477-505diseño de bocatomas

8/2/2019 477-505Diseño de bocatomas

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PROYECTO: IRRIGACIÓN SORAY - HUAMANPATAUBICACIÓN: RIO SALKANTAY

FORMULAS Y RELACIONES EMPLEADAS.

DISEÑO XI.1. BOCATOMAS

DISEÑO XI.1.A. BOCATOMA SORAY - TIPO PRESA DE DERIVACION

bes

eded

Les

0.200.25

Bo

m

H o

e

0.25

b 1 b 2

b3

c 2

n

e

H

c 2

0.15

B

H 3

Les

eded

m

H 1

D b

n

S%

hd

s

H o

z

Lta

Lta

B

e

H

e

L1Ll

L2

Lc

hc2hc1

H 2

Ll

s

Bo

Lc

Bo

( )

( )

2H1))(Ho(B2g

2Q

Hv Ho)(H1B

Q Vo,

g2

2Vo Hv

aguaslasde(Vo)toacercamien de velociadad la a debido carga de AlturaHv

Navarro)GómezJ.L.(según 2.2 cimaceo perfil gasto de eCoeficientC

1 Votoacercamien de dvelocidada Si 3/2Hv3/2

HvH110

NH1BCQ

1 Votoacercamien de dvelocidada Si

3/2

HvH110

NH1

BCQ

:(Q)CreaceroazudelporCaudal *

0.61-0.60Cd n/2)sHo(H1g2nmCdQe

captación)de(ventana orificio por entrante Caudal *

+´´=Þ

+´=

´=

=

==

³-+´-´=

<+´-´=

=--+´´´´´=

÷ ø öç

è æ

÷ ø

öçè

æ

÷ ø

ö

çè

æ

- 101 -



Qmin = 0.370* Caudal de captación (m³/seg) Qcap = 0.370* Caudal de rebose por el Creager (m³/seg) Q = 0.000

g = 9.806m = 0.700s = 0.150n = 0.250

Ho = 0.900

Cd = 0.610H1 = 0.0000H1 = 0.0000

* Velocidad de acercamiento (m/seg) Vo = 0.000* Altura de velocidad (m) Hv = 0.0000* Caudal entrante por la ventana para m,n,s planteados Qe = 0.374 m³/seg

* Aceleración de gravedad (m/seg²)

* Altura de carga aguas arriba (m)

* Altura del paramento (m)

Valor para iterar (m)

CAUDALES MÍNIMOS

* Tantear dimensiones de ventana, asta que el resultado del caudal entrante sea igual al caudal de captación(Qe=Qcap) y en caso de ser mayor que sea similar (QiQcap), en ningun momento debe de ser menor (Qe<Qcap) nimuy mayor (Qe>>Qcap)

* Altura fondo - ventana (m)

DISEÑO DE VENTANA DE CAPTACIÓN

Datos de Ingreso:* Caudal Río mínimo (m³/seg)

* Ancho de ventana de captación (ancho de canal) (m)

Nota:

Q = Qmin - Qcap

Valores de tanteo

* Coeficiente de descarga de ventana

Como Qe ~ Qcap ademas Qe > Qcap, las dimenciones estan BIEN!

* Altura de ventana de captación (m)

Valores iterados

H35Lta :4 FSi

H210Lta :Becerril

H2)(H35Lta :Lindquist

concreto. tegeneralmen o,tratamient suy

empleado material al acuerdo de 6 a 4 Cs

1/2H2)H1(HoCs0.612Lta :chSchokolits

(Lta) oramortiguad tanque de longitud de Calculo *

1/2H2)(g

V2F :FroudedeNúmero *

1/2

2

H2

4

2H2

g

H22V22H3

H3deCalculo *H2

qV2

Ht

3H2

4/3H1

Ho)2

q2

(n

g2

2q

H2

:siteracione por H2 calcular para Entonces

zH1HoHt 3

H24/3

H1

Ho)2

q2

(nc2H2Htg2

2q

y V2H2deCalculo *

Vc

qH

1/2

)2

H(H1g2Vc

VcHq

y Vc)(HCreager del inicio en velocidadyaguadealturadeCalculo *

B

Qq

(q)linealmetroporGasto *

...(E2)1Vo; 2

H1))(Ho(Bg2

2Q

2/3

2H1))(Ho(Bg2

2Q

)10

NH1(BC

QH1

.....(E1).......... 1 Vo; 2

H1))(Ho(Bg2

2Q

2/3

)10

NH1(BC

QH1

:obtiene se siteracione por cálculo su para despejandoyH1 incógnita valor como Teniendo *

´=³

´=

-´=

=

++´´=

´

=

-+´´=

=

+´´

+´

=

++=-´´

-´´´=

=Þ

-´´=

´=

=

³+´´´

-+´´´

-

-´

=

<+´´´

-

-´

=

÷÷

ø

ö

çç

è

æ

÷÷

ø

ö

çç

è

æ

÷ ø

öçè

æ

÷÷÷

ø

ö

ççç

è

æ

÷÷÷

ø

ö

ççç

è

æ

- 102 -



Qmax = 230.00* Ancho de ventana de captación (ancho de canal) (m) m = 0.700

s = 0.150n = 0.250

Ho = 0.900Cd = 0.610

* Caudal entrante por la ventana para m,n,s planteados Qe = 0.836 m³/segQ = 36.164N = 1.000

Bo = 4.750* Ancho de compuerta 2 (m) c2 = 0.700

B = 3.900b1 = 3.400b2 = 0.400b3 = 0.250C = 2.200

z = 0.200* Longitud horizontal Creager (m) = Lc = 2.90

H1 = 2.4988H1 = 2.4988

* Velocidad de acercamiento (m/seg) Vo = 2.728* Altura de velocidad (m) Hv = 0.3796

CALCULO DE PARÁMETROS HIDRAULICOS

* Coef. de rugosidad del material de la presa derivadora nc = 0.014* Gasto por metro llineal (m³/seg/m) q = 9.273* Carga sobre la cresta (m) H = 1.6086

Valor de iteración (m) H = 1.6086* Veloc. en cresta (m/seg) Vc = 5.765

* Carga sobre la cresta (m) H2 = 1.4190Valor de iteración (m) H2 = 1.4190

* Velocidad conjugada (m/seg) V2 = 6.535* Tirante pie del azud (m) H3 = 2.877* Número de Froud (F) F = 1.752

Como:F<4, no es necesario proteger zampeado

Lta = 6.717Cs = 5.00Lta = 7.290Lta = 14.190

Como F<4 =>Lta asumido = 7

POSIBILIDAD DE SOBRE EXCAVACIÓN O POZA "Zf" cuando F > 4.S = 0.058Lr = 4.500nr = 0.03

Qa = 37.000Yr = 1.204217

Valor para iterar Yr = 1.204217Zf = 0.000

* Si existe sobre excavación: Lta = 6.021

7.00 m

ENROCADO DE PROTECCIÓN O ESCOLLERACb = 4Db = -0.10

Les = -9.59

Por consiguiente: Db = 0.15Les = 1.00

bes = 0.50

Se utilizará el siguiente, si se ha decidido por una poza tranquilizadora en la condición de F>4, por

* Caudal de máxima avenida (m³/seg):

! No Necesario Poza Zf=0 !

