diseÑo de reservorio rectangular

EXPEDIENTE TECNICO INFRAESTRUCTURA

GOBIERNO REGIONAL DE APURIMAC

CALCULO DE VOLUMEN DE AGUA

Caudal de Servicio (Qs): 6.00 ltr/sCaudal de Demanda (Qd): 5.80 ltr/sTiempo de riego (Tr): 15.00 hrVolumen de Reservorio (Vr): 313.20 m3

Tipo de Acabado en Esquinas de Reservorio: RectangularAltura de Reservorio (H): 2.85 mInclinacion del Talud (Z): 0Relacion Largo/Ancho (n): 1.2Bordo Libre (B.L) 0.20 mAltura deAgua (h = H - B.L): 2.65 mLongitud de Reservorio (L): 11.95 mAncho de Reservorio (B): 9.95 mLongitud de Fondo de Reservorio (l): 11.95 mAncho de Fondo de Reservorio (b): 9.95 mVolumen de Reservorio Neto (Vrn) 315.09 m3

Como Vn (315.0916) ≥ Valmacenar (313.2), BIEN !!!315.09 m3 ü

Tiempo de llenado (T = Qs / Vrn) 14.59 hrTiempo Restante (To = 24 - Tr) 9.00 hr

T > 9 hr …….MAL !!!.: La base menor del reservorio será de 9.95 x 11.95 m y la base mayor de 9.95 x 11.95 m, con una altura de 2.85 m

L11.95

BL 11.95 0.2011.95

H 12.65

h Z

11.95l Z = 0

SECCION LONGITUDINAL

B9.95

#REF! 0.209.95

12.65

Z

9.95b Z = 0

1.- DIMENSIONAMIENTO

Comprobando el Volumen del Reservorio Vr= A1 + A2 +(A1*A2) ^ 0.5

2. TIEMPO DE LLENADO

3. DIMENSIONAMIENTO.



SECCION TRANSVERSAL

EXPEDIENTE TECNICO


DISEÑO DE RESERVORIO ARMADO

Volumen de Reservorio (Vr):Longitud Total de Reservorio (Lrev):Ancho Total de Reservorio (Brev):Longitud de Reservorio (L):Ancho de Reservorio (B):Longitud de Base de Reservorio (l):Ancho de Base de Reservorio (b):Altura de Reservorio (H):Bordo Libre (B.L)Altura de Agua (ha = H - B.L):Volumen de Reservorio Neto (Vrn)Peso Especifico del concreto :Peso Especifico del Agua :Resistencia de Concreto (f'c):Fluencia del Acero (fy) :

2.65 m0.20 m0.05 m0.15 m

» Empuje del Agua: 3511.25 Kg

» Resistencia del Concreto a Cortante:Vc = Ø 0.53 · b · d √f'c 9792.55 Kg

» Momento en Muro:3101.6042 Kg-m

Mu = 1.7 M 4032.0854 Kg-m

» Refuerzo Minimo:ρmin = 0 .7 √f'c / fy 0.00242ρmin = 14 / fy 0.00333

As min = 0.00242 b · d 1.93 cm2

» Refuerzo en Muro:

1. DATOS DEL RESERVORIO:

Capacidad de Carga del Suelo (sadm):

2. MURO INCLINADO

la =t =r =d =

Ea = ga ha la / 2

M = Ea * ha / 3

b B

l

L

borde

Breve

Lrev

a

Zb

halaEa

0.92 cmAs = Mu / Ø · fy ( d - a / 2) 10.88 cm2a = As · fy / ( 0.85 f'c · b ) 2.56 cm

USAR As: 10.88 cm2

Ø = 3/8 '' @ 5 cm

2.65 m0.20 m0.05 m0.15 m

» Peso del Agua: 315.09 Tn» Peso Propio de la losa: 57.07 Tn» Presión total sobre la losa: 3.13 Tn/m2

