslizamiento:

b) Vuelco:


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c) Aplastamiento:

Seccin 3 (H=BL+33,6m=43,6m):

X1=3,36m

X2=23,52m

B=26,88m

A1=56,45m

A2=395,14m

A3=436mAt=887,58m

Aw=88,13m


Po=370 43,19

Pv=85,5 43,32

Pw=112951 14,34

Sobp=1336 17,21

Subp=528982,1 12,29

Pp=2041443,2 16,41

Ps=204144,3 13,69

P1=88133 1,68

Verificando:

a) Deslizamiento:

b) Vuelco:


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c) Aplastamiento:

Seccin 4 (H=BL+44,8m=54,8m):

X1=4,48m

X2=31,36m

B=45,84m

A1=100,35m

A2=702,46m

A3=548m

At=1350,82m

Aw=142,60m


Po=370 54,39

Pv=85,5 54,52

Pw=112951 18,08

Sobp=1336 21,69

Subp=828634,4 15,28

Pp=3106876,8 19,99

Ps=310687,7 17,03

P1=142599 2,24

Verificando:

a) Deslizamiento:

b) Vuelco:


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c) Aplastamiento:

Seccin 5 (H=BL+56m=66m):

X1=5,6m

X2=39,2m

B=54,8m

A1=156,8m

A2=1097,6m

A3=660m

At=1914,4m

Aw=209,61m


Po=370 65,59

Pv=85,5 65,72

Pw=112951 21,81

Sobp=1336 26,17

Subp=1195188 18,27Pp=4403120 23,61

Ps=209608 20,40

P1=142599 2,80

Verificando:

a) Deslizamiento:

b) Vuelco:


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c) Aplastamiento:

6. Diseo definitivo.

Finalmente se presenta el pre diseo resultante del anlisis estructural hecho a la presadel presente proyecto mostrando una figura a escala donde se aprecian las dimensionesen un corte transversal de la presa.

Fig. 5. Corte transversal presa prediseada.

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