captacion coyorcoJIJIJI.xlsx

INSTALACIÓN DE BOCATOMA Y MEJORAMIENTO CANAL COYORCO DISTRITO ASUNCIÓN - CAJAMARCADISEÑO DE BOCATOMA CON BARRAJE FIJO

1.0 CAUDALESCaudal máximo delrio para un periodo de retorno de 20 años: Qmax = 111.32

2.0 DISENO DE LA BOCATOMA2.1 Características Hidráulicas en el río

Longitud de barraje (B) 13.00Cota en el cauce del río en 0+000 1696.00Cota en el cauce del río en 0+022.50 (Co) 1695.00Longitud del tramo del río 29.00Pendiente en el río (S) 0.03448Factor de rugosidad en el río 0.04500

2.1 Altura de Barraje (P)Según Mansen y Rosell la altura de barraje se determina con la siguiente fórmula:Cc = Co + P = Co + (ho + h + 0.20) = 1696.20

= 0.20ho = 0.70h = 0.30Longitud de barraje (B) 13.00Cota canal en 0+000 1695.43

Cc = 1696.20

h 1695.70P

ho Co = 1695.00

2.2 Carga Sobre la Cresta del Vertedero (He)Qmax =He = siendo C = 0.81Cd = 2.3919He = 2.34 m

HvHe

Hd

YP

m³/seg

ΔH

ΔH

Cd x L x He¹˙⁵(Qmax / (Cd x L))¹⁄¹˙⁵(2/3) (2g)¹⁄² C

2.3 Velocidad de Llegada (V)P + He = Y + HvHv = Q² / (2g x B² x Y²)P = = 1.20

1.20 + 2.34 = 3.54 = Y + Q² / (2g x B² x Y²) = Y + 3.737 /Y²Por tanteo Y = 3.17 → f(Y) = 3.542 OKHd = He - Hv 1.96831V = Q / (B x Y) 2.70

2.4 Forma del Perfil de la Cresta de Barraje VertederoComo el paramento del barraje es vertical, entonces:Xⁿ = k (Hd)ⁿˉ¹ Y donde: n = 1.85

k = 2.00= 3.556 Y

.282Hd .282Hd = 0.555.175Hd .175Hd = 0.34445

X0.2Hd = 0.393660.5Hd = 0.98416

R= 0.20Hd R= 0.5Hd

Y

X 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.80 1.00 1.20 1.25 1.32 1.40Y 0.00 0.00 0.01 0.03 0.05 0.08 0.11 0.19 0.28 0.39 0.42 0.47 0.52

2.5 Curva de Transición Entre el Escarpe y el Solado de la Poza

R Ø = Arc Tg (1/z)1 T =

z R Se recomienda:Ø 0.5Hd ≥ R ≤ 2Hd

1.1701 ≥ R ≤ 4.6805T Se ha toma el valor de:

R = 1.50Según el perfil de cresta vertedero Z = 1

Ø = 45.00°T = 0.62

Ancho del Cimiento = 0.282Hd + X + T = 1.176Tomar 2.00El Estudio de suelos recomienda un ancho mínimo de 1.50m

ho + h + ΔH

X¹˙⁸⁵

R Tg (Ø/2)

2.6

Aguas Arriba:Eo = Co + P + Hd + V² /2gPor Bernoulli tenemos:

=Eo =

== 1.00

r = 0.4Hf -₀ ₁ = 0.10 VH²/2g

> 0.10 1.040= 8.24

Comprobación:= 8.23 OK

Y₂ = - + 3.31= 2.59

2.7 Dimensionamiento de la PozaProfundidad = r = 0.40Longitud de la poza = L = U.S. Bereau of Reclamation 13.244

Tomamos 13.00

Utiliza las formulas empiricas y experimentales que orientan para la toma de decisión

Lc1 = 5 (d2 - d1) Formulas según el criterio de Schoklisch

Lc2 = 6 (d2 - d1) Formulas según el criterio de Linquist

Lc3 = 6 d1 (V1/(g d1)^1/2) Fomulas según el criterio de Safranez

Lc4 = 5 d2 Fomulas según el criterio de Burean of Redamation

Lc5 = 2.5 (1.9 d2 - d1) Fomulas según el criterio de Paulaski

Datos:

Tirante contraido al pie del vertedero d1 (m) 1.04

Tirante conjugado d2 d2 (m) 3.31

Velocidad en el pie del vertedero V1 (m/s) 8.24

Aceleracion de la gravedad g (m/s2) 9.81

Resultados

Longitud de colchon discipador 1 11.355


Cálculo de Y₁ (Tirante al Pie del Barraje del Vertedero)