0.31 Kg/cm21.80 Kg/cm2

» Peso de los Muros del Reservorio:1.27 Tn/m0.11 Tn/m2

» Empuje del Agua: 636.00 Tn

» Resistencia del Concreto a Cortante:Vc = Ø 0.53 · b · d √f'c 9792.55 Kg

» Momento en Muro:90822.39 Kg-m

Mu = 1.7 M 90822.39 Kg-m

» Refuerzo Minimo:ρmin = 0 .7 √f'c / fy 0.00242ρmin = 14 / fy 0.00333

As min = 0.00242 b · d 1.93 cm2

» Refuerzo en Muro:

8.59 cmAs = Mu / Ø · fy ( d - a / 2) 224.45 cm2a = As · fy / ( 0.85 f'c · b ) 52.81 cm

USAR As: 224.45 cm2

a(asum) =

3. LOSA FONDO

la =t =r =d =

Wa = ga VrnWl = gc d Abase

s = (Wa + wl ) / A2

s =sadm =

Wa = gc d lasa = Wa / Abase

Va = sa L / 2

M = sa L^2 / 2

a(asum) =

halaEa

Ø = 3/8 '' @ 0 cm

INFRAESTRUCTURA



313.2 m3Longitud Total de Reservorio (Lrev): 11.95 m

9.95 m11.95 m

9.95 mLongitud de Base de Reservorio (l): 11.95 m

9.95 m2.85 m0.20 m2.65 m

315.09163 m32400.00 Kg/m31000.00 Kg/m3

175.00 Kg/cm24200.00 Kg/cm2

1.80 Kg/cm2

ü R.N.E.

R.N.E.A.C.I

Capacidad de Carga del Suelo (sadm):

ü

The Design of Water-Retaining

ü R.N.E.

R.N.E.A.C.I

Structures…Westbrook

1/4 '' 3/8 '' 1/2 '' 5/8 '' 3/4 ''1 ''

1 1/4 ''1 3/8 ''1 5/8 ''




Longitud de Reservorio (L): L1 5.20 mAncho de Reservorio (B): L2 5.00 mAltura de Reservorio (H): 6.50 mBordo Libre (B.L) 0.30 mAltura de Agua (h = H - B.L - l): 5.95 m

» Peralte asumido de la losa de fondo ( l ) : 0.25 m» Columna de agua sobre la losa: 5.95 m» Carga hidrostática sobre la losa: 0.60 Kg/cm2» Peso propio de la losa: 0.60 Kg/cm2» Presión total sobre la losa: 1.19 Kg/cm2

As min = 3.24 cm2 As min = 0.0018 * 100 * d

3/8 '' @ 22 cm

Los muros serán diseñados como muro en voladizo, de concreto armado, con las siguientes características geométricas:

- Pre dimensionamiento:

De acuerdo a recomendaciones:

1.- El ancho t1 será de 0.25 m

2.- La altura hz sea igual al ancho t2 mas 5 cm.

- Fuerzas que actúan en el muro:1.- Empuje Activo:

Donde:Y = profundidad a la que se desea conocer el empujeg = peso específico del material.

Ka = coeficiente de empuje activo, que se calcula como:

2.- Empuje pasivo:

Kp = coeficiente de empuje pasivo, que se calcula como:

3.- Fuerza de friccion: Fuerza horizontal resistende al desplazamiento.

f = coeficiente de fricción entresuelo y estructura, en este caso 0.5.

4.- Presiones sobre el terreno q1 y q2 se calculan como:

Pv = componente vertical de las fuerzas actuantes

1. FUNCIONAMIENTO HIDRAULICO:

2. PERALTE DE LA LOSA

.: Presión muy baja, por lo que no es necesario incrementar el peralte.

3. MUROS DEL RESERVORIO

.: para taludes de terreno horizontales.

.: para taludes de terreno horizontales.

