Hoja de Calculo Diseño Muro Presa Gravedad (Singa)

DISEÑO DE PRESA DE GRAVEDAD DE CONCRETO CICLOPEO

CON VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO DE 432,507.61 M3.I.- DIMENSIONAMIENTO Y PARAMETROS DE DISEÑO

CARACTERISTICAS GEOMETRICAS DE PRESA

DESCRIPCION SIMBOLOS MEDIDA UNIDADAltura del cimiento de muro h1 = 1.50 mAltura de cuerpo de muro h2 = 20.00 mAltura de la corona del muro h3 = 2.00 mAltura de sedimentos n1 = 2.00 mAltura del nivel muerto de agua n2 = 2.00 m

DATOS Altura agua para volumen util n3 = 10.00 mAltura por avenida maxima n4 = 1.00 mAltura adicional borde libre n5 = 1.00 mBase del talud interior muro pantalla b1 = 3.50 mBase de la corona del muro b2 = 1.50 mBase de talud exterior muro pantalla b3 = 6.00 m COPIABase del talon del muro de presa B1= 9.00 mBase del pie del muro de presa B2= 0.50 mBase total del muro de la presa B3= 11.00 mBase total del cimiento de la presa B= 20.50 m

1.50mNIVEL DE AGUA INCLUYENDO AVENIDA. 1.00

1.00 2.00mA………..A

16.0023.50m

20.00m

2.00

2.00B………….B

1.50m

C………...C9.00m 3.50m 1.50m 6.00m 0.50m

PROPIEDADES Y CARACTERISTICAS DE MATERIALESResistencia del terreno (X Factor de Sefuridad F = 3) 2.500Angulo de fricción 30.000 ºCoeficiente de fricción fi = 0.577

Resistencia del Concreto muro pantalla f'c = 175.000

Resistencia del Concreto zapatas f'c = 175.000

Peso especifico del concreto 2,300.000

Peso especifico del terreno 1,750.000

Peso especifico del agua 1,000.000Coef. de fricción : albañ./albañ. f alb/alb = 0.700Coef. de fricción : albañ./arcilla seca f alb/arc = 0.500Anguo entre la horizontal y la linea accion de E 15.000 ºaltura adicional por sobrecarga h' = 0.500 m

Modulo de elasticidad de concreto muro pantalla 198,431.348

Modulo de elasticidad de concreto muro zapata 198,431.348SABEMOS QUE LOS ESFUERZOS ADMISIBLES SON:

Padm: Esfuerzo admisible a la compresion padm =0,40*f'c = 70.00

tadm: Esfuerzo admisible a la traccion tadm = 0,03*f'c = 5.25

= Kg/cm2

=

Kg/cm2

Kg/cm2

C = Kg/m3

r = Kg/m3

= Kg/m3

w = /2 =

c= Kg/cm2

c= Kg/cm2

Kg/cm2

Kg/cm2

VOLUMEN DE AGUA: 432,507.61 M3

ALTURA DEL NIVEL DE AGUA SOBRE EL SEDIMENTO EN LA PRESA : 2 METROS Ṿ

NIVEL SEDIMENTOS: 2METROS Ṿ

ALTURA DE CIMIENTO: 1.60 M_____________Ṿ_

A1

A2

A4

A3

n5

n4

n3

n2

n1

h1

h2

h3

b2

B1 b1 b2 b3 B2

DISEÑO DE PRESA DE GRAVEDAD DE CONCRETO CICLOPEOII.- VERIFICACION Y CONTROL DE ESTABILIDAD DE LA PRESA

SECCION A-A2.1.1.- GRAFICA A-A

2.1.2.- FUERZAS HORIZONTALES Y VERTICALESPRESION DE AGUA

Ha=n4 Ha = 1.000 m Altura de agua dh = 0.333 m Linea de empujeEh = 500.000 Kg Empuje hidrostatico.

DESCRIPCIONFV Xi Mr FH Yi Mv

(Kg) (m) (Kg-m) (Kg) (m) (Kg-m)Eh: Empuje de agua 0.000 0.000 0.000 500.000 0.333 166.500Pp:Pantalla del muro 6,900.000 0.750 5,175.000

SUB-TOTAL 6,900.000 5,175.000 500.000 166.500

2.1.3.- EXCENTRICIDAD (e) : b2 = 1.500 m corona de muro 0.726 m

e = B/2 - Xo= 0.024 mABS e = 0.024 m

0.024 < 0.250 1.000 CONFORME

2.1.4.- VERIFICACION POR TRACCION Y COMPRESION AL CONCRETO (p) :

= 0.504 Esfuerzo compresion

= 0.416 Esfuerzo traccion.

0.000 0.504 ≤ 70.000 CONFORME

0.000 0.416 ≤ 5.250 CONFORME

2.1.5.- VERIFICACION POR VOLTEO (Vv) :Cv = Mr/Mv Vv = 31.081

31.081 > 1.500 1.000 CONFORME

2.1.6.- VERIFICACION POR DESLIZAMIENTO (Vd) :Coef. fricción : f = 0.700

Vd = 9.6609.660 > 1.500 1.000 CONFORME

SECCION B-B2.2.1.- GRAFICA B-B


Ha=h2+n4-n1 Ha = 15.000 m Altura de agua dh = 5.000 m Linea de empujeEh = 112,500.000 Kg Empuje hidrostatico.