E₁ C₁ + Y₁ + V₁² / 2gE₁ + Hf -₀ ₁

V₁ (2g (C₀ - C₁ + P + Hd - Y₁ + VH²/2g - Hf - ))₀ ₁ ⁰˙⁵C₀ - C₁

Y₁V₁ (2g (r + P + Hd - Y₁ + 0.90 x VH²/2g)) ˙⁰ ⁵

V₁ Q / A₁Y₁/2 (Y₁²/4 + 2 V ² Y / 9.81) ˙₁ ₁ ⁰ ⁵

V₂

4 Y₂




Longitud de colchon discipador maximo 16.56

Longitud de colchon discipador promedio 14.15 43.8356

Longitud de colchon discipador minimo 13.127 14.6119

Longitud de colchon discipador elegido 14.00

2.8 Cálculo del Tirante Aguas AbajoLa condición óptima:Y₂ = Yn + r Pocas veces se presenta, por lo que González y Mansen recomeindan:Yn+r =Yn = 3.41

2.9 Longitud de Cimentación y Control de FiltraciónH = N.A. Arriba - N.A. Abajo

= 1694.60N.A. Arriba = 1698.17N.A. Abajo = 1698.41H = (Aguas máximas) -0.24Según Krochin, considera la siguiente fórmula:LC = (1/3) + ≥ CL x H

= 6.50= 3.60

(1/3) + = 5.77CL = (Según tabla para gravas y arenas ) 3.50LC = 5.76667CL x H = -0.84→ 5.7667 ≥ -0.84 O.K.

2.10 Espesor del Solado o Colchón Disipador (t)Peso de la estructura (W) ≥ Supresión (Sp)

=Sp =c' = factor de subpresión para material permeable 1.00Sp = 0.50t = 0.28t = Redondeando 0.30

2.11 SifonamientoC = LC / H > Al valor de 3.5C = -24.09

-24.09 > 3.50 → La estructura desde el punto de vista hidráulicosí cumple con todas las condiciones.

Entonces se toma el valor de Lc de acuerdo al criterio del diseñador

1.15 Y₂

C₁C₀ + P + HdCn + Yn

∑ LH ∑ LV∑ LH∑ LV

∑ LH ∑ LV

δc x A x t δH₂O x A x Spω b c' (h + h' - (h/L)x

3.0 ESTRUCTURA PRINCIPAL DE LA TOMA3.1 Ventana de Captación

Cc = 1696.20

h 1695.70P

ho Co

FIGRA Nº 1Cota en el cauce del río (Co) 1695.00

= 0.70h = 0.30Q = 0.21En época de estiaje la ventana funciona como vertedero de cresta ancha; según Kractz y Mansen:L = longitud de la ventanaC = sin contracciones 1.84Q =h = altura de la ventana 0.30L = 0.688L = Redondeado 1.80Se toma una separación de barrotes igual a 0.2m y un ancho de barrotes de 0.10mn = 9Número de barrotes (N) es: 8El ancho total de la reja es:B = L + N*0.10 2.60

4.0 Profundidad de Socavación (Hs)Qr = 111.32Y = 3.54B = 13.00D = 8.00x = 0.351/(x+1) = 0.74µ = 0.98Por el método de LL. List. Van LevedievYs = 4.4045a = 0.047Hs = Y - Ys -0.863Hs = Redondeo 1.00

ΔH

h₀

C x L x h³⁄²

Q / (C x h³⁄²)

((aY / (0.68 D⁰˙² ß))^(1/(x+1))Q / (Y ⁄³ * B µ)

5.0 Enrocado de Protección o EscolleraAguas arriba del barraje y al final del colchón disipador, se colocará un enrocado (rip - rap), con el fin de reducir el efecto erosivo y contrarestar el arrastyre del material fino por acción de la fil-tración.Según Massen:Lt = C = 3.50 7.5171Lc = 0.9391Db = Cc - Cn 1.20Le = Lt - Lc 6.5779Le = Por seguridad 2.00

6.0 Muros de Protección y EncauzamientoSe recomienda que la cota de cimentación debe estar por debajo o igual a la profundidad desocavación.Pcimiento = 1.00

7.0 Desrripiador o Poza tranquilizadoraCálculo del ancho del desrripiadorQ = = 0.21

=S =En la figura Nº 2, se puede obtener los datos siguientes:H = 0.30 = 0.03Z = 0.29 h = 0.60

= 0.30 hn = 0.28Reemplazando datos:

= 2.99= -0.9

b = -0.471Tomamos: 2.60

Condiciones del vertedero sumergido< 0.70 → 9.6667 < 0.70 OK

h > → 0.60 > 0.03 OKLa gradiente necesaria para el canal de purga es:S = = 0.025

1695.71 1696.00Z

1695.43 0.28 hn Y 1695.70

Z= 0.8331695.40

0.25 0.50 0.25FIGURA Nº 2

= 0.01842= = 0.01842

Si: Y = 0.110 → f(Y) = 0.04428A = 0.065 → A ⁄³⁵ = 0.011P = 0.787 → P²⁄³ = 0.853V = 3.18