Lz = 5*Yr+Zf

* Coeficiente de Bilgh :* Alt.cresta-niv.aguas abajo(m)

* Pend. río aguas debajo del azud (m/m):* Ancho medio del río aguas abajo (m):

tanto una reducción de Lz se dará según igual a: 5*Yr + Zf; caso contrario el problema seráresuelto con Lz según lo impone la condición F>4.

Db=Ho+z+Zf-YrAgreg. grueso y arena

* Coeficiente de Rugosidad lecho rió (nr):

No hay necesidad de sobre excavación, y Zf solo será z

Sin sobre excavaciónCalculado juntamente que elperfil del creager

Valor para iterar (m)Valores iterados


Valores iterados


Valores iterados

>= 1 , Utilizamos la ecuación 2 (E2)para iterar y calcular H1

* Nº de contracciones (und)

* Longitud b1 = (m)* Longitud b2 = (m)

* Linquist (m)

LONGITUD DE TANQUE AMORTIGUADOR (Lta)* Schokolistsch (m)

(Acabado frotachado)Constante (4 a 6)

* Altura fondo - ventana (m)* Altura de ventana de captación (m)

* Coeficiente de descarga

DISEÑO PARA CAUDALES MÁXIMOS

* Caudal Río máximo (m³/seg)

* Longitud de barraje A/contracción (m)

* Longitud de barraje D/contracción (m)

* Desnivel de entrada y salida (m)

* Longitud b3 = (m)


Solo por pend. río

Como Les y Db < 0 no nesecita enrocado de protección pero por seguridad colocar una longitud Constructiva(Db=0.15 m y Les = 1.00 m)

* Longitud escollera (m):

* Becerril (m)

* Caudal de rebose por el Creager (m³/seg) Q = Qmax-Qe

* Tirante río Calculado por iteraciones (m):

* Posibilidad de Sobre excavación (m)

Valores iterados

\ Lta asumido =

Les = 0,67*Cb*Db*q - Lz

- 103 -



CALCULO DE DIMENSIONES DE DIENTES, ESPESOR TANQUE AMORTIGUADOR Y SOLADO (e):* Wi : Peso total por m2 en el punto de calculo = ei * gc + Hi * ga (Kg/m2)

- ei = Espesor total en el punto de calculo.- Hi = Altura de agua total en el punto de calculo.

* Spi: Subpresión por m2 en el punto de calculo = (Dh + Hi' - Dh / Lf * Lxi) * ga (Kg/m2)- Peso esp. del material del solado gc = 2400 Kg/m3- Peso especifico del agua ga = 1000 Kg/m3- Dh = Desnivel de agua entre H1 y H3 Dh = 0.52 m- Lf Longitud de filtración (Lf = C*Dh) Lf = 2.61 m- Lxi = Longitud de filtración asta el punto = Lhi/3 + Lvi

Lhi = Longitud horizontal con relación al primer punto.Lvi = Longitud de recorrido vertical.

- Hi' = Altura con relación al tirante H3.- C = Coeficiente de filtración (5 Según Lane) C = 5.00- i = Va desde el punto (1) al punto (2)

* Calculo del espesor:Spi debe ser menor que el peso total en el punto de calculo (Wi)

Ho = 0.900 m Dimensiones para tantear:H1 = 2.4988 m e(supuesto)= 0.20 mH = 1.6086 m hd = 0.50 m

H2 = 1.4190 m ed = 0.20 mH3 = 2.88 m L1 = 0.20 m

z = 0.20 m L2 = 0.25 m

Lta= 7.00 m L3 = 0.20 mLc = 2.90 m hc1= 0.85 mLl = 3.00 m Solado hc2= 0.30 m

Punto Hi' Lhi LviLxi =

Lhi/3+LviSpi (Kg/m2)

Espesorcalcul.

(ei calc.)

Verificación dedimensiones (ei

cal. <=ei)1 3.38 0.00 0.70 0.70 3758.80 0.20 <=e1=e+hd=0.7 Bien!

2 3.38 0.20 0.70 0.77 3745.47 0.20 <=e2=e+hd=0.7 Bien!

3 2.88 0.20 1.20 1.27 3145.47 -0.14 <=e3=e=0.2 Bien!

4 2.88 3.00 1.20 2.20 2958.80 0.25 >e4=e=0.2 Mal!

5 3.73 3.20 2.05 3.12 3625.47 0.62 <=e5=e+hc1=2.25 Bien!

6 3.73 3.45 2.05 3.20 3608.80 0.61 <=e6=e+hc1=2.25 Bien!7 3.38 3.45 2.40 3.55 3188.80 0.38 <=e7=e+hc2=0.5 Bien!

8 3.38 6.30 2.40 4.50 2998.80 0.07 <=e8=e+hc2=0.5 Bien!

9 3.08 6.30 2.70 4.80 2638.80 -0.13 <=e9=e=0.2 Bien!

10 3.08 12.90 2.70 7.00 2198.80 -0.38 <=e10=e=0.2 Bien!

Nota: Tantear dimensiones, asta que la verificación sea correcta.

\ Espesor asumido e = 0.20 m

Dentellón

SUBPRESIÓN EN LA BASE DE LA ESTRUCTURA

3758.803745.47

3145.472958.80

3625.473608.80

3188.80 2998.80

2638.80

2198.80

SUBPRESIONES(Kg/m2)

tanteo)(ei

cγ

aγ*HiSpi*

3

4)(calculadoei

eminademas;e(teorico)*4/3e seguridad Por

cγ

aγ*HiSpiei

cγ*eiaγ*HiSpi :tenemos Igualando

£-

=\

==

-=Þ

+=

÷÷ ø

öççè

æ

m 15.0

- 105 -



VERIFICACION ESTRUCTURAL Y DE LA ESTABILIDAD DE LA PRESA

1.- CALCULO DEL CENTRO DE GRAVEDAD DE LA PRESA:

Xgi Ygi1 0.586 1.033 1.249 0.733 1.2902 1.749 0.855 0.920 1.608 0.7863 1.550 0.250 1.550 2.403 0.388

S = 3.719 4.743 2.464

X Y1.033 0.5221.275 0.6622.067 1.043

Como XCG debe estar entre 1.033 y 2.067 => BIEN !!!Como YCG debe estar entre 0.522 y 1.043 => BIEN !!!

