Download - 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.
EXPEDIENTE TECNICO INFRAESTRUCTURA
GOBIERNO REGIONAL DE APURIMAC
SECCION TRANSVERSAL
EXPEDIENTE TECNICO
GOBIERNO REGIONAL DE APURIMAC
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
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GOBIERNO REGIONAL DE APURIMAC
DISEÑO DE RESERVORIO ARMADO
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 ''
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GOBIERNO REGIONAL DE APURIMAC
DISEÑO DE RESERVORIO ARMADO
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
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GOBIERNO REGIONAL DE APURIMAC
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 =
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Mr / Ma = -3.11 û ( debe ser mayor a 1.75 )
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* 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
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GOBIERNO REGIONAL DE APURIMAC
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