3.18 > 2.00 cumpleR²⁄³ = 0.190S = 0.010

0.010 < pendiente en el río = 0.034 cumple

0.67 C (Db q)¹⁄²0.60 C D ¹₁ ⁄²

S x M₀ x b x H¹˙⁵M₀ (0.407 + 0.045xH/(H+Y₁)(1+0.285(H / (H + Y₁)²)(2g)⁰˙⁵

1.05 (1 - 0.2hn/Y₂)(Z/H)¹⁄³

Y₂

Y₁

M₀S₀

Q / (S M₀ H¹˙⁵

Z / Y₂Y₂

V² n² / R²⁄³

Y₂ Y₁

Q * n / S⁰˙⁵A⁵⁄³ / P²⁄³ (bY+ZY²)⁵⁄³ /(b+2Y(1+Z²)⁰˙⁵)²⁄³

DISEÑO ESTRUCTURAL DE BARRAJE - ALIVIADERO DE DEMASIAS

Datos necesarios para el cálculo :* Peso volumetrico del concreto = 2400 kg/m³

1.100

1400 kg/m³* Peso específico de agua infiltrada = 1000 kg/m³

Analisis de la estabilidad del aliviadero (agua a nivel de cresta.)

IDEALIZACION DE LASFUERZAS ACTUANTES

Fuerzas Actuantes:Ew = Fuerza hidrostatica o empuje del agua.Sp = Resultante del diagrama de subpresiones.

Sh = Componente horizontal de la fuerza sísmica.Sv = Componete vertical de la fuerza sísmica.

Calculo de la Fuerza Hidrostatica.Ew = 0.5*gw*Z²*bZ = P = 1.20 mgwcs = 1400 kg/m³b = 1.00 m. Ew= 1008.00Ew = 1008.00 Kg

Punto de aplicación:Yh = Z/3 = 0.400 m.

Calculo de la Fuerza de subpresión.

Sx = (Hx - H*Lx/Lfn)*gw Donde: H = 2.340 mlfn = 2.164 mH/lfn = 1.081 m.

Analizando en los puntos indicados

* Resistencia del terreno st = kg/cm2

* Peso específico de agua con sedimentos (gwcs)=

W1 = Peso de la estructura.

O4

32

1

p

B

Fsp2

Fsp1

Yh

P=Z

Ew

Sv

Sh1

W1

Sv

Sh2

W2

Sv

Sh3

W3

ld d

O

Fsp2

Fsp1

Para el punto 02 se tiene: Para el punto 03 se tiene:Hx= H + P+ epd+add = 3.79 m. Hx = H + P + epd + add = 3.79 m.lh = 0.00 m. lh = (2-3) = 0.40 m.lv = (1-2) = 1.45 m. lv = (1-2) = 1.45 m.lx = 1.45 m. lx = 1.58 m.

3110.92 2909.04

Para el punto 04 se tiene: Para el punto p se tiene:Hx = H + P + epd = 2.79 m. Hx = H + P + epd = 2.79 m.lh = (2-3) = 0.40 m. lh = (2-3) + (4-p) = 2.00 m.lv = (1-2) + (3-4) = 2.45 m. lv = (1-2) + (3-4) = 2.45 m.lx = 2.58 m. lx = 3.12 m.

-4.19 -677.11

Momentos por subpresion: brazo 1 = ldd*0.5 + d

brazo 2 = d*0.5

Los momentos son con repsecto al punto "p".Elem. Sp Brazo (m) Momento (kg*m)

1 3009.98 1.80 5417.962 -136.26 0.80 -109.01

Calculo del peso de la estructura.

Donde. b = base mayora = base menorP/10 = 0.3540225583

A = (a+b)*h/2Xc = h*(2*a+b)/(3*(a+b))

Yc = ((a+b)2-a*b)/(3*(a+b))

Elem a b h(acum) h Area Xc Yc1.00 3.54 3.54 2.58 0.14 1.25 0.07 1.772.00 3.19 3.54 2.44 0.15 1.19 0.07 1.683.00 2.83 3.19 2.29 0.16 1.07 0.08 1.514.00 2.48 2.83 2.13 0.17 0.94 0.08 1.335.00 2.12 2.48 1.96 0.18 0.81 0.09 1.156.00 1.77 2.12 1.77 0.20 0.69 0.10 0.987.00 1.42 1.77 1.57 0.23 0.56 0.11 0.808.00 1.06 1.42 1.35 0.26 0.44 0.13 0.629.00 0.71 1.06 1.08 0.34 0.31 0.16 0.45

Sx = S2 = kg/m2 Sx = S3 = kg/m2

Sx = S4 = kg/m2 Sx = Sp = kg/m2

Fsp1 = (Sp2 + Sp3)*add*0.5*1

Fsp2 = (Sp4 + Sp)*d*0.5*1

El valor de W1 puede calcularse integrando las areas parciales de las franjas verticales trapezoidales, en que se puede dividir la estructura, refirinedole a ejes coordenados

Y

X

h

Lc

10.00 0.35 0.71 0.74 1.08 0.19 0.48 0.28Totales 7.457

Xacum X(acu)*Area Yacum X = 1.39 m.0.071 0.089 2.219 Y = 1.29 m.0.217 0.258 2.0040.368 0.392 1.605 Volumen = Area * 1.00 = 7.457 m³0.529 0.498 1.2500.702 0.572 0.939 Peso de la estruc = Vol * 2400 = 17897.41 Kg.0.889 0.613 0.6731.096 0.618 0.4511.331 0.584 0.2741.615 0.506 0.1412.254 0.424 0.052

4.554 9.606 Totales

1440.00 kg. 1.00 m.