Área lateral: A = 3.72 m2Peso de area lateral W = 8925.15 Kg/m

NOTA: Los calculos de fuerzas actuantes se realizaran para 1 m (l = 1 m)

l = 1.00 mVolumen para 1 m V = 3.719 m3Peso por 1 m W = 8925.15 Kg

Primer tercio

CgAi Ai*Xgi Ai*Ygi

Segundo tercio

Sección

Centro de gravedad

-0.50

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

-1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00

Estructura real Parte del Solado y Tanque amort. Estructura equivalente

1.57

1.17

0.50

3.10

(1.275 , 0.662)

-0.50

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

-0.50 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50

Estructura equivalente Divición en áreas

Centro de gravedad Sector en el que debe de estar CG

12

3

YCGW

CG

l = 1

XCG

b

he1

he2



2.- CALCULO DE LA EXCENTRICIDAD DE LA PRESA VACIA SI SE PRODUCE UN SISMO:

* Peso W = A*gc *l= 8925.15 Kggc = 2400 Kg/m3

* Momento: Mo = 0W*d - Fs*YCG = 0* Fuerza de sismo. Fs = m*a

Para Cusco : a = 0.05 * g=> Fs = 0.05*g*m

m = W / g=> Fs = 0.05*W

W*d = 0.05W*YCG

\ d = 0.05*YCG

Fs = 446.26 Kg/md = 0.033 m

* Excentricidad y XRE (x resultante) que debe de estar entre el tercio central de la base (b).XR = XCG-d

XR = 1.242 Como debe estar entre 1.033 y 2.067 => BIEN !!!ex = b/2 - XR

b = 3.10 m Base de la estructura equivalente.ex = 0.308 m

3.- CALCULO DE FUERZAS HORIZONTALES :

he1 = 1.57 m. Altura 1 de estructura equivalentehe2 = 0.50 m. Altura 2 de estructura equivalente

H = 1.61 m. Altura de agua sobre el creagerHo= 0.90 m. Altura de paramento.

H2 = 1.42 m. Altura de agua al final del creagerH3 = 2.88 m. Altura de agua final en el tanque amortiguador

e= 0.20 m. Espesor de solado y tanque amortiguador.h1 = 2.51 m. = Ho + H

h2 = 0.25 m. Altura de sedimentosh3 = 0.50 m. Altura del suelo.b = 3.10 m. Base de estructura equivalente

E1 = (1/2)*ga*h1^2 *lga = 1000 Kg/m3E1 = 3146.50 KgLA = 1.00 m. LA = Brazo (Y)

b. Empuje por Sismo:E2 = 0.555*a*ga*h1^2a = acelerac. sísmica (0.05g - 0.07g) para Cusco a = 0.05 *g

E2 = 1713.13 KgLA = 1.06 m.

c. Empuje adicional por sedimentos:E3 = (1/2)*g´*h2^2 * l

0.25Peso especifico de sedimento : g´ = 0.5 * ga

g´ = 500 Kg/m3.E3 = 15.63 KgLA = 0.78 m.

Altura de sedimentos h2 =

3.1.- En el sentido del río:

a. Empuje hidrostático:

YCG

d

W

Fs

CG

FR

XCG

ex

b

b/2

XRE

h3

b

e

h1

h2

E2

E3

E4

E5

E''

E'''

E'

H3

e

h1

H2

he1

he2

Estructura

EquivalenteSolado

T. Amort.

- 107 -



d. Empuje adicional del suelo:

0.500 =hc2+z

g" = 800 Kg/m3.E4 = 100.00 KgLA = 0.17 m.

e. Empuje adicional por la aceleración de la masa de concreto de la presa:E5 = 0.05*W

W = 8925.152 KgE5 = 446.258 KgLA = 0.662 m.

3.2.- Las fuerzas que se oponen al sentido del río:

a. Empuje producido por el peso del tanque amortiguador y el peso del agua sobre este:

f = 0.28 (Coefic. Fricción entre la base y el material de relleno)

WTA = Wt + WaPeso del tanque amortiguador (Wt):Wt = e * Lta *gc *l

gc = 2400 Kg/m3e = 0.20 m

Ltc= 7.00 mWt = 3360.00 Kg

Peso del agua en el tanque amortiguador (Wa):Wa = (H2+H3)/2*Lta*ga * l

H2 = 1.42 m.H3 = 2.88 m.

Wa = 2148.01 KgPeso tota (WTA)

WTA = 5508.01 KgEMPUJE

E´ = 1542.24 KgLA = 1.13 m.

b. Empuje hidrostático (E"):E" = (1/2)*ga*(H2)^2 * l

E" = 1006.75 KgLA = 0.97 m.

E'''' = (1/2)*gs*(hc2)^2 * lgs = 0.8*ga

hc2 = 0.25 m.gs = 800 Kg/m3.

E'''' = 25.00 Kg

LA = 0.08 m.

Ec = E'+E''+E'''Ec = 2574.00 KgLA = 1.06 m.

Descrip. Empuje Y (LA) E*YE1 3146.50 1.00 3146.50E2 1713.13 1.06 1823.93E3 15.63 0.78 12.24E4 100.00 0.17 16.67E5 446.26 0.66 295.63

Ec -2574.00 1.06 -2717.73SE = 2847.51 SE*Y = 2577.23

YRH = S(E*Y)/ SEYRH = 0.905 Como debe estar entre 0.522 y 1.043 => BIEN !!!

3.3. Punto de aplicación de la resultante total:

Empuje contrario total (Ec):

E4 = (1/2)*g"*h3^2 * l

Peso especifico del suelo : g" = 0.8 * ga

c. Empuje adicional del suelo (E'''):

E´ = f*WTA

W : Peso de la presa por m

Altura del suelo h3 =

- 108 -



Xgi YgiW1 0.586 1.033 1.249 2997.903 1758.103 3095.335W2 1.749 0.855 0.920 2207.248 3859.578 1887.197W3 1.550 0.250 1.550 3720.000 5766.000 930.000

WA1 0.586 2.369 1.887 1886.690 1106.439 4470.119WA2 1.450 1.789 2.614 2614.471 3790.984 4678.313WA3 1.550 1.209 0.284 283.796 439.884 343.249

S = 13710.109 16720.988 15404.213XR YR

CR = 1.220 1.124

XR = 1.220 m.YR = 1.124 m.

b/2 = 1.550 m.d = 0.056 m.XRE = 1.163 m.

ex = 0.387 m.

Eje de FR: 1.163 Como debe estar entre 1.033 y 2.067 => BIEN !!!

6.- DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE SEGURIDAD AL VOLTEO:

Momento de volteo (Mv) = E*Br2 + Sp*Br3W = 8925.15

XR = 1.220E = 2847.51

Brazo1 = 0.905

Sp = 3188.80Brazo2 = 0.75

Me = 10885.21 Kg-m.Mv = 4968.83 Kg-m.Cv = 2.191 BIEN !!! : No se produce Volteo

7.- DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE SEGURIDAD AL DESLIZAMIENTO:Cd = ((W-Sp)*f + q*b)/Ef = 0.65 (Coeficiente de fricción entre el suelo y la estructura)

q = 0.10*f´cf´c = 210 Kg/cm2. (del Azud)

q = 21 Kg/cm2. 210000 Kg/m2Cd = 229.931 OK !!! : No se produce Deslizamiento

8.- CALCULO DE LOS ESFUERZOS NORMALES DE COMPRESIÓN EN PRESA VACÍA:P = W*(1+6e/b)/(b*l)

l = 1 m. b = 3.10 m.W = 8925.15 Kg. ex = 0.31 m.

PMAX = 4593.50 Kg/m2. PMIN = 1164.66 Kg/m2.

9.- CALCULO DE ESFUERZOS NORMALES DE COMPRESION CON PRESA LLENA:P' = W'*(1+6e/b)/(b*l)

Wt = 13710.11 Kg. ex = 0.39 m.P'MAX = 7731.60 Kg/m2. P'MIN = 1113.63 Kg/m2.

