MEMORIA DE CÁLCULO RESERVORIO 7 DE JUNIO(finall@).pdf

7/21/2019 MEMORIA DE CÁLCULO RESERVORIO 7 DE JUNIO(finall@).pdf

http://slidepdf.com/reader/full/memoria-de-calculo-reservorio-7-de-juniofinallpdf 1/17

MEMORIA DE CÁLCULO

OBRA : RESEVORIO DE 200 M3 DEL P.J 7 DE JUNIOSOLICITANTES : MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE SACHACA.

DESCRIPCION DEL MODELO

PLANTA DEL CILINDRO

ELEVACION



MATERIALES:Concreto Peso Especifico : 2.4 ton/m3

Modulo de Elasticidad : 2173706.5 ton /m2 Acero

VISTA TRIDIMENSIONAL



ANALISIS ESTRUCTURAL

El análisis estructural del reservorio cilíndrico se realizo usando el programa sap2000,para el análisis se ha considerado al reservorio como una estructura laminar mixta, esdecir como membrana y como placa.

ITERACION LIQUIDO ESTRUCTURA

Para la idealización del reservorio se ha considerado el efecto de chapoteo del aguacuando el reservorio se encuentre lleno.En el estudio de reservorio el principal problema son las presiones hidrodinámicasproducidas por el oleaje o chapoteo de las aguas en movimientos.Con estas condiciones el movimiento del agua estará regido por la ecuación diferencialde Lamb(1945).

2

2

22 *

t C

∂∂

≡∇ ϕ

ϕ

C = ρ

λ Velocidad de sonido

λ = Modulo volumétrico

ρ = Densidad de Fluido

∇ = Operador de Laplace

t = Tiempo

= Potencial de Velocidad.



DATOS DEL RESERVORIO

Calculo de la masa Movil de agua

M1 Mf 363

512

tanh 13.5H

D⋅

⎛ ⎝

⎞ ⎠

⎛ ⎝

⎞ ⎠

13.5H

D⋅

⋅

⎡

⎢⎢

⎣

⎤

⎥⎥

⎦

⋅:=

M1 9.461= Ton

Calculo de la altura h1

h1 H 1

cosh 13.5

H

D⋅⎛ ⎝ ⎞ ⎠ β−

13.5H

D⋅

⎛ ⎝

⎞ ⎠

sinh 13.5H

D⋅

⎛ ⎝

⎞ ⎠

⋅

−⎡⎢⎢

⎣

⎤⎥⎥

⎦

⋅:=

h1 1.828= m

Calculo de la rigisez

Wf 200:= Ton

K

45

2

⎛ ⎝

⎞ ⎠

M1

Mf

⎛ ⎝

⎞ ⎠

2

⋅H

D

⎛ ⎝

⎞ ⎠

2

⋅⎡

⎣

⎤

⎦Wf ⋅

H

:=

K 38.884=Ton

m

Periodo del Agua

Ta 2 π⋅M1

K⋅:=

Ta 3.099= Seg

V 200:= ton D 9.0:= m H 3.25:= m Mf 20.387:= ton β 1:= α 0:=

Calculo de la Masa Fija de Agua

Mo Mf

tanh3

2

D

H⋅⎛

⎝ ⎞ ⎠

⎛ ⎝

⎞ ⎠

3

2

D

H⋅

⋅:=

Mo 8.362= Ton

Calculo de la Altura ho

ho3

8H⋅ 1 α

Mf

Mo

⎛ ⎝

⎞ ⎠

1−⎡⎣

⎤⎦

⋅+⎡⎣

⎤⎦

⋅:=

ho 1.219

= m



Para hacer un análisis masa riguroso vamos a considerar 5 masas móviles las cualesvana estar unidas al reservorio mediante 32 resortes.La masa fija se concentra en los nudos de la estructura laminar esto debido alcomportamiento de cuerpo rígido de esta masa rígida.