960.00 kg. 1.80 m.

Calculo de la fuerza de sismo.

Ambas actuan en el centro de gravedad

1 1789.741 Kg 1.288 m2 144.000 Kg 0.150 m3 96.000 Kg 0.800 m

Componente Vertical: Sv = 0.03*Wi:

1 536.922 Kg 1.389 m2 43.200 Kg 1.000 m3 28.800 Kg 1.800 m

Analisis de estabilidad de agua.

Ubicación de la Resultante (Xr)

Tomando momento respecto al punto "p" (ubicación de los lloradores)

Fuerza (kg) Brazo (m). Mom. (kg-m)Ew = 1008.00 0.40 -403.20

3009.98 1.80 -5417.96

-136.26 0.80 109.01

17897.41 1.39 24865.09

1440.00 1.00 1440.00

960.00 1.80 1728.00

1789.74 1.29 -2305.48

144.00 0.15 21.60 SFh = 3037.74

Calculo del peso W2, tenemos (espesor del azud)

W2 = Xc2 =

Calculo del peso W3, dentellón

W3 = Xc3 =

Componente horizontal: Sh = 0.10*Wi:

Wi Shi Yci

Para W1:

Wi Svi Xci

Sp1 =

Sp2 =

W1 =

W2 =

W3 =

Sh1 =

Sh2 =

96.00 0.80 76.80 SFv = 23780.05

536.92 1.39 -745.95

43.20 1.00 -43.20 SM(+) = 28131.49

28.80 1.80 -51.84 SM(-) = -8858.63

Hallando el punto de aplicación propiamente dicho:Xc = (SM(+)-SM(-))/SFv = 0.810 m.

Calculo de la excentricidad. e = (d + ld)/2 -Xc = 0.190 m.e' = (ld + d)/6 = 0.333 m.Cumple e < e'

Factor de seguridad al volteo.FSV = SM(+)/SM(-) > 2.00FS = 3.1756 Cumple FSV > 2.00

Factor de seguridad al deslizamiento. Fuerza resistente: Fr = u*SFv

Donde. u = coeficiente de fricción entre el suelo y el aliviadero varia entre 0.00 - 1.00.37.000°

0.753556 = Tang Ø Sfv = 23780.0485

Fr = 17919.6081

Como la fuerza resultante Fr > fuerza actuante horizontal entonces no es necesario el diseño del dentellón, pero se considera.

FSD = SFV/SFH > 2.00 FSD = 7.8282026 Cumple, FSD > 2.00

Estabilidad a los esfuerzos excesivos, esfuerzos de compresion en la base.

La falla por esfuerzos excesivos deben ser menores que los admisibles.Resistencia del terreno (según lo indicado anteriormente) = 1.100 kg/cm2

Reemplazando: Esfuerzo 1 = 1.865 No Cumple Replantear

Esfuerzo 2 = 0.513 Cumple Ok

Sh3 =

Sv1 =

Sv2 =

Sv3 =

Ø = Dato asumido : Tabla I - Libro Diseño de Cimentaciones de Concreto Armado - ACI - Ing. Roberto Morales Morales

u =

Esfuerzo = [ ΣFv / b*(d+ld) ] * [ 1 ± 6e/(l+ld) ]

Kg/cm2.

Kg/cm2.

DISEÑO ESTRUCTURAL DE SISTEMA DE LA POSA DISIPADORA

Analisis de Subpresion de la bocatoma..

Calculo de la posicion de los lloradores.

Valores del coeficiente de Filtracion "C"Materiales Bligh Lane Komoy

Arena fina y limosas 15--18 7--8.50 8--10Arena muy fina Arenas comunes 9--12 5--6 6--7Arena de grano grueso Canto rodado, grava y arena 4--9 2.5--4 3--6Suelos arcillosos 6--7 1.6--3 3--6Cascajo con grava y arena 6--4 1.6--3 3--6

Calculo de la Longitud de filtracion necesaria "L"Lfn = C*HC = Valor del coeficiente de filtracion = 6.00 Según komoy

Datos:

Carga neta sobre el barraje Hd (m) 1.97

Altura de barraje P (m) 1.20

Tirante Yn (tirante del rio) Yn (m) 1.90

A = 13.00 Yn

RH = 13.00 Yn13.00

Q = 111.32S = 0.034n = 0.053

H = 0.361 m. -0.24Lfn = C*H = 2.164 m. -1.4360839

Calculo de la longitud compensada o de penetracion (Lp)

Según Lfn < Lcomp, significa que la longitud de filtracion necesaria < la longitud de filtracion compensada en posicion "d" de los lloradores o filtros:

add

epd

d

Q = 1/𝑛∗𝐴∗𝑅^(2⁄3)∗𝑆^(1⁄2) ∗∗( 〖 +2 𝑌〗 _𝑛 ) ̅�

Lcomp = lv + lh/3Donde: lh = ld + d

Por lo tanto: Lcomp = lv + (ldd + d)/3 Igualando: Lcomp = Lnec, se procede a calcular d:

d = 3*(Lnec - lv) - ldd

Despejando se obtiene:ldd = 2.000 m.lv = 0.000 m.d = 4.492 m.Se asume un d = 1.200 m.