=B.L

=H

=hz

=L

=h

)2/º45(2 tanKa

2***2/1 YKE aa g

2***2/1 YKE pp g

)º45(2 tanK p

B

e

B

PWq v *6

1*

hBfF mf *** 1g



Datos de DiseñoPeso del concreto = 2400 Kg/m2Fluencia del Acero fy = 4200 Kg/cm2Resistencia del Concreto f'c = 210 Kg/cm2

Datos de SuelosAngulo de Inclinacion de Talud 0 ºAngulo de Friccion Interna Ø = 33 ºCohesion del Suelo C = 0.00 Tn/m3Peso Especifico del Suelo 1.25 Tn/m3Capacidad Portante del Suelo 1.21 kg/cm2

Datos de Muro

Altura de Pantalla H=hp = 6.50 m

Espesor de la cabeza - Muro t1 = > 0.25 m = 0.25 mEspesor de la Base - Muro t2 = 0.65 m = 0.40 mAncho de Base y Punta - Cimentaci B1 = 3.25 m = 2.20 mAncho de Talon - Cimentacion B2 = 0.65 m = 0.30 mAltura de Cimentacion hz = 0.65 m = 0.45 mAltura de tierra o total ht = 4.50 m = 4.50 m

- Fuerza Activa de Rankine

* Cálculo del empuje activo:

Ka = 0.29Ea = 3.73 Tn

Pv = 0.09 TnPh = 3.73 Tn

- Resumen de dimensiones del muro:1250 Kg/m32400 Kg/m3

hp = 6.50 mhz = 0.45 mt1 = 0.25 mt2 = 0.40 mB2 = 0.30 mB1 = 2.20 m

Altura de agua: h = 5.95 mBordo libre: BL = 0.30 m

A = 3.2375 m2

88.7 º- Verificación de la estabilidad:

Fuerza Distancia X (c/r a O) Distancia Y (c/r a O) Momento=F·XFuerzas Verticales:

Peso del muro:W1 = 1170 Kg 0.400 m 0.450 m 468 Kg-mW2 = 3900 Kg 0.575 m 3.700 m 2243 Kg-mW3 = 2700 Kg 1.250 m 0.225 m 3375 Kg-m

Peso del terreno:W4 = 10125 Kg 1.600 m 3.425 m 16200 Kg-m

Peso de agua:W5 = 1860 Kg 0.150 m 3.700 m 279 Kg-mW6 = 465 Kg 0.350 m 4.783 m 163 Kg-m

Esfuerzo del suelo:Pv = 86.08 Kg 2.343 2.317 m 202

Suma total: 20220 Kg 22727 Kg-mSuma sin agua: 17895 Kg 22286 Kg-m

* Estabilidad al Volcamiento:

Sin agua:Fuerza horizontal resistente = 22285.5 Kg Mr

Fuerza horizontal actuante = 5595.2 Kg Mo = Ph (ht / 3)Ph = 3730.10 Kg ht = 4.50 m

Mr / Ma = 3.98 ü ( debe ser mayor a 1.75 )

Con agua:Fuerza horizontal resistente = 22727.3 Kg Mr

Fuerza horizontal actuante = -7296.5 Kg Mo = Ph (ht / 3) - Pw (h / 3)Ph = 3730.10 Kg ht = 4.50 mPw = 6500.00 Kg h = 5.95 m

3.1. CALCULO DEL MURO:

gc =

a =

g =qd =

g =gC =

b =



Mr / Ma = -3.11 û ( debe ser mayor a 1.75 )



* Estabilidad al Deslizamiento:

Sin agua:Fuerza horizontal resistente = 3730.10 Kg Fr

Fuerza horizontal actuante = 7463.1484 Kg Fa= Fv Tan(2/3 Ø) + B 2/3 C + Pp Pp = 0.23 TnKp = 1.84 C = 0.00 Tn/m3Df = 0.45 m