∑=

∞= n

i

i

K Ki

1

2cos

N

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

2425

26

27

28

29

30

31

32

= α

0

11.25

22.5

33.75

45

56.25

67.5

78.75

90

101.25

112.5

123.75

135

146.25

157.5

168.75

180

191.25

202.5

213.75

225

236.25

247.5

258.75

270281.25

292.5

303.75

315

326.25

337.5

348.75

360

= cos α π

180⋅

⎛ ⎝

⎞ ⎠

1

0.981

0.924

0.831

0.707

0.556

0.383

0.195

0

-0.195

-0.383

-0.556

-0.707

-0.831

-0.924

-0.981

-1

-0.981

-0.924

-0.831

-0.707

-0.556

-0.383

-0.195

0

0.195

0.383

0.556

0.707

0.831

0.924

0.981

1

= cos α π

180⋅

⎛ ⎝

⎞ ⎠

2

⎝ ⎠1

0.962

0.854

0.691

0.5

0.309

0.146

0.038

0

0.038

0.146

0.309

0.5

0.691

0.854

0.962

1

0.962

0.854

0.691

0.5

0.309

0.146

0.038

0

0.038

0.146

0.309

0.5

0.691

0.854

0.962

1

=



Total= 15.99

∑=

∞=

n

i

i

K Ki

1

2cos

99.15

884.38=Ki 433.2=Ki Ton/m

Pero como la estructura se ha discretizado en cinco masas móviles de 32 resortes, cadauna, Finalmente tenemos.

Ton/m4866.0=Ki

La masa Fija, se divide en 4 niveles, las cuales a su vez se dividiran en el numero denudos que se fijaran en los nudos de la pared cilindrica del reservorio.

VISTA TRIDIMESIONAL DE RESORTES Y MASA MOVIL



ESPECTRO DE PSEUDO ACELERACIONES

Z= 0.40 ZonificaciónU= 1.00 UsoS= 1.00 Factor de Amplificación de Suelos

Tp= 0.40 Periodo Fundamenta del SueloR= 6.00 Coeficiente de Reducción de Fuerza Sísmica

C T ZUSC ZUSC/R G (ETAPS)

2.500 0.000 1.000 0.167 1.635

2.500 0.100 1.000 0.167 1.635

2.500 0.200 1.000 0.167 1.635

2.500 0.300 1.000 0.167 1.635

2.500 0.400 1.000 0.167 1.635

2.000 0.500 0.800 0.133 1.308

1.667 0.600 0.667 0.111 1.090

1.429 0.700 0.571 0.095 0.934

1.250 0.800 0.500 0.083 0.818

1.111 0.900 0.444 0.074 0.727

1.000 1.000 0.400 0.067 0.654

0.909 1.100 0.364 0.061 0.595

0.833 1.200 0.333 0.056 0.545

0.769 1.300 0.308 0.051 0.503

0.714 1.400 0.286 0.048 0.467

0.667 1.500 0.267 0.044 0.436

0.625 1.600 0.250 0.042 0.409

0.588 1.700 0.235 0.039 0.3850.556 1.800 0.222 0.037 0.363

0.526 1.900 0.211 0.035 0.344

0.500 2.000 0.200 0.033 0.327

ESPECTRO ELASTICO E INELASTICO DE ACELERACIONES NTE E030

0.000

0.200

0.400

0.600

0.800

1.0001.200

1.400

1.600

1.800

0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500

PERIODO T(SEG)

A C E L . E S P E C T R A L Z U S C

(



RESULTADOS

Diseño de la Cúpula

Se ha considerado 2 zonas

a) Diseño por esfuerzos circuferencial o paraleo S11Zona1: Zona inferior del domo en la cual se presentan los mayores esfuerzostangenciales, debidos a los efectos de borde (esfuerzos de tracción y momentos flectoresno considerados) por lo cual se ha considerado un ensanchamiento de en el espesor de0.20 m variando luego hasta los 0.075cm.