Verificacion de la longitud de percolacion

Verificacion de la Longitud de filtracion necesaria según Lane:Se calcula una longitud de filtracion compensada la cual debera ser mayor que la longitud de filtracion necesaria.

Lfc = 0.333*lh + lvldd = 2.00 m.d = 1.60 m.lpd = 1.00 m.lh = (2-3) + (4-5) + (6-7) = 4.60 m.e pd = 0.30 m.add = 1.00 m.adp = 0.50 m.lv = (1-2) + (3-4)+(5-6)+(7-8) = 3.60 m.

Verificando se tiene:Lfc = 5.133 m.

Cumple Lfc > Lfn

Verificacion de la Longitud de filtracion necesaria considerando los lloraderos:

epd

8

7654

32

1

ldd

add

d ldp

lpd

Yn

adp

Lfc = 0.333*lh' + lv'

lh' = ldd + d = 3.60 m. lv' = (1-2) + (3-4) = 2.30 m. Mayor informacion (MPG-T)Lfc = 3.50 m.

Cumple Lfc > LfnCalculo del diagrama de la supresion.

Según el ing E. W. Lane: Sx = (Hx - H*Lx/Lfn)* gwDonde:

Hx = Profundidad de un punto cualquiera con respecto al punto 1H/Lfn = Carga perdida por unidad de longitud de filtracion necesaria.Lx = Longitud de filtracion compensada.

1000

Considerando constantes en la formula H y Lfn:H = 0.361 m.Lfn = 3.900 m.H / lfn = 0.092 m.

Para el punto 01 se tiene: Hx = H + P = 3.540 m.lh = 0.000 m.lv = 0.000 m.lx = 0.000 m.

Reemplazando se tiene: 3540.23

Para el punto 02 se tiene: Hx = H + P + add + epd = 4.84 m.lh = 0.00 m.lv = (1-2) = 1.30 m.lx = 1.30 m.


Para el punto 03 se tiene: Hx = H + P + (1-2) = 4.840 m.lh = (2-3) = 2.000 m.lv = (1-2) = 1.300 m.

Sx = Subpresio (kg/m2)

gw = Pesos especifico del agua = kg/m3

Sx = S1 = kg/m2

Sx = S2 = kg/m2

lhlv

8

76

54

32

1

ldd

add

epd

d ld

lpd

Yn

adp

Hx

H

H + P

lx = 1.967 m.


Para el punto 04 se tiene: Hx = H + P + epd = 3.840 m.lh = (2-3) = 2.000 m.lv = (1-2) + (3-4) = 2.300 m.lx = 2.967 m.


Para el punto 05 se tiene: Hx = h+ P + epd = 3.840 m.lh = (2-3) + (4-5) = 3.2 m.lv = (1-2) + (3-4) = 2.300 m.lx = 3.367 m.


Para el punto 06 se tiene: Hx = H + P + epd + adp = 4.840 m.lh = (2-3) + (4-5) = 3.200 m.lv = (1-2) + (3-4) +(5-6) = 3.300 m.lx = 4.367 m.


Para el punto 07 se tiene: Hx = H + P + epd + adp = 4.840 m.lh = (2-3) + (4-5) + (6-7) = 3.200 m.lv = (1-2) + (3-4) + (5-6) = 4.300 m.lx = 5.367 m.


Para el punto 08 se tiene: Hx = H + P = 3.540 m.lh = (2-3) + (4-5) + (6-7) = 3.200 m.

lv = (1-2) + (3-4) + (5-6) + (7-8) = 0.000 m.lx = 1.067 m.


Diagráma de presiones :

Reumen General : Punto = 1 2 3 4 5 6 7 8X = 0.000 0.00 2.000 2.000 3.200 3.200 3.200 3.200Sx = -3540.23 -4720.01 -4658.36 -3565.88 -3528.89 -4436.42 -4343.94 -3441.59

Sx = S3 = kg/m2

Sx = S4 = kg/m2

Sx = S5 = kg/m2

Sx = S6 = kg/m2

Sx = S7 = kg/m2

Sx = S8 = kg/m2

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50-1000

-900

-800

-700

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

DIAGRAMA DE PRESIONES

Distancia m.

Pre

sio

ne

s K

g/m

²

8.12. Espesor de la Poza Amortiguadora:

Dimensionamiento de la Poza

Profundidad = r = C - C₀ ₁ = 0.40Longitud de la poza L = 4 Y₂ U.S. Bereau of Reclamation 13.244

Redondeando 14.00

La subpresión se hallará mediante la siguiente formula:

donde:Peso especifico del agua 1000 kg/m3

b = Ancho de la sección 1.00 m.c = Coeficiente de subpresión, varia ( 0 - 1 ) 0.55h = Carga efectiva que produce la filtración

h' = Profundidad de un punto cualquiera con respecto a A, donde se inicia la filtración.h/L)Lx = Carga perdida en un recorrido Lx

Mediante la subpresión en el punto "x", se hallará el espesor de la 0.30 m

1696.20msnmhv = 0.372 m.