CONCLUSION:Luego de haber verificado la estructura se puede indicar que es estable y ofrece la seguridad del caso, aún cuando se

le someta a trabajo bajo las condiciones más desfavorables; ósea que en el momento que se produce la máxima

W*Xgi

5.- DETERMINACION DE LA RESULTANTE DE LA MAGNITUD Y UBICACIÓN DE EXCENTRICIDAD PARA LAMAXIMA AVENIDA:

Porque: Cd > 50

Porque: 1.5 < Cv < 3

Cv = Me/MvMomento de estabilidad (Me) = W*XCG

XRE = d+XCG

4.- DETERMINACION DE LA RESULTANTE DEL PESO DE LA PRESA Y DEL AGUA CUANDO SE PRODUCE LAMAXIMA AVENIDA:

W*YgiParaCg

El eje de la fuerza resultante debe pasar por el tercio central de la base.

d = 0.05*YR

e = XR-b/2

AreasPesos

W

Wt

CG

XR

BR1

E

Sp

BR2

YR

XRE d

Wt

Fs

CR

FR

XR

ex

b

b/2

he1

H

H2

WA1

WA2

WA3

W1

W3

W2Wt

CR

YR

XR

- 109 -



PROYECTO: IRRIGACION SORAY - HUAMANPATAUBICACIÓN: RÍO BLANCO - SECTOR DE SORAY

DISEÑO XI.1. B. BOCATOMA MANATE SORAY

b1

e

B1

B2

e

b2

b3

0.10Bc1 0.10

A

B B

C a n a l d e

c a p a t c i

o n 2

Canal decapatcion 1

- 101 -



DIMENCIONEAMIENTO:* Altura fondo - ventana (m) o = 0.100 m* Ancho de ventana de captación (m) m = 0.400 m* Altura de ventana de captación (m) n = 0.150 m

* Coeficiente de descarga de ventana µ = 0.610

Qt = 0.060 m³/seg* Caudal entrante por la ventana Qe = 0.060 m³/seg

Q = 0.000 m³/seg

Qt = 0.100 m³/seg* Caudal entrante por la ventana Qe = 0.100 m³/seg

Q = 0.000 m³/seg

g = 9.810 m/sHo = 0.690 m

* Longitud B1 B1 = 2.000 m

* Longitud B2 B2 = 1.850 mBo = 3.850 m

* Longitud b1 b1 = 2.500 m* Longitud b2 b2 = 2.600* Longitud b3 b3 = 1.75* Longitud b4 b4 = 0.5 m

B = 3.850 m* Desnivel de entrada y salida (m) z = 0.200 m* Longitud L1 L1 = 2.500* Longitud L2 L2 = 2.600* Longitud L3 L3 = 1.200* Longitud L4 L4 = 0.700* Espesor e e = 0.15* Canal de captación 1:

Ancho de canal (Bc1) = 0.400 mAltura de canal (Hc1) = 0.200 mRugosidad 0.015 mPendiente 0.2 m/mTirante por iteración = 0.063 mTirante normal = 0.063 m

* Canal de captación 2:Caudaal de filtración = 0.010 m3/sAncho de canal (Bc2) = 0.400 mAltura de canal (Hc2) = 0.450 mRugosidad 0.015 mPendiente 0.005 m/mTirante por iteración = 0.047 mTirante normal = 0.047 m

* Aductor Soray antes de la captaciónAncho de canal (Bca) = 0.700 mAltura de canal (Hca) = 0.450 m

* Aductor Soray despues de la captaciónAncho de canal (Bca) = 0.800 mAltura de canal (Hca) = 0.450 m



* Caudal de rebose o vertedero (m³/seg)

* Caudal manante minimo (m³/seg)

* Caudal manante maximo (m³/seg)

* Caudal de rebose o vertedero (m³/seg)

* Aceleración de gravedad (m/seg²)* Altura del paramento (m)

Ho

1 .5 0

e

0 .1 50 .1 0

B ca

0 .1 0

L 4 e b c2 e

0 .2 5

0 .6 5

e m

on

z

L 2

COR TE A-A

Aductor Sor ay

h c2

- 102 -



PROYECTO: IRRIGACIÓN SORAY - HUAMANPATAUBICACIÓN: RIO UMANTAY



DISEÑO XI.1.C. BOCATOMA UMANTAY - TIPO PRESA DE DERIVACION

bes

e d

Les

0.20.25

Bo

m

0.2 5

0.1 5

B

H 3

Les

ed

m

D b

n

S%

s

z

Lta

Lta

B

H

e

L1L2

L c

hc2hc1

H 2

L c

( )

( )

dvelocidada Si 3/2Hv3/2

HvH110

NH1BCQ

acerc de dvelocidada Si 3/2

HvH110

NH1BCQ


0.6Cd n/2)sHo(H1g2nmCdQe


-+´-´=

+´-´=

=--+´´´´´=

÷ ø öç

è æ ÷

ø öç

è æ

÷ ø

öçè

æ

- 101 -




g = 9.806m = 0.200s = 0.200n = 0.150

Ho = 0.750Cd = 0.610H1 = 0.0000H1 = 0.0000


* Altura de ventana de captación (m)

Q = Qmin - Qcap

Valores de tanteo


Como Qe ~ Qcap ademas Qe > Qcap, las dimenciones estan BIEN!Nota:


* Tantear dimensiones de ventana, asta que el resul tado del caudal entrante sea igual al caudal de captación(Qe=Qcap) y en caso de ser mayor que sea similar (QiQcap), en ningun momento debe de ser menor (Qe<Qcap) nimuy mayor (Qe>>Qcap)

Valores iterados



CAUDALES MÍNIMOS


Valor para iterar (m)* Altura de carga aguas arriba (m)



H o

e

b 1 b 2

b 3

H

Bo

(Ho(B2g

2Q

Hv Ho)(H1B

Q Vo,

g2

2Vo Hv

acercamien de velociadad la a debido carga de AlturaHv

J.L.(según 2.2 cimaceo perfil gasto de eCoeficientC

´´=Þ

+´=

´=

=

==

*

1/2H2)(g


1/2

2

H2

4

2H2

g

H22V22H3

H3deCalculo *

H2

qV2

Ht

3H2

4/3H1

Ho)2

q2

(n

g2

2q

H2


HoHt 3

H24/3

H1

Ho)2

q2

(nc2H2Htg2

2q

y V2H2deCalculo *

Vc

qH

1/2

)2

H(H1g2Vc

VcHq

y V(HCreager del inicio en velocidadyaguadealturadeCalculo *

B

Qq


(Ho(Bg2

2Q

2/3

2H1))(Ho(Bg2

2Q

)10

NH1(BC

QH1

1 Vo; 2

H1))(Ho(Bg2

2Q

2/3

)