Fhr / Fha = 2.00 ü ( debe ser mayor a 1.5 )

Con agua:Fuerza horizontal resistente = 3730.10 Kg Fr

Fuerza horizontal actuante = 8402.5094 Kg Mo = Fv Tan(2/3 Ø) + B 2/3 C + Pp Pp = 0.23 TnKp = 1.84 C = 0.00 Tn/m3Df = 0.45 m

Fhr / Fha = 2.25 ü ( debe ser mayor a 1.5 )

* Capacidad de Carga:

Excentricidad0.4166667 m Excentricidad Permisible0.3173178 m ü

Esfuerzos en suello

14.2475 Tn/m21.9285 Tn/m2

1.4248 kg/cm2 ü Resistencias menores a :0.1928 kg/cm2 1.21

- Diseño de Cimentacion

Verificacion por corte

14.2475 Tn/m27.2503 Tn/m2

Vu = 15.2635 Tn

d nec = 23.38 cm ü d nec = Vu / ( 0.85·0.53·b·f'c^0.5)

Refuerzo por flexion

5.3778 Tn/m2

Mu = 18.291 Tn-m Mu = (qd·(B1-t2))·((B1-t2)/2) + ((qmax-qd)·(B1-t2)/2)·((B1-t2)2/3)

a = 0.719 a1 = 3.025As = 12.856 cm2

As min = 6.84 cm2 As min = 0.0018 * B * hz

Usar As : 12.855777 cm2

1/2 '' @ 10 cm en ambas direcciones

- Diseño de Pantalla

Acero VerticalEmpuje Activo

Ea = 184.252 Kg

Mu = 61.417 1.7·Mu = 104.409Vu = 184.252 1.7·Vu = 313.228

t(y) = 3.846 Y + 25.00As min = 0.0018 * b * T (Y)

y Vu Mu T (Y) d (Y) Vc AsKg Kg-m cm cm Kg cm2 cm2 cm2

0 0.00 0.00 25.00 20.00 11520.645 ü 0.000 3.60 3.600.4 29.48 6.68 26.54 21.54 12406.848 ü 0.008 3.88 3.880.8 117.92 53.46 28.08 23.08 13293.051 ü 0.062 4.15 4.151.2 265.32 180.42 29.62 24.62 14179.255 ü 0.197 4.43 4.431.6 471.68 427.66 31.15 26.15 15065.458 ü 0.439 4.71 4.712 737.01 835.27 32.69 27.69 15951.662 ü 0.808 4.98 4.98

2.4 1061.29 1443.35 34.23 29.23 16837.865 ü 1.323 5.26 5.262.8 1444.53 2291.99 35.77 30.77 17724.068 ü 1.994 5.54 5.54

Pp = 0.5·Kp·g· Df2 + 2·C·Df (Kp)^0.5

Pp = 0.5·Kp·g· Df2 + 2·C·Df (Kp)^0.5

e = B /2 - (Mr - Mo) / Fve = e =

qmax = Fv / B (1 + 6 e / B)qmin = Fv / B (1 + 6 e / B)

qmax = qmin = Kg/cm2

qmax = qvu=

qd=

Y2

Y3 Y3

Y2 Y2

As requerido As min

F230

RALPH: tantear hasta igualar con a1 =



y As ACERO DEFINITIVOcm20 3.60 3/8 '' @ 20 cm

0.4 3.88 3/8 '' @ 18 cm0.8 4.15 3/8 '' @ 17 cm1.2 4.43 3/8 '' @ 16 cm1.6 4.71 3/8 '' @ 15 cm2 4.98 3/8 '' @ 14 cm

2.4 5.26 3/8 '' @ 14 cm2.8 5.54 3/8 '' @ 13 cm

Acero Horizontal

As min = 3.6 cm2 As min = 0.0018 * 100 * d

3/8 '' @ 20 cm

diseÑo de reservorio rectangular

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