0.25 (P+H) he = 1.968 m.

Ho = 2.340 m

h = 0.26 m.1.25*(P+H) = 4.43 m. 2.53 m.

P = 1.20 m.

e=0.25 d2 = 3.31 m. 1696.00msnm

1.04 m.

1.450.50 m

2.00 m. 14.00 m

2.00 m. 5.00 m. 2.00 m.

e=0.259.00 m.

* Predimensionado de los dentellados posteriores y delanteros:0.80 m.

0.40 m.

Para concreto sobre roca de mediana

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50-1000

-900

-800

-700

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

DIAGRAMA DE PRESIONES

Distancia m.

Pre

sio

ne

s K

g/m

²

)('' Lx

L

hhhbcSp

1.00 m.

1.00 m. 1.00 m. 3.60 m. 0.50 m.

1.00 m.

0.40 m.

Para condiciones de caudal máximo

O sea cuando hay agua en el colchón.

h= 0.26 m. h/L = 0.025 e = (4/3) x (Spx / 2400)

L = 10.4 m. Lx = 6.20 m.

h' = 0.70 m. Spx = 442.15 kg e = 0.25 m.

Para esta condición el espesor asumido satisface los esfuerzos de Subpresión

Para condiciones de agua a nivel de cimacio

O sea cuando no hay agua en el colchón

h = 1.60 m. Spx = 740.38 kg

h /L = 0.15 e = 0.41 m.

No satisface la exigencia por Subpresión. Aumentar espesor

entonces usamos un espesor de 0,30

Longitud: Hasta la terminación de la poza 5.00 ≅ 5.00 m.

h = d1 +hv1 -d2

Coordenadas de los puntosType Name X Y Z USER

Puntos y coordenadas de las áreasType Name NumPoints X1 Y1 Z1 X2 Y2

TABLE: Element Joint Forces - AreasArea AreaElem Joint OutputCase CaseType F1 F2 F3Text Text Text Text Text Kgf Kgf Kgf

TABLE: Element Forces - Area ShellsArea AreaElem ShellType Joint OutputCase CaseType F11 F22Text Text Text Text Text Text Kgf/cm Kgf/cm

TABLE: Joint DisplacementsJoint OutputCase CaseType U1 U2 U3 R1 R2Text Text Text cm cm cm Radians Radians

MODELADO LA VENTANA DE CAPTACION EN EL SAP 2000

Z2 X3 Y3 Z3 X4 Y4 Z4

M1 M2 M3Kgf-cm Kgf-cm Kgf-cm

F12 FMax FMin FAngle FVM M11 M22 M12Kgf/cm Kgf/cm Kgf/cm Degrees Kgf/cm Kgf-cm/cm Kgf-cm/cm Kgf-cm/cm

R3Radians

MMax MMin MAngle V13 V23 VMax VAngleKgf-cm/cm Kgf-cm/cm Degrees Kgf/cm Kgf/cm Kgf/cm Degrees

DISEÑO ESTRUCTURAL DE MUROS DE ENCAUZAMIENTO :

Analisis Cuando el muro Hidraúlicamente no trabaja

DATOS : t1δs = 1.12Tn/m³ Peso especifico del sueloδc = 2.4Tn/m³ Peso especifico del concretoØ = 37.00° Angulo de fricción internaf'c = 210Tn/m³

fy = 4200.0Tn/m³

qt = 1Tn/m³ Esfuerzo del terreno

FSD = 2.00 hp = 2.05 m PFSV = 2.25

θ 16.00°

t1 = 0.50 mP = (1/2) * Ka * δs * hp² Hz

recubrimiento en pantalla = 7.50 cm B2 B1recubrimiento en zapata = 7.50 cm

Coeficiente de fricción interna : f = TgØ = 0.754 es mayor a 0.6

Entoces el valor de f = 0.600

0.27386

Ka * δs = 0.307 tn/m³

CHEQUEO DEL PREDIMENSIONAMIENTO DE PANTALLA

Mu = 1.7 * M = 1.7 * { (1/6)* Ka * δs * hp³ } = 0.75 Tn-m

Mu = ø * b * d² * f'c * w * (1- 0.59w) = 0.75 Tn-m Consideraciones en cuenta:muro b = 100 cm

Remplazando d = 0.10 m 0.002

Considerando un diametro de acero de 3/8" w = Þ * fy /0.0400

t2 = d + recubrimiento + ø/2 = 0.180 m ø = 0.90

Se seguirá considerando t1 = 0.50 m

======> d = 0.42 m El nuevo Mu = 13.04 Tn-m

CHEQUEO POR CORTANTE*** Cortante que ocurre a una distancia " d " = Vdu = 1.7 * Vd = 1.7 * { (1/2) * Ka * δs * (hp - d)² }