10

NH1(BC

QH1

cálcul su para despejandoyH1 incógnita valor como Teniendo *

´

=

-+´´=

=

+´´

+´

=

+=-´´

-´´´=

=Þ

-´´=

´=

=

´´´-

+´´´

-

-´

=

<+´´´

-

-´

=

÷÷

ø

ö

çç

è

æ

÷÷

ø

ö

çç

è

æ

÷ ø

öçè

æ

÷÷÷

ø

ö

ççç

è

æ

÷÷÷

ø

ö

ççç

è

æ

- 102 -




s = 0.200n = 0.150

Ho = 0.750Cd = 0.610



B = 3.850b1 = 3.500b2 = 0.300b3 = 0.200C = 2.200z = 0.200

* Longitud horizontal Creager (m) = Lc = 2.60

H1 = 2.3460H1 = 2.3460

* Velocidad de acercamiento (m/seg) Vo = 2.757

* Altura de velocidad (m) Hv = 0.3876


* Coef. de rugosidad de la mampostería. nc = 0.012* Gasto por metro llineal (m³/seg/m) q = 8.536* Carga sobre la cresta (m) H = 1.5340

Valor de iteración (m) H = 1.5340* Veloc. en cresta (m/seg) Vc = 5.565* Carga sobre la cresta (m) H2 = 1.4005

Valor de iteración (m) H2 = 1.4005* Velocidad conjugada (m/seg) V2 = 6.095* Tirante pie del azud (m) H3 = 2.632* Número de Froud (F) F = 1.645


Lta = 6.489Cs = 5.00Lta = 6.156Lta = 14.005

Como F<4 =>Lta asumido = 6.3


Qa = 33.000

Yr = 0.952995Valor para iterar Yr = 0.952995

Zf = 0.000* Si existe sobre excavación: Lta = 4.765

6.30 m

ENROCADO DE PROTECCIÓN O ESCOLLERACb = 4Db = 0.00

Les = -6.37

Por consiguiente: Db = 0.15Les = 1.00bes = 0.50



\ Lta asumido =


* Posibilidad de Sobre excavación (m)

Valores iterados


* Longitud escollera (m): Les = 0,67*Cb*Db*q - Lz


Solo por pend. río



>= 1 , Uti li zamos la ecuac ión 2 (E2)

para iterar y calcular H1



* Longitud b3 = (m)* Coeficiente de descarga

* Schokolistsch (m)








LONGITUD DE TANQUE AMORTIGUADOR (Lta)

Sin sobre excavaciónCalculado juntamente que elperfil del creager

Valores iterados

resuelto con Lz según lo impone la condición F>4.


Valores iterados

* Becerril (m)* Linquist (m)

Lz = 5*Yr+Zf





tanto una reducción de Lz se dará según igual a: 5*Yr + Zf; caso contrario el problema seráSe utilizará el siguiente, si se ha decidido por una poza tranquilizadora en la condición de F>4, por



Valores iterados

H35Lta :4 FSi

H210Lta :Becerril

H2)(H35Lta :Lindquist

concreto. tegeneralmen o,tratamient suy



´=³

´=

-´=

=

++´´=

- 103 -



CALCULO DEL PERFIL DEL CREAGER:

Ingresar Const. K, n, øiø1= 0.214

ø2= 0.115

ø3= 0.220

ø4= 0.480K = 2n = 1.85

Resultados:a = 0.502 mb = 0.270 mr = 0.516 m

R = 1.126 mc1 = 0.127 m

Xu Calculado para un Y = Ho + z: c2 = 0.160 mY = Ho + z = 0.950

X = Xu = 2.093

Y (m) X (m)0 0.000

0.043 0.3940.086 0.5730.130 0.7130.173 0.8330.216 0.9400.259 1.0370.302 1.1270.345 1.2120.389 1.2910.432 1.3670.475 1.4390.518 1.5080.561 1.5750.605 1.6400.648 1.7020.691 1.7620.734 1.8210.777 1.8780.820 1.9340.864 1.9880.907 2.0410.950 2.093

CALCULO DEL RADIO DEL TRAMPOLIN (R2)

F = 1.64 < 2.5, R2 = 0c = 0

R2 = 0.00 md = 0.000 me = 0.000 m

=> Lc = 2.600 m

Para calcular los valores de c1 y c2 se dibujateniendo a, b, r, R1

Para calcular el valor de (d) y (e) sedibuja teniendo R2

Tabulando valores de X y Y

0

0.25

0.5

0.75

1

0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 2.25

V A L O R E S D E Y

VALORES DE X

PERFIL CREAGER

tde obtiene se que aladimencion eCoeficientC

C

g2VH2

R2

2.5 F Para

2

=

=

´+

>

==

´=

<

salpreviaetapa,uniformese bastante régimen 2.5,y1.7entreF -

ondulaci,subcríticoelquemenorpocounrégimen 1.7,y1entreF -

0R2 ,hidráulico salto forma se noycrítico regimen 1,F -

H1g

V2F

2.5 Froude de Nº Para

a

b X

Y

R1

r

a = ø1*H1

b = ø2*H1

r = ø3*H1

R = ø4*H1

Xn = K*H1n - 1* Y

Y = Xn /(K*H1n-1)

Para perfil de un

cimaceo tipo

Creager K=2,

n=1.85, según

Scimeni:Y=2*X1.85 /H10.85

c2

R2d

Ho+z

Lc=a+Xu+e

Xu e

c1

- 104 -





* Spi: Subpresión por m2 en el punto de calculo = (Dh + Hi' - Dh / Lf * Lxi) * ga (Kg/m2)- Peso esp. del material del solado gc = 2400 Kg/m3- Peso especifico del agua ga = 1000 Kg/m3- Dh = Desnivel de agua entre H1 y H3 Dh = 0.46 m- Lf Longitud de filtración (Lf = C*Dh) Lf = 2.32 m

- Lxi = Longitud de filtración asta el punto = Lhi/3 + LviLhi = Longitud horizontal con relación al primer punto.Lvi = Longitud de recorrido vertical.



Ho = 0.750 m Dimensiones para tantear:

H1 = 2.3460 m e(supuesto)= 0.20 mH = 1.5340 m hd = 0.50 m

H2 = 1.4005 m ed = 0.20 mH3 = 2.63 m L1 = 0.20 m

z = 0.20 m L2 = 0.25 mLta= 6.30 m L3 = 0.20 mLc = 2.60 m hc1= 0.70 mLl = 3.00 m Solado hc2= 0.30 m



Espesorcalcul.

(ei calc.)


cal. <=ei)1 3.13 0.00 0.70 0.70 3456.00 0.20 <=e1=e+hd=0.7 Bien!

2 3.13 0.20 0.70 0.77 3442.67 0.20 <=e2=e+hd=0.7 Bien!

3 2.63 0.20 1.20 1.27 2842.67 -0.14 <=e3=e=0.2 Bien!

4 2.63 3.00 1.20 2.20 2656.00 0.21 >e4=e=0.2 Mal!

5 3.33 3.20 1.90 2.97 3202.67 0.51 <=e5=e+hc1=2.1 Bien!

6 3.33 3.45 1.90 3.05 3186.00 0.50 <=e6=e+hc1=2.1 Bien!

7 3.13 3.45 2.10 3.25 2946.00 0.37 <=e7=e+hc2=0.5 Bien!

8 3.13 6.00 2.10 4.10 2776.00 0.08 <=e8=e+hc2=0.5 Bien!