ESFUERZOS S11

Usar

φ 3/8" a 0.25 (dos capa)

cm2 Asmin 5.25

= Asmin 0.0035

b⋅ h⋅:=

cmb 100:=cmh 15:=

cm2 As 2.507= AsT

0.9 Fy⋅:=

Ton

cm2Fy 4.2:=TonT 9.478=T S11 e⋅ b⋅:=

mb 1.00:=me 0.15:=ton

m2S11 63.1863:=



Zona 2: Zona intermedia y superior en lo cual los efectos tangenciales son decompresi´on pura. El espesor es constante.

Usar φ 3/8" a 0.25 (una capa)cm2 Asmin 2.625= Asmin 0.0035 b⋅ h⋅:=

cmb 100:=cmh 7.5:=

cm2 As 0.169= AsT

0.9 Fy⋅:=

Ton

cm2Fy 4.2:=TonT 0.638=T S11 e⋅ b⋅:=

mb 1.00:=me 0.075:=ton

m2S11 8.50:=



a) Diseño por esfuerzo radial (S22) Zona 1

Usar φ 3/8" a 0.25 (dos capa)cm2 Asmin 5.25= Asmin 0.0035 b⋅ h⋅:=

cmb 100:=cmh 15:=

cm2 As 2.576= AsT

0.9 Fy⋅:=

Ton

cm2Fy 4.2:=TonT 9.736=T S22 e⋅ b⋅:=

mb 1.00:=me 0.15:=ton

m2S22 64.91:=



Zona 2

Usar φ 3/8" a 0.25 (una capa)cm2 Asmin 2.625= Asmin 0.0035 b⋅ h⋅:=

cmb 100:=cmh 7.5:=

cm2 As 0.328= AsT

0.9 Fy⋅:=

Ton

cm2Fy 4.2:=TonT 1.241=T S22 e⋅ b⋅:=

mb 1.00:=me 0.075:=on

m2S22 16.55:=



Diseño de las paredes

A ) Diseño del acero Longi tudinal

DIAGRAMA DE MOMENTOS M22 PRODUCIDA POR LA PRESION DEL AGUA

DIAGRAMA DE MOMENTOS (M22)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

-1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2

MOMENTO FLECTOR (TON-M)

A L T U

R A

( M )



Mu= 1.8 ton – mb = 100 cmh = 21 cm

As= 2.30 cm2

Asmin= 0.0035*100*25 Asmin= 8.75 cm2 Usar Asmin.Usar Ø ½” @ 0.25 (Dos capas)

B) DiSEÑO DE ACERO TANGENCIAL

Este acero trabaja en forma horizontal alrededor del reservorio.

Usar φ 1/2" a 0.25 (dos capas)cm2 Asmin 8.75= Asmin 0.0035 b⋅ h⋅:=

cmb 100:=cmh 25:=

cm2 As 2.104= AsT

0.9 Fy⋅:=

Ton

cm2Fy 4.2:=TonT 7.955=T S11 e⋅ b⋅:=

mb 1.00:=me 0.25:=onm2

S11 31.82:=



CALCULO DEL VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO

DATOS BASICOS DE DISEÑO

Año Nº Viv iendas Densidad(Hab./Lote)

Población Sat.(Hab.)

Dotación(l/h/dia)

2002 319 6.0 1914 1502007 415 6.0 2490 150

CALCULO DE LA POBLACION DE DISEÑO

Se proyectara la población tomando como año base el 2007, a partir de la cual seaplicará un periodo de diseño de 15 años es decir hasta el 2017.Se aplicaran Métodos Analíticos para determinar el crecimiento poblacional.