Cortante último en d = Vdu = 0.69Tn Vdu / ø = 0.81Tn

*** Cortante soportado por el concreto = Vc = 0.53* (f'c ½ ) * b * d = 32.28Tn

*** Si area de acero se traslapa a la base de zapata ======> Vcs = (2/3) * Vc = 21.5Tn

Se debe cumplir que Vcs > Vdu / ø OK! Cumple

f'c = 210Kg/cm²

fy = 4200Kg/cm² p min = 0.002

ßi 0.85

¢ 0.9 a = As* fy / (ßi * f'c * b )recubrim 7.50cm As = M / [ ¢ * fy * (d - a/2) ]

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

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

ρ = cuantia=

As (cm²) 0.32 0.71 1.27 1.98 2.85 5.07

M= 13.036 Ton-mM(Tn-m) b (cm) d(cm) a (cm) As (cm²) As min p=As/bd n° Varilla Total Disposición13.04 100.00 25.00 3.489 14.83 5.00 0.0059 6 17.101 Ø 3/4 @ 0.17

En acero Horizontal se usará acero mínimo =

DIMENSIONAMIENTO DE LA ZAPATAHz = t2 + 5cm = 0.55 m h = hp + Hz = 2.60 m

*** B1 / h » FSD * (Ka * δs ) / (2* δc * f ) ======> B1 » 0.554 m

Usaremos B1 = 75.00 m

*** B2 / h » [ f *FSV / ( 3*FSD ) ] - (B1/2h) ======> B2 » -36.915 B2 min = Hz======> B2 = 0.55 m


VERIFICACION DE ESTABILIDADPi Pesos "P" Brazo "X" P * XP1 99.73 37.78 3767.15 0.50

P2 2.46 0.80 1.97

P3 171.052 38.30 6551.29

TOTAL= 273.238 10320.41

2.05 m*** FSD = Fh r / Fh a = 2.60 m

163.94Tn

Fh a = P = 1.04Tn P 1.04TnFSD = 158.133

OK! Es mayor al asumido 0.87 m0.55 m

*** FSV = M r / M a = 11486.182

OK! Es mayor al asumido 0.55 m 75.00 m0.50 m

PRESIONES SOBRE EL TERRENO

Xo = (Mr - Ma ) / suma P = 37.77 m B = 75.55 m

e = (B/2) - Xo = 0.00751984 B/6 = 12.59167

´e´ cae dentro del tercio central OK!

LUEGO :

q1 = (P/B) * (1 + 6e/B) = 0.36Kg/cm²

q2 = (P/B) * (1 - 6e/B) = 0.36Kg/cm²

q1 < qt Cumple OK! q1 q2

DISEÑO DE LA ZAPATA Ø 5/8 @ 0.20 m

0.55 m

ZAPATA 1 Ws

Ws = 2.3Tn/m²

Wpp = 1.3Tn/m²

W = 3.6Tn/m² Ø 5/8 @ 0.20 m

Recubrimiento = 0.075 m

Sin Carga

W max = 1.7*q1 - 0.9*Wpp = 4.96 Tn/m 3.6Tn/m²

Conservadoramente: 3.6Tn/m²

Mu = Wmax * L² / 2 = 0.75Tn-m qb= 3.61Tn/m²

Fh r = Σ P * f =

1

2 3

1 2

0.25 m

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

0.75 100.00 52.54 0.08902 0.37834 0.00007 5 9.897 Ø 5/8 @ 0.20

As min = 9.46cm²

ZAPATA 2

Sin Carga

W max = 1.7*qb - 0.9*Wpp = 5.0Tn/m

Mu = Wmax * L² / 2 = 0.15Tn-m


0.15 100.00 54.13 0.01781 0.07571 0.0000 5 9.897 Ø 5/8 @ 0.20

As min = 9.74cm²

REFUERZO TRANSVERSAL

En acero Horizontal se usará acero mínimo = Ø 1/2 @ 0.125

Ø 3/4 @ 0.17 2.05 m

Ø 3/4 @ 0.17 m 0.20 mØ 5/8 @ 0.20

0.55 m

Ø 5/8 @ 0.20 m 0.55 m 0.50 m 0.25 m

0.019050

DISEÑO ESTRUCTURAL DE MUROS DE ENCAUZAMIENTO :

Analisis Cuando el muro Hidraúlicamente no trabaja

DATOS : t1δs = 1.12Tn/m³ Peso especifico del sueloδc = 2.4Tn/m³ Peso especifico del concretoØ = 37.00° Angulo de fricción internaf'c = 210Tn/m³

fy = 4200.0Tn/m³

qt = 1Tn/m³ Esfuerzo del terreno

FSD = 2.00 hp = 1.90 m PFSV = 2.25

θ 16.00°

t1 = 0.50 mP = (1/2) * Ka * δs * hp² Hz

recubrimiento en pantalla = 7.50 cm B2 B1recubrimiento en zapata = 7.50 cm

Coeficiente de fricción interna : f = TgØ = 0.754 es mayor a 0.6

Entoces el valor de f = 0.600

0.27386

Ka * δs = 0.307 tn/m³

CHEQUEO DEL PREDIMENSIONAMIENTO DE PANTALLA

Mu = 1.7 * M = 1.7 * { (1/6)* Ka * δs * hp³ } = 0.60 Tn-m

Mu = ø * b * d² * f'c * w * (1- 0.59w) = 0.60 Tn-m Consideraciones en cuenta:muro b = 100 cm