9 2.83 6.00 2.40 4.40 2416.00 -0.12 <=e9=e=0.2 Bien!

10 2.83 11.90 2.40 6.37 2022.67 -0.34 <=e10=e=0.2 Bien!



Dentellón


3456.003442.67

2842.672656.00

3202.673186.002946.00 2776.00

2416.00

2022.67

SUBPRESIONES(Kg/m2)

tanteo)(ei

cγ

aγ*HiSpi*3

4)(calculadoei


cγ

aγ*HiSpiei


£-=\

==

-=Þ

+=

÷÷ ø öçç

è æ

m 15.0

param/seg, 15.2 de mayores no llegada de adesvelocid

establ salto deroun verda forma se más, a 4.5 de F -

ón.transicideregimenuny

c eprop amen sa ounorma se no . ,y. en re -

- 105 -





Xgi Ygi1 0.537 0.959 0.986 0.530 0.9452 1.583 0.806 0.699 1.107 0.5633 1.400 0.250 1.400 1.960 0.350

S = 3.085 3.597 1.858

X Y0.933 0.4721.166 0.6021.866 0.944




l = 1.00 m

Volumen para 1 m V = 3.085 m3Peso por 1 m W = 7403.67 Kg

Centro de gravedadPrimer tercio

Segundo tercio

SecciónCg

Ai Ai*Xgi Ai*Ygi

-0.40

-0.20

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

-1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00


1.42

1.07

0.50

2.80

(1.166 , 0.602)

-0.50

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

-0.50 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00



1

2

3

YCGW

CG

l = 1

XCG

b

he1





* Momento: Mo = 0

W*d - Fs*YCG = 0* Fuerza de sismo. Fs = m*a


m = W / g=> Fs = 0.05*W

W*d = 0.05W*YCG

\ d = 0.05*YCG

Fs = 370.18 Kg/md = 0.030 m





he1 = 1.42 Altura 1 de estructura equivalentehe2 = 0.50 Altura 2 de estructura equivalente

b = 2.80 m. Base de estructura equivalenteH = 1.53 m. Altura de agua sobre el creagerHo= 0.75 Altura de paramento.

H2 = 1.40 m. Altura de agua al final del creagerH3 = 2.63 Altura de agua final en el tanque amortiguador

e= 0.20 m. Espesor de solado y tanque amortiguador.h1 = 2.28 m. = Ho + Hh2 = 0.25 m. Altura de sedimentos

h3 = 0.50 m. Altura del suelo.



E2 = 1420.06 Kg

LA = 0.97 m.



g´ = 500 Kg/m3.E3 = 15.63 KgLA = 0.78 m.




YCG

d

W

Fs

CG

FR

XCG

ex

b

XRE

h3

b

e

h1

h2

E2

E3

E4

E5

E''

E'''

he1

he2

Estructura

EquivalenteSolado

- 107 -




0.500 =hc2+zAproximado

g" = 800 Kg/m3.E4 = 100.00 KgLA = 0.17 m.


W = 7403.669 KgE5 = 370.183 KgLA = 0.602 m.





gc = 2400 Kg/m3e = 0.20 m

Ltc= 6.30 mWt = 3024.00 Kg


H2 = 1.40 m.H3 = 2.63 m.



E´ = 1411.23 KgLA = 1.04 m.


E" = 980.76 KgLA = 0.97 m.

E'''' = (1/2)*gs*(hc2)^2 * lgs = 0.8*ga

hc2 = 0.25 m.gs = 800 Kg/m3.

E'''' = 25.00 Kg

LA = 0.08 m.

Ec = E'+E''+E'''+E'Ec = 2416.99 KgLA = 1.00 m.


Ec -2416.99 1.00 -2423.50SE = 2097.09 SE*Y = 1682.70





E´ = f*WTA


E5 = (1/2)*g"*h3^2 * lAltura del suelo h3 =Peso especifico del suelo : g" = 0.8 * ga

- 108 -



PROYECTO: IRRIGACIÓN SORAY - HUAMANPATAUBICACIÓN: RIO ÑAÑOHUAYCCO



DISEÑO XI.1.D. BOCATOMA ÑAÑOHUAYCCO - TIPO PRESA DE DERIVACION

bes

e d

Les

0.20.25

Bo

m

0.2 5

0.1 5

B

H 3

Les

ed

m

D b

n

S%

s

z

Lta

Lta

B

H

e

L1L2

L c

hc2hc1

H 2

L c

( )

( )

dvelocidada Si 3/2Hv-3/2

HvH110

NH1BCQ

acerc de dvelocidada Si 3/2

HvH110

NH1BCQ


0.6Cd n/2)sHo(H1g2nmCdQe


+´-´=

+´-´=

=--+´´´´´=

÷ ø öç

è æ ÷

ø

öçè

æ

÷ ø

öçè

æ

- 101 -




g = 9.806m = 0.200s = 0.500n = 0.100

Ho = 0.700Cd = 0.610H1 = 0.0000H1 = 0.0000









CAUDALES MÍNIMOS

Como Qe ~ Qcap ademas Qe > Qcap, las dimenciones estan BIEN!


* Tantear dimensiones de ventana, asta que el resul tado del caudal entrante sea igual al caudal de captación(Qe=Qcap) y en caso de ser mayor que sea similar (QiQcap), en ningun momento debe de ser menor (Qe<Qcap) nimuy mayor (Qe>>Qcap)

Valores iterados

Nota:

Q = Qmin - Qcap

Valores de tanteo


H o

e

b 1 b 2

b 3

H

Bo

(Ho(B2g

2Q

Hv Ho)(H1B

Q Vo,

g2

2Vo Hv

acercamien de velociadad la a debido carga de AlturaHv

J.L.(según 2.2 cimaceo perfil gasto de eCoeficientC

´´=Þ

+´=

´=

=

==

Lta oramorti uad tan ue de lon itud de Calculo *

1/2H2)(g


1/2

2

H2

4

2H2

g

H22V22H3

H3deCalculo *

H2

qV2

Ht

3H2

4/3H1

Ho)2

q2

(n

g2

2q

H2


HoHt 3

H24/3

H1

Ho)2

q2

(nc2H2Htg2

2q

y V2H2deCalculo *

Vc

qH

1/2

)2

H(H1g2Vc

VcHq

y V(HCreager del inicio en velocidadyaguadealturadeCalculo *

B

Qq


(Ho(Bg2

2Q

2/3

2H1))(Ho(Bg2

2Q

)10

NH1(BC

QH1

1 Vo; 2

H1))(Ho(Bg2

2Q

2/3

)10

NH1(BC

QH1

cálculo su para despejandoyH1 incógnita valor como Teniendo *

´

=

-+´´=

=

+´´

+´

=

+=-´´

-´´´=

=Þ

-´´=

´=

=

´´´-

+´´´

-

-´

=

<+´´´

-

-´

=

÷÷

ø

ö

çç

è

æ

÷÷

ø

ö

çç

è

æ

÷ ø

öçè

æ

÷÷÷

ø

ö

ççç

è

æ

÷÷÷

ø

ö

ççç

è

æ

- 102 -




s = 0.500n = 0.100

Ho = 0.700Cd = 0.610



B = 3.350b1 = 3.000b2 = 0.300b3 = 0.200C = 2.200z = 0.150

* Longitud horizontal Creager (m) = Lc = 1.80

H1 = 1.3481H1 = 1.3481

* Velocidad de acercamiento (m/seg) Vo = 1.739

* Altura de velocidad (m) Hv = 0.1543


* Coef. de rugosidad de la mampostería. nc = 0.012* Gasto por metro llineal (m³/seg/m) q = 3.562* Carga sobre la cresta (m) H = 0.8336

