3. Calc. Captación y Reserv.
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I.- DISEO HIDRAULICO DEL RESERVORIO
* VOLUMEN DEL RESERVORIO (M3) 6.00 m3
II.- DISEO ESTRUCTURAL DEL RESERVORIOPara capacidades madianas y pequeas, como es el caso de los proyectos de abastecimiento de
agua potable en poblaciones rurales, resulta tradicional y aconmica la construccin de un reservorio
apoyado de forma rectangular.
Daatos:
Volumen del reservorio V : 6.00 m3
Ancho libre de las paredes b : 2.30 m
Altura de agua h : 1.2 m
Borde Libre B.L : 0.30 m
Altura Total del reservorio H : 1.50 m
Peso Especifico del agua : 1000 Kg/m3
Peso Especifico del terreno : 1800 Kg/m3
Capacidad Portante : 1.05 Kg/cm2
A .- MOMENTOS DE DISEO Y ESPESORES
PAREDES : El calculo se realiza cuando el reservorio se encuentra llena y sujeto a la presin del
agua.
Mximo coeficiente absoluto de momento: 0.084
Mx. Momento Absoluto (Kg-m)
Momento max. Vertical 145.15 Kg-m
Momento max. Horizontal 145.15 Kg-m
El espesor "e" se determina mediante el metodo elastico sin agretamiento,
cuyo valor se estima mediante:
Donde: f'c : Es=2.1x10^6 = Kg/cm2
ft : resistencia del concreto
M : Momento de diseo = Kg/cm2
b : ancho unitario de pared
n=Es/Ec n = 9
f'c : 210 kg/cm2
ft : 12.32 kg/cm2 e : 8.41 cm ft = 0.85(F'c)^
M : 14515 kg - cm
b : 100 cm Para el diseo se sume un espesor de:
W : 2.4 t/m3 (peso del C)
e : 15.00 cm
LOSA DE CUBIERTA : La losa de cubierta ser conciderada como una losa armada en dos sentidos y apoyada en sus lados.
Clculo del espesor de la losa:
Luz de clculo L: 2.45 m
Espesor (t) t : 6.81 cm Para el diseo t : 15 cm
Segn el R.N.C para losas macizas en dos direcciones, cuando la relacin de las dos es igual a la
unidad , los momentos flexionantes en las fajas centrales son:
Donde : MA,MB : Momentos centrales
W : Carga de servicio
L : Luz de calculo
C: 0.036 (Coeficiente)
Clculo de la carga de Servicio: Peso Propio = 360.00 Kg/cm2
= 100.00 Kg/cm2 (asumido)
=========
W = 460.00 Kg/cm2
INGENIERA HIDRAULICA
MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y CREACION DE RED DE ALCANTARILLADO CON SU RESPECTIVA PLANTA DE
TRATAMIENTO DEL ANEXO VILLAFLOR - DISTRITO DE CHUPAMARCA - PROVINCIA CASTROVIRREYNA - HUANCAVELICA
MEMORIA DE CLCULO - RESERVORIO
(USANDO EL METODO ELSTICO)
Vol. Almac.=
seccin
cuadrada
2100000
226295
Carga Viva
att
2/1
6
bf
Me
t
2/1)'(85.0 cf
2
2ebL
36
Lt
2CWLMM BA
cfWEc '.4200 5.1
-
INGENIERA HIDRAULICA
MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y CREACION DE RED DE ALCANTARILLADO CON SU RESPECTIVA PLANTA DE
TRATAMIENTO DEL ANEXO VILLAFLOR - DISTRITO DE CHUPAMARCA - PROVINCIA CASTROVIRREYNA - HUANCAVELICA
MEMORIA DE CLCULO - RESERVORIO
(USANDO EL METODO ELSTICO)
MA = MB = M 99.40 kg-m
Conocido el valor del momento de diseo , se calcula el espesor util "d" mediante el mtodo elastico con
la siguiente relacin:
Donde: M : 99.40 kg-m (Momento de diseo)
b : 100 cm (ancho unitario)
Datos:
f'c : 210 kg/cm2 Es=2.1x10^6 = 2E+06 Kg/cm2
fc : 94.5 kg/cm2
fs : 1400 kg/cm2 = 226295 Kg/cm2
W : 2.4 t/m3 (peso del C)
n : 9
J: 0.8740
k : 0.378
R : 15.607
d : 2.52 cm
Recubrimiento minimo considerado : 2.50 cm
Entonces el espesor total "t" es : t : 5.02 cm
El espesor de la losa debe ser el mayor valor calculado t : 15 cm
Para el diseo se considera d : 12.50 cm
LOSA DE FONDO La losa de fondo se analizara como una placa flexible,debido a que le espesor es pequeo en
a la longitud. Dicha placa se considera empotradada en sus dos bordes
Asumir el espesor de la losa de fondo : 15 cm
Clculo de la carga por M2 de losa : Peso propio del agua : 1200 Kg/m2
Peso propio de Concreto: 360 Kg/m2
==========
1560 Kg/m2
