Diseño_Captacion

DISEÑO DE CAPTACION

Registro de los Aforos de las Captaciones:

Nº Zona Caudal L (m)

C1 Las Abejas 1.00 lps 1,787.20C2 Las Piñas 1.10 lps 811.50C3 Los Cocos 4.20 lps 1,207.21

6.30 lps 3,805.91

ESQUEMA GENERAL DE LA TOMA DE AGUA

CAMARA DE CAPTACION:

Caudal de diseño = 6.300 Lts/seg. = 22.68 m³/hora

Predimensionamiento:Ancho interior: A 0.70 mLargo interior: L 0.70 mAltura interior: H 0.80 mEspesor de muros y losa 0.10 m

A= 0.70 mH= 0.80 m

h=0.50 m

L = 0.70 m e = 0.10 m

0.70 m

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LA CAPTACIONCriterios a tener en cuenta:- Se predimensionará los muros con las medidas anteriores.

Para la captación se diseñará una pequeña Cámara de Captación, cuyo fin principal será captar el agua del manantial; su cálculo se detalla en la siguiente hoja de Cálculo

Salida de agua

VALVULASCAJ A DE

Rebose y limpieza

GRAVA

CAMARA DECAPTACION

Rejilla

Cono derebose

- El cálculo consiste en Determinar el momento para dos casos 1.-Cuando El Elemento esta vacio y 2.- Cuando el elemento está lleno.

DATOS :

δs = 1.918Tn/m³ Peso especifico del suelo

δc = 2.4Tn/m³ Peso especifico del concreto

Ø = 21.30° Angulo de fricción interna

f'c = 210 Kg/cm²

fy = 4200 Kg/cm²

qt = 0.92 Kg/cm²

FSD = 1.50 Factor de Seguridad al Deslizamiento

FSV = 1.75 Factor de Seguridad al Volteo

θ 5.00° Inclinación del terreno

Coeficiente de fricción interna : f = TgØ = 0.390 es menor a 0.6 ………..ok!

Entoces el valor de f = 0.390

0.475

Ka * δs = 0.912 tn/m³

CUANDO EL ELEMENTO ESTA VACIO :

s/c = 0.20 Tn/ml 0.10 m P = 0.5 * ka * δs * h² s/c= 0.20 Tn/ml

W1= 0.16Tn/m

h = 0.85

0.60Tn P = 0.60Tn

Peso de losa = 0.336 Tn/m 0.316m

W2 = 1.246Tn/m

M = 0.189 Tn - m

0.80 m.

Factor por carga muerta (FCM) = 1.40

Factor por carga Viva (FCV) = 1.70

W1 = Ka *S/C *FCV = 0.162 P = (w1 + W2)*h /2 = 0.60Tn

W2 = W1 + (Ka * δs * h * FCM) = 1.246

M = ( W1 * h² / 2 ) + [ ( W2-W1) * h² / 6 ] = 0.189Tn-m

Peso de Losa = 0.10 m x 2.4Tn/m³ x 1.40= 0.336 Tn/m

Ka = Cosθ * [ cosθ - (cos²θ - cos²Ø)½ ] / [ cosθ + (cos²θ - cos²Ø)½ ] =

Momento = W * L² / 8= 0.027Tn-m

Analizando una franja de un metro de ancho, de los marcos en "U", tenemos el siguiente diagrama de momentos:

-0.162

0.027Tn-m

0.189

La tracción en el fondo será : T = W . L / 2 = 0.134 Ton.

CUANDO EL ELEMENTO ESTA LLENO :

F = δa * h² / 2

Peso de agua = 0.510 Tn/m

Peso de losa = 0.336 Tn/m

0.30 m.

0.60Tn F= 0.11Tn F= 0.11Tn P = 0.60Tn

0.100 0.316 m

M = 0.189

0.80 m.

Peso de agua = 0.30 m x 1.0Tn/m³ x 1.70= 0.510 Tn/m

Momento resultante originado en los muros = P*0.32- F*0.10 = 0.189 - 0.011 = 0.178Tn-m

Momento originado por el peso de la losa y el peso del agua : Wt = 0.336 + 0.510 = 0.846Tn/m

Momento = Wt * L² / 8= 0.068Tn-m

Analizando una franja de un metro de ancho, de los marcos en "U", tenemos el siguiente diagrama de momentos:

0.668

0.85Tn-m0.178

Cálculo de acero en las paredes, debido a los esfuerzos calculados:

Acero Vertical

f'c (Kg/cm²) 210

fy (Kg/cm²) 4200 p min = 0.0020

ßi 0.85

¢ 0.9 a = As* fy / (ßi * f'c * b )

recubrim 2.50cm As = M / [ ¢ * fy * (d - a/2) ]

Areas Ø 1/4" Ø 3/8" Ø 1/2" Ø 5/8" Ø 3/4" Ø 1"

As (cm²) 0.32 0.71 1.27 1.98 2.85 5.07

M(Tn-m) b (cm) d(cm) a (cm) As (cm²) As min p=As/bd n° Varilla Total Disposición

Losa 0.668 100.00 5.00 0.915 3.89 1.00 0.0078 6 4.275 Ø 3/8 @ 0.17

Muro 0.189 100.00 5.00 0.241 1.02 1.00 0.0020 6 4.275 Ø 3/8 @ 0.17

Ecuación : Y = K . X³cuando X= 0.80Y = Mau = 0.1890Entonces : K = 0.369

Ø 3/8 @ 0.33Lc= 0.63 m. Mau / 2 = K . Lc³ = 0.095

Entonces : Lc = 0.63 m.

d ó 12Ø h = 0.80 m.d= 5.00

0.28 m. 12Ø = 11.43Ø 3/8 @ 0.17

0.1890 Tn-m 0.10 mDiagrama de Momento

Cortante asumido por el concreto en una franja de 1.00 m.:

b= 100cm.

d = 0.050 m. Ø = 0.85

Vc = 3.079 Ton.