Valor de iteración (m) H = 0.8336* Veloc. en cresta (m/seg) Vc = 4.274* Carga sobre la cresta (m) H2 = 0.6462

Valor de iteración (m) H2 = 0.6462* Velocidad conjugada (m/seg) V2 = 5.513* Tirante pie del azud (m) H3 = 1.704* Número de Froud (F) F = 2.190


Lta = 5.023Cs = 5.00Lta = 5.291Lta = 6.462

Como F<4 =>Lta asumido = 5.2


Qa = 12.000

Yr = 0.413636Valor para iterar Yr = 0.413636

Zf = 0.000* Si existe sobre excavación: Lta = 2.068

5.20 m

ENROCADO DE PROTECCIÓN O ESCOLLERACb = 4Db = 0.44

Les = -1.03

Por consiguiente: Db = 0.15Les = 1.00bes = 0.50


* Longitud escollera (m):

Valores iterados

\ Lta asumido =


Lz = 5*Yr+Zf


Les = 0,67*Cb*Db*q - Lz


Calculado juntamente que elperfil del creager

Valores iterados

>= 1 , Uti li zamos la ecuac ión 2 (E2)

para iterar y calcular H1


Se utilizará el siguiente, si se ha decidido por una poza tranquilizadora en la condición de F>4, portanto una reducción de Lz se dará según igual a: 5*Yr + Zf; caso contrario el problema será



Valores iterados

* Becerril (m)


Valores iterados




* Linquist (m)

LONGITUD DE TANQUE AMORTIGUADOR (Lta)* Schokolistsch (m)



* Longitud b3 = (m)* Coeficiente de descarga




Sin sobre excavación


resuelto con Lz según lo impone la condición F>4.




Solo por pend. río* Posibilidad de Sobre excavación (m)

* Altura del paramento (m)* Altura de ventana de captación (m)



H35Lta :4 FSi

H210Lta :Becerril

H2)(H35Lta :Lindquist concreto. tegeneralmen o,tratamient suy



´=³

´=

-´=

=

++´´=

- 103 -



CALCULO DEL PERFIL DEL CREAGER:

Ingresar Const. K, n, øiø1= 0.214

ø2= 0.115

ø3= 0.220

ø4= 0.480K = 2n = 1.85

Resultados:a = 0.288 mb = 0.155 mr = 0.297 m

R = 0.647 mc1 = 0.073 m

Xu Calculado para un Y = Ho + z: c2 = 0.091 mY = Ho + z = 0.850

X = Xu = 1.528

Y (m) X (m)0 0.000

0.039 0.2870.077 0.4180.116 0.5210.155 0.6080.193 0.6860.232 0.7570.270 0.8230.309 0.8840.348 0.9430.386 0.9980.425 1.0510.464 1.1010.502 1.1500.541 1.1970.580 1.2420.618 1.2870.657 1.3290.695 1.3710.734 1.4120.773 1.4510.811 1.4900.850 1.528

CALCULO DEL RADIO DEL TRAMPOLIN (R2)

F = 2.19 < 2.5, R2 = 0c = 0

R2 = 0.00 md = 0.000 me = 0.000 m

=> Lc = 1.800 m

Tabulando valores de X y Y

Para calcular los valores de c1 y c2 se dibujateniendo a, b, r, R1

Para calcular el valor de (d) y (e) sedibuja teniendo R2

0

0.25

0.5

0.75

1

0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75

V A L O R E S D E Y

VALORES DE X

PERFIL CREAGER

tde obtiene se que aladimencion eCoeficientC

C

g2VH2

R2

2.5 F Para

2

=

=

´+

>

==

´=

<

salpreviaetapa,uniformese bastante régimen 2.5,y1.7entreF -

ondulaci,subcríticoelquemenorpocounrégimen 1.7,y1entreF -

0R2 ,hidráulico salto forma se noycrítico regimen 1,F -

H1g

V2F

2.5 Froude de Nº Para

a

b X

Y

R1

r

a = ø1*H1

b = ø2*H1

r = ø3*H1

R = ø4*H1

Xn = K*H1n - 1* Y

Y = Xn /(K*H1n-1)

Para perfil de un

cimaceo tipo

Creager K=2,

n=1.85, según

Scimeni:Y=2*X1.85 /H10.85

c2

R2d

Ho+z

Lc=a+Xu+e

Xu e

c1

- 104 -





* Spi: Subpresión por m2 en el punto de calculo = (Dh + Hi' - Dh / Lf * Lxi) * ga (Kg/m2)- Peso esp. del material del solado gc = 2400 Kg/m3- Peso especifico del agua ga = 1000 Kg/m3- Dh = Desnivel de agua entre H1 y H3 Dh = 0.34 m- Lf Longitud de filtración (Lf = C*Dh) Lf = 1.72 m

- Lxi = Longitud de filtración asta el punto = Lhi/3 + LviLhi = Longitud horizontal con relación al primer punto.Lvi = Longitud de recorrido vertical.



Ho = 0.700 m Dimensiones para tantear:

H1 = 1.3481 m e(supuesto)= 0.20 mH = 0.8336 m hd = 0.40 m

H2 = 0.6462 m ed = 0.20 mH3 = 1.70 m L1 = 0.20 m

z = 0.15 m L2 = 0.25 mLta= 5.20 m L3 = 0.20 mLc = 1.80 m hc1= 0.60 mLl = 2.00 m Solado hc2= 0.20 m



Espesorcalcul.

(ei calc.)


cal. <=ei)1 2.15 0.00 0.60 0.60 2378.10 0.18 <=e1=e+hd=0.6 Bien!

2 2.15 0.20 0.60 0.67 2364.77 0.18 <=e2=e+hd=0.6 Bien!

3 1.75 0.20 1.00 1.07 1884.77 -0.09 <=e3=e=0.2 Bien!

4 1.75 2.00 1.00 1.67 1764.77 0.13 <=e4=e=0.2 Bien!

5 2.35 2.20 1.60 2.33 2231.44 0.39 <=e5=e+hc1=1.8 Bien!

6 2.35 2.45 1.60 2.42 2214.77 0.38 <=e6=e+hc1=1.8 Bien!

7 2.10 2.45 1.85 2.67 1914.77 0.21 <=e7=e+hc2=0.4 Bien!

8 2.10 4.20 1.85 3.25 1798.10 0.05 <=e8=e+hc2=0.4 Bien!

9 1.90 4.20 2.05 3.45 1558.10 -0.08 <=e9=e=0.2 Bien!

10 1.90 9.00 2.05 5.05 1238.10 -0.26 <=e10=e=0.2 Bien!