Remplazando d = 0.09 m 0.002

Considerando un diametro de acero de 3/8" w = Þ * fy /0.0400

t2 = d + recubrimiento + ø/2 = 0.170 m ø = 0.90

Se seguirá considerando t1 = 0.50 m

======> d = 0.42 m El nuevo Mu = 13.04 Tn-m

CHEQUEO POR CORTANTE*** Cortante que ocurre a una distancia " d " = Vdu = 1.7 * Vd = 1.7 * { (1/2) * Ka * δs * (hp - d)² }

Cortante último en d = Vdu = 0.57Tn Vdu / ø = 0.67Tn

*** Cortante soportado por el concreto = Vc = 0.53* (f'c ½ ) * b * d = 32.28Tn

*** Si area de acero se traslapa a la base de zapata ======> Vcs = (2/3) * Vc = 21.5Tn

Se debe cumplir que Vcs > Vdu / ø OK! Cumple

f'c = 210Kg/cm²

fy = 4200Kg/cm² p min = 0.002

ßi 0.85

¢ 0.9 a = As* fy / (ßi * f'c * b )recubrim 7.50cm As = M / [ ¢ * fy * (d - a/2) ]

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

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

ρ = cuantia=

As (cm²) 0.32 0.71 1.27 1.98 2.85 5.07

M= 13.036 Ton-mM(Tn-m) b (cm) d(cm) a (cm) As (cm²) As min p=As/bd n° Varilla Total Disposición13.04 100.00 25.00 3.489 14.83 5.00 0.0059 6 17.101 Ø 3/4 @ 0.17


DIMENSIONAMIENTO DE LA ZAPATAHz = t2 + 5cm = 0.55 m h = hp + Hz = 2.45 m

*** B1 / h » FSD * (Ka * δs ) / (2* δc * f ) ======> B1 » 0.522 m


*** B2 / h » [ f *FSV / ( 3*FSD ) ] - (B1/2h) ======> B2 » -36.9488 B2 min = Hz======> B2 = 0.55 m


VERIFICACION DE ESTABILIDADPi Pesos "P" Brazo "X" P * XP1 99.73 37.78 3767.15 0.50

P2 2.28 0.80 1.82

P3 158.536 38.30 6071.93

TOTAL= 260.542 9840.90

1.90 m*** FSD = Fh r / Fh a = 2.45 m

156.33Tn

Fh a = P = 0.92Tn P 0.92TnFSD = 169.814

OK! Es mayor al asumido 0.82 m0.55 m

*** FSV = M r / M a = 13089.875

OK! Es mayor al asumido 0.55 m 75.00 m0.50 m

PRESIONES SOBRE EL TERRENO

Xo = (Mr - Ma ) / suma P = 37.77 m B = 75.55 m

e = (B/2) - Xo = 0.00699847 B/6 = 12.59167

´e´ cae dentro del tercio central OK!

LUEGO :

q1 = (P/B) * (1 + 6e/B) = 0.35Kg/cm²

q2 = (P/B) * (1 - 6e/B) = 0.34Kg/cm²

q1 < qt Cumple OK! q1 q2

DISEÑO DE LA ZAPATA Ø 5/8 @ 0.20 m

0.55 m

ZAPATA 1 Ws

Ws = 2.1Tn/m²

Wpp = 1.3Tn/m²

W = 3.4Tn/m² Ø 5/8 @ 0.20 m

Recubrimiento = 0.075 m

Sin Carga

W max = 1.7*q1 - 0.9*Wpp = 4.68 Tn/m 3.5Tn/m²

Conservadoramente: 3.4Tn/m²

Mu = Wmax * L² / 2 = 0.71Tn-m qb= 3.45Tn/m²

Fh r = Σ P * f =

1

2 3

1 2

0.25 m


0.71 100.00 54.13 0.08142 0.34604 0.00006 5 9.897 Ø 5/8 @ 0.20

As min = 9.74cm²

ZAPATA 2

Sin Carga

W max = 1.7*qb - 0.9*Wpp = 4.7Tn/m

Mu = Wmax * L² / 2 = 0.15Tn-m


0.15 100.00 54.13 0.01679 0.07135 0.0000 5 9.897 Ø 5/8 @ 0.20

As min = 9.74cm²

REFUERZO TRANSVERSAL


Ø 3/4 @ 0.17 1.90 m

Ø 1/2 @ 0.20 m 0.20 mØ 5/8 @ 0.2

0.55 m

Ø 5/8 @ 0.20 m 0.55 m 0.50 m 0.25 m

captacion coyorcoJIJIJI.xlsx

Documents

Transcript of captacion coyorcoJIJIJI.xlsx