La tracción en el fondo de la losa es igual a: Vu = T = 0.134 Ton. T < Vc ………... ok!

Vc = Ø 0.5 √210 * b * d , siendo

Acero Horizontal :

Para el cálculo del acero horizontal, se asumirá el As minimo Ø 3/8 @ 0.17

Disposición final de acero en muros y losas:

Ø 3/8 @ 0.170.80 m.

Ø 3/8 @ 0.17

0.10 m

0.05 0.10 m 0.70 m. 0.1 0.05

LINEA DE CONDUCCION

CAPTACION - LAS ABEJAS

Datos necesarios: 0.00100 m³ / seg = 1.000 Lts/seg.

1,787.20 m.Forma de ingreso = Abocinada, Perdida= 0.05 *V²/2g

Calculo del Diametro economico, aplicamos la formula de Bresse :

D= 1.20 * 0.00100 ½Remplazando : D = 0.0379 m Asumiendo un D = 2 1/2''

Velocidad: V = Velocidad en la tubería = Q / A = 0.00100 / 0.003167V = 0.316 m/seg.

hf = 10.60 *

3.41 m

Accesorio K Cantidad hfValvula de esfera 10.00 0 0.0000

Valvula de mariposa 5.00 0 0.0000Valvula de antirretorno 2.50 0 0.0000

El fin es evitar fisuras grandes devido a la contracción y cambios de temperatura, para ello utilizamos la cuantia mínima como lo estipula las normas peruanas de concreto armado E060 y el ACI 318-89 para el caso de muros y losas.

Q diseño =

L tubería =

D = K * Q1/2 k = Constante dependiente del precio de la Energia Electrica, de los materiales y de la maquinaria empleada,

varia con el tiempo y la región considerada, K esta comprendido entre 0.7 a 1.6, en el Perú normalmente se

usa K = 1.2

Q = Qdiseño

Perdidas de Carga por tubería hf t : *Q1.85 * L

C1.85 * D4.87

hf tuberia =

Perdida de Carga por accesorios hf a :

h = K V2 / 2g

Valvula de compuerta 0.19 1 0.0010T 1.80 1 0.0091Codo 90º 0.90 0 0.0000Codo 45º y 22.5º 0.42 16 0.0342

0.04 m

El ingreso es abocinado, entonces

0.05 *V² / 2g

0.0003 m

Perdida de Carga Total HF : HF = 3.41 m + 0.045m = 3.45 mEsta perdida definirá la gradiente de Energia entre la captación y la P.T.

Pendiente Disponible (Sd) : Cota de Salidad (A) = 919.00 m.s.n.m.Cota de Llegada (B) = 750.00 m.s.n.m.

Sd = Cota A - Cota B - HF = 165.55 = 0.093L 1787.20

HF = 3.45 m

Calculo del caudal con esta pendiente :

Aplicando Hazen - Williams :C = 150 Coeficiente de Fricción para Tuberias PVC

Remplazando : Q = 0.00819 m³ / seg

CUMPLE Q ES > Q diseño

CAPTACION - LAS PIÑAS


811.50 m.Forma de ingreso = Abocinada, Perdida= 0.05 *V²/2g


D= 1.20 * 0.00110 ½Remplazando : D = 0.0398 m Asumiendo un D = 2 1/2''


hf = 10.60 *

1.84 m

Accesorio K Cantidad hfValvula de esfera 10.00 0 0.0000

hf accesorios =

Perdida de Carga por Ingreso hf i :

h ingreso =

h ingreso =

Q = 0.278 * S0.54 * C * D2.63

Q diseño =

L tubería =



usa K = 1.2

Q = Qdiseño


C1.85 * D4.87

hf tuberia =


Valvula de mariposa 5.00 0 0.0000Valvula de antirretorno 2.50 0 0.0000Valvula de compuerta 0.19 1 0.0010T 1.80 1 0.0091Codo 90º 0.90 0 0.0000Codo 45º y 22.5º 0.42 3 0.0064

0.02 m


0.05 *V² / 2g

0.0003 m




HF = 1.86 m





CAPTACION - LOS COCOS


1,207.21 m.Forma de ingreso = Abocinada, Perdida= 0.05 *V²/2g


D= 1.20 * 0.00420 ½Remplazando : D = 0.0778 m Asumiendo un D = 3 ''


hf = 10.60 *

13.47 m

Accesorio K Cantidad hf

h = K V2 / 2g

hf accesorios =


h ingreso =

h ingreso =

Q = 0.278 * S0.54 * C * D2.63

Q diseño =

L tubería =



usa K = 1.2

Q = Qdiseño


C1.85 * D4.87

hf tuberia =


Valvula de esfera 10.00 0 0.0000

Valvula de mariposa 5.00 0 0.0000Valvula de antirretorno 2.50 0 0.0000Valvula de compuerta 0.19 1 0.0010T 1.80 1 0.0091Codo 90º 0.90 0 0.0000Codo 45º y 22.5º 0.42 6 0.0128

0.02 m


0.05 *V² / 2g

0.0022 m




HF = 13.49 m





h = K V2 / 2g

hf accesorios =


h ingreso =

h ingreso =

Q = 0.278 * S0.54 * C * D2.63

Diseño_Captacion

Documents

Transcript of Diseño_Captacion