Dentellón


2378.102364.77

1884.771764.77

2231.442214.77

1914.77 1798.10

1558.10

1238.10SUBPRESIONES

(Kg/m2)

tanteo)(ei

cγ

aγ*HiSpi*3

4)(calculadoei


cγ

aγ*HiSpiei


£-=\

==

-=Þ

+=

÷÷ ø öçç

è æ

m 15.0

param/seg, 15.2 de mayores no llegada de adesvelocid

establ salto deroun verda forma se más, a 4.5 de F -

ón.transicideregimenuny

c eprop amen sa ounorma se no . ,y. en re -

- 105 -





Xgi Ygi1 0.353 0.816 0.588 0.208 0.4802 1.071 0.677 0.455 0.487 0.3083 1.000 0.200 0.800 0.800 0.160

S = 1.843 1.495 0.948

X Y0.667 0.4110.811 0.5141.334 0.822




l = 1.00 m

Volumen para 1 m V = 1.843 m3Peso por 1 m W = 4422.56 Kg

Primer tercio

CgAi Ai*Xgi Ai*Ygi

Segundo tercio

Sección

Centro de gravedad

-0.40

-0.20

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

-1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00


1.23

0.71

0.40

2.00

(0.811 , 0.514)

-0.50

-0.30

-0.10

0.10

0.30

0.50

0.70

0.90

1.10

1.30

1.50

-0.50 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50



1

2

3

YCGW

CG

l = 1

XCG

b

he1





* Momento: Mo = 0

W*d - Fs*YCG = 0* Fuerza de sismo. Fs = m*a


m = W / g=> Fs = 0.05*W

W*d = 0.05W*YCG

\ d = 0.05*YCG

Fs = 221.13 Kg/md = 0.026 m





he1 = 1.23 Altura 1 de estructura equivalentehe2 = 0.40 Altura 2 de estructura equivalente

b = 2.00 m. Base de estructura equivalenteH = 0.83 m. Altura de agua sobre el creagerHo= 0.70 Altura de paramento.

H2 = 0.65 m. Altura de agua al final del creagerH3 = 1.70 Altura de agua final en el tanque amortiguador

e= 0.20 m. Espesor de solado y tanque amortiguador.h1 = 1.53 m. = Ho + Hh2 = 0.25 m. Altura de sedimentos

h3 = 0.35 m. Altura del suelo.



E2 = 640.22 Kg

LA = 0.65 m.



g´ = 500 Kg/m3.E3 = 15.63 KgLA = 0.63 m.




YCG

d

W

Fs

CG

FR

XCG

ex

b

XRE

h3

b

e

h1

h2

E2

E3

E4

E5

E''

E'''

he1

he2

Estructura

EquivalenteSolado

- 107 -




0.350 =hc2+zAproximado

g" = 800 Kg/m3.E4 = 49.00 KgLA = 0.12 m.


W = 4422.558 KgE5 = 221.128 KgLA = 0.514 m.





gc = 2400 Kg/m3e = 0.20 m

Ltc= 5.20 mWt = 2496.00 Kg


H2 = 0.65 m.H3 = 1.70 m.



E´ = 1027.94 KgLA = 0.70 m.


E" = 208.76 KgLA = 0.62 m.

E'''' = (1/2)*gs*(hc2)^2 * lgs = 0.8*ga

hc2 = 0.25 m.gs = 800 Kg/m3.

E'''' = 25.00 Kg

LA = 0.08 m.

Ec = E'+E''+E'''+E''''Ec = 1261.70 KgLA = 0.67 m.


Ec -1261.70 0.67 -851.58SE = 840.17 SE*Y = 615.58


Altura del suelo h3 =


E´ = f*WTA



E4 = (1/2)*g"*h3^2 * l

Peso especifico del suelo : g" = 0.8 * ga


- 108 -



Xgi YgiW1 0.353 0.816 0.588 1410.877 498.441 1151.276W2 1.071 0.677 0.455 1091.682 1169.241 739.432W3 1.000 0.200 0.800 1920.000 1920.000 384.000

WA1 0.353 1.649 0.589 588.964 208.072 971.070WA2 0.900 1.186 0.809 808.977 728.080 959.387WA3 1.000 0.723 0.129 129.230 129.230 93.443

S = 5949.730 4653.063 4298.608XR YR

CR = 0.782 0.722

XR = 0.782 m.YR = 0.722 m.b/2 = 1.000 m.

d = 0.036 m.XRE = 0.746 m.ex = 0.254 m.

Eje de FR: 0.746 Como debe estar entre 0.667 y 1.334 => BIEN !!!

6.- DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE SEGURIDAD AL VOLTEO:

Momento de volteo (Mv) = E*Br2 + Sp*Br3W = 4422.56

XR = 0.782E = 840.17

Brazo1 = 0.733Sp = 1914.77

Brazo2 = 0.75Me = 3458.72 Kg-m.Mv = 2051.66 Kg-m.Cv = 1.686 BIEN !!! : No se produce Volteo

7.- DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE SEGURIDAD AL DESLIZAMIENTO:Cd = ((W-Sp)*f + q*b)/Ef = 0.65 (Coeficiente de fricción entre el suelo y la estructura)

q = 0.10*f´cf´c = 210 Kg/cm2. (del Azud)

q = 21 Kg/cm2. 210000 Kg/m2Cd = 501.838 OK !!! : No se produce Deslizamiento

8.- CALCULO DE LOS ESFUERZOS NORMALES DE COMPRESIÓN EN PRESA VACÍA:P = W*(1+6e/b)/(b*l)

l = 1 m. b = 2.00 m.W = 4422.56 Kg. ex = 0.21 m.

PMAX = 3634.20 Kg/m2. PMIN = 788.36 Kg/m2.

9.- CALCULO DE ESFUERZOS NORMALES DE COMPRESION CON PRESA LLENA:P' = W'*(1+6e/b)/(b*l)

W' = 5949.73 Kg. ex = 0.25 m.P'MAX = 5242.26 Kg/m2. P'MIN = 707.47 Kg/m2.

CONCLUSION:Luego de haber verificado la estructura se puede indicar que es estable y ofrece la seguridad del caso, aún cuando sele someta a trabajo bajo las condiciones más desfavorables; ósea que en el momento que se produce la máxima

5.- DETERMINACION DE LA RESULTANTE DE LA MAGNITUD Y UBICACIÓN DE EXCENTRICIDAD PARA LAMAXIMA AVENIDA:

Porque: Cd > 50

Porque: 1.5 < Cv < 3

Cv = Me/MvMomento de estabilidad (Me) = W*XCG

XRE = d+XCG

El eje de la fuerza resultante debe pasar por el tercio central de la base.

d = 0.05*YR

e = XR-b/2

4.- DETERMINACION DE LA RESULTANTE DEL PESO DE LA PRESA Y DEL AGUA CUANDO SE PRODUCE LAMAXIMA AVENIDA:

W*YgiParaCg Pesos

WW*XgiAreas

Wt

CG

XR

BR1

E

Sp

BR2

YR

XRE d

Wt

Fs

CR

FR

XR

ex

b

b/2

he1

H

WA1

WA2

W1

W3

W2Wt

CR

YR

XR

477-505diseño de bocatomas

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