1.- Método Aritmético

Se aplicara cuando la población se encuentra en flanco crecimiento, es decir presentauna alta tasa de crecimiento y según una progresión aritmética dentro del periodohistórico de estudio.

habP 3.642 103×=P Po r t tf −( )⋅+:=

r 115.2=r Pf Pi−( )

tf ti−:=

t 2017:=Po 2490:=ti 2002:=tf 2007:=Pi 1914:=Pf 2490:=

Inicialto Tiempo

Futurot Tiempo

Crecimientoder Razon

InicialPo Poblacion

calcular aP Población

2.- Método De Interés Simple Se aplica a poblaciones que se comportan con un crecimiento similar al de interés simple,en el cual el monto inicial se capitaliza para el segundo periodo. Este método da valoreselevados.



habP 3.989 103×=P Po 1 r t tf −( )⋅+[ ]⋅:=

r 0.06=r Pf Pi−( )

Pi tf ti−( )⋅:=

t 2017:=Po 2490:=ti 2002:=tf 2007:=Pi 1914:=Pf 2490:=

Inicialto Tiempo

Futurot Tiempo


InicialPo Poblacion

2.- Método Geométrico Este Método da valores elevados por lo que su empleo se aconseja para estimarpoblaciones futuras en ciudades de gran movimiento migratorio.

habP 4.214 103×=P Po r

t tf −( )⋅:=

r 1.054=r Pf

Pi

⎛ ⎝

⎞ ⎠

1

tf ti−⎛ ⎝

⎞ ⎠

:=

t 2017:=Po 2490:=ti 2002:=tf 2007:=Pi 1914:=Pf 2490:=

Inicialto Tiempo

Futurot Tiempo


InicialPo Poblacion

calcular aP Población

Por lo tanto tendremos la siguiente tabla:

METODO POBLACION(Hab.)

Aritmético 3642De Interés Simple 3989Geométrico 4214

Promedio 3948



m3

Dia

m3VPD 592.1Qp 592.1:=

L

Seg

Qp 6.854=QpD N⋅( )

86400:=

N 3948:=D 150:=

DiarioPromedioVPD VolumenFuturoaHab.N Numero

PercapiteD Dotacion

Qp( )CAUDAL PROMEDIO DIARIO

VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO

El volumen total de almacenamiento estará conformado por el volumen de regulación,volumen contra incendio y volumen de reserva.

• Volumen De Regulación (VRg)

El volumen de regulación estará calculado con el diagrama de masas correspondiente alas variaciones horarias de demanda.Cuando no se comprueba la no disponibilidad de esta información, se deberá adoptarcomo mínimo el 25% del promedio anual de demanda como capacidad de regulación,siempre que el suministro de la fuente de abastecimiento sea calculado para 24 horasde funcionamiento. En caso contrario deberá ser determinado en función al horario desuministro.

VOLUMEN DE REGULACIÓN VRg( )

VPD Volumen Promedio Diario VPD 592.1:= m3

VRg 0.25 VPD⋅:=

VRg 148.025= m3

• Volumen Contra Incendio (VI)

Este Volumen se supone puede ser requerido en cualquier instante y por lo tanto debeexistir en el estanque de almacenamiento para atender incendios, durante un determinadotiempo. La población del centro poblado es relativamente pequeña y de acuerdo a lanorma, para poblaciones menores de 10000 Hab. No se considera demanda contraincendio.

VI = 0

• Volumen De Reserva (VRe)



El Volumen de Reserva cubre la eventualidad de ocurrencia de daños en la línea deaducción. Es aconsejable este volumen para tener el tiempo que nos permita restablecerla conducción de agua.Para determinar este Volumen existen los siguientes criterios.

m3VRe 61.677Por lo tanto

m3VRe 61.677=

VReQp t⋅( )

24:=

3CRITERIO

m3VRe 48.848=VRe 0.33 VRg VI+( )⋅:=

CRITERIO 2

m3VRe 49.342=VRe VA 0.25⋅:=

m3VA 197.367=VAVRg VI+( )

0.75:=

ht 2.5:=m3

diaQp 592.1:=VI 0:=m3VRg 148.025:=

1CRITERIO

VOLUMEN DE RESERVA (VRe)

Por lo Tanto el Volumen de Almacenamiento:

VA= VRg + VI + VRe

VA=148.025 + 0 + 61.677

VA=209.7 M3

MEMORIA DE CÁLCULO RESERVORIO 7 DE JUNIO(finall@).pdf

Documents

Transcript of MEMORIA DE CÁLCULO RESERVORIO 7 DE JUNIO(finall@).pdf