Eh =(1/2)* *Ha*(Ha)

Xo=(Mr-Mv)/FV=

e ≤ B/6

p1 = FV/(B*L)*(1+6*e/B) Kg/cm2

p2 = FV/(B*L)*(1-6*e/B) Kg/cm2

< p1 =< p2 =

Vd = FV*f/FH

Eh =(1/2)* *Ha*(Ha)

DISEÑO DE PRESA DE GRAVEDAD DE CONCRETO CICLOPEOEMPUJE DE TIERRA

Hsedim = 2.000 m altura de Suelo

C = 0.333ds = (Hf/3)*((Hf+3*h')/(Hf+2*h')) ds = 0.778 m Linea de accion horiz.

Es = 1,748.250 KgEH = 1,748.183 Kg/m Empuje horizontal EV = 15.256 Kg/m Empuje vertical


(Kg) (m) (Kg-m) (Kg) (m) (Kg-m)Es : Empuje de Tierras 15.256 0.450 6.865 1,748.183 0.778 1,360.086Eh : Empuje de agua 0.000 0.000 0.000 112,500.000 5.000 562,500.000Pp:Pantalla del muro A1 75,900.000 4.250 322,575.000

A2 80,500.000 1.167 93,943.500A3 138,000.000 9.000 1,242,000.000

SUB-TOTAL 294,415.256 1,658,525.365 114,248.183 563,860.086

2.2.3.- EXCENTRICIDAD (e) : b1+b2+b3+b4 = 11.000 m base muro 3.718 m

e = B/2 - Xo= 1.782 mABS (e) = 1.782 m

1.782 < 1.833 1.000 CONFORME

2.2.4.- VERIFICACION POR TRACCION Y COMPRESION (p) :



0.000 5.278 ≤ 70.000 CONFORME

0.000 0.075 ≤ 5.250 CONFORME

2.2.5.- VERIFICACION POR VOLTEO (Vv) :Vv = Mr/Mv Vv = 2.941

2.941 > 1.500 1.000 CONFORME


Vd = 1.8041.804 > 1.500 1.000 CONFORME

LOS DATOS DE ESTA SECCION SON IMPORTANTES PARA EL DISEÑO DE PRESASECCION C-C

2.3.1.- GRAFICA C-C


Ha=h2+n4 Ha = 21.000 m Altura de agua que genera presiondh = 7.000 m Linea de empuje Eh = 220,500.000 Kg Empuje hidrostatico.

EMPUJE DE TIERRAn1 = 2.000 m Altura de suelo que genera empuje activo

C = 0.333ds = (Hf/3)*((Hf+3*h')/(Hf+2*h')) ds = 0.778 m Linea horiz. De empuje

Es = 1,748.250 KgEH = 1,514.029 Kg/m Empuje horizontal EV = 874.125 Kg/m Empuje vertical


(Kg) (m) (Kg-m) (Kg) (m) (Kg-m)Es : Empuje de Tierras 874.125 4.500 3,933.563 1,514.029 0.778 1,177.915Eh: Empuje de agua 0.000 0.000 0.000 220,500.000 7.000 1,543,500.000Pp:Pantalla del muro A1 75,900.000 13.250 1,005,675.000

A2 80,500.000 11.333 912,306.500A3 138,000.000 18.000 2,484,000.000A4 70,725.000 10.250 724,931.250

Pt :Tierra del talon 31,500.000 4.500 141,750.000SUB-TOTAL 397,499.125 5,272,596.313 222,014.029 1,544,677.915

C = (Tan(45º-/2))2

Es =(1/2)* r*Hf*(Hf+2*h')*C Empuje del suelo

EH = E*Cos(w)EV = E*Sen(w)

Xo=(Mr-Mv)/FV=

e < B/6

p1 = FV/(B*L)*(1+6*e/B) Kg/cm2

p2 = FV/(B*L)*(1-6*e/B) Kg/cm2

< p1 =< p2 =

Vd = FV*f/FH

Eh =(1/2)* *Ha*(Ha)

C = (Tan(45º-/2))2

Es =(1/2)* r*Hf*(Hf+2*h')*C Empuje del suelo

EH = E*Cos(w)EV = E*Sen(w)

DISEÑO DE PRESA DE GRAVEDAD DE CONCRETO CICLOPEO2.3.3.- EXCENTRICIDAD (e) : B = 20.500 m base muro

9.378 me = B/2 - Xo 0.872 m

ABS (e) = 0.872 m0.872 < 3.417 1.000 CONFORME

2.3.4.- VERIFICACION POR TRACCION Y COMPRESION AL SUELO (p) :



0.000 2.434 ≤ 2.500 CONFORME

0.000 1.444 ≤ 2.500 CONFORME

2.3.5.- VERIFICACION POR VOLTEO (Vv) :Vv = Mr/Mv Vv = 3.413

3.413 > 1.500 1.000 CONFORME


Vd = 0.8950.895 > 1.500 0.000 Modificar dimensiones

(OJO SE PONDRA UN DENTELLON EN LA

BASE DE 2 M DE PROFUNDIDAD Y 4 M DE

LARGO)

Xo=(Mr-Mv)/FV=

e < B/6

p1 = FV/(B*L)*(1+6*e/B) Kg/cm2

p2 = FV/(B*L)*(1-6*e/B) Kg/cm2

< p1 =< p2 =

Vd = FV*f/FH

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