Momento de empotramiento en los extremos (Me) :
M : 42.98 Kg-m
Momento en el centro (Mc) :
M : 21.49 Kg-m
2/1
Rb
Md
jkfR c2
1
31
kJ
nfc
fsk
1
1
Ec
Esn
cfWEc '.4200 5.1
jkfR c2
1
2/1
Rb
Md
192
2WLM
384
3WLM
-
INGENIERA HIDRAULICA
MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y CREACION DE RED DE ALCANTARILLADO CON SU RESPECTIVA PLANTA DE
TRATAMIENTO DEL ANEXO VILLAFLOR - DISTRITO DE CHUPAMARCA - PROVINCIA CASTROVIRREYNA - HUANCAVELICA
MEMORIA DE CLCULO - RESERVORIO
(USANDO EL METODO ELSTICO)
Para losas planas rectangulares armadas con armaduras en dos direcciones, se recomienda los
siguientes coeficientes:
Para un momento en el centro : 0.513
Para un momento de empontramiento : 0.529
Momentos Finales : Me : 22.74 Kg-m
Mc : 11.02 Kg-m
VERIFICACIN DEL ESPESOR
El espesor se calcula mediante el mtodo elstico sin agrietamiento considerando el mximo momento
absoluto con la siguiente relacin :
e : 3.33 cm
Para el diseo se asume un espesor de:
e : 15 cm
Recubrimiento minimo considerado: 4 cm
Para el diseo se considera d : 11.00 cm
B .- DISTRIBUCIN DE LA ARMADURA
AREA DE ACERO:
Para determinar el area de acero de la armadura de la pared , de la losa de cubierta y de la losa de fondo, se concidera
la siguiente ecuacin :
Donde M : Momento mximo absoluto en Kg-m.
fs : Fatiga de trabajo en Kg/cm2.
j : Relacin entre la distancia de la resultante de los esfuerzos de compresin
al centro de gravedad de los esfuerzos de tencin.
d : Peralte efectivo en cm.
AREA DE ACERO MNIMO:
Para determinar el rea de acero mnimo se concidera la siguiente relacin:
Donde C : Coeficiente
b : Ancho unitario en cm.
t : Espesor de las losas o paredes en cm.
Valores de C : C= 0.002 ; Para las paredes.
C= 0.002 ; Para la losa de fondo y losa de cubierta
RESUMEN DEL CLCULO ESTRUCTURAL Y DISTRIBUCIN DE ARMADURA
Momentos "M" (Kg-m)
Espesor til "d" (cm)
fs (Kg/cm2)
n=Es/Ec
fc (Kg/cm2)
j = 1-k/3
rea de Acero:
(cm2)
C
b (cm)
e (cm)
Cuanta Minima:
As mn = C.b.e (cm2)
rea efectiva de As (cm2)
rea efectiva de As min (cm2)
1.98 1.98 1.27 1.27
Distribucin de Acero --------- = 0.56 --------- = 0.40 --------- = 0.42 --------- = 0.42
3.55 4.97 3.00 3.00
Diametro del Acero en plg. 5/8 5/8 1/2 1/2
3.55 4.97 2.84 2.84
15
100 100
15 15
3
3.00 3.00 3.00 3.00
0.002
3 3 3
15
0.002 0.002 0.002
100 100
2.57 2.57 0.65 0.27
0.835 0.835 0.874 0.838
900
9
7.50
94.5
0.494 0.494 0.378 0.486
11.00
900
9
LOSA DE CUBIERTA
145.152 145.15
LOSA DE FONDO
99.40 22.74
94.5 94.5 94.5
900
12.50
1400
9
VERTICAL HORIZONTAL
9
7.50
DESCRIPCINPARED
2/1
6
bf
Me
t
)/(1
1
nfcfsk
djfs
xMAs
..
100
djfs
MAs
..
tbCAsmn ..
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MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y CREACION DE RED DE ALCANTARILLADO CON SU RESPECTIVA PLANTA DE
TRATAMIENTO DEL ANEXO VILLAFLOR - DISTRITO DE CHUPAMARCA - PROVINCIA CASTROVIRREYNA - HUANCAVELICA
MEMORIA DE CLCULO - RESERVORIO
(USANDO EL METODO ELSTICO)
C .- CHEQUEO POR ESFUERZO CORTANTE Y ADHERENCIA
El chequeo por esfuerzo cortante tiene por finalidad de verificar si la estructura requiero estribos o no; y el chequeo por
adherencia para verificar si existe una perfecta adhesin entre el concreto y el acero de refuerzo.
A continuacin se presenta el chequeo en la pared y losa y cubierta:
PARED
Esfuerzo cortante :
La fuerza cortante total mxima ( V ), ser: V : 720.00 Kg-m
El esfuerzo nominal (v), se calcula mediante: v : 0.66 Kg/cm2
El esfuerzo permisible nominal en el concreto, para muros no exeder a:
V mx = 0.02f'c = 4.2 Kg/cm2 Siendo el esfuerzo permisible mayor al calculado por lo tanto, las
dimenciones del muro por corte satisfacen las condiciones de diseo.
Adherencia : Para elementos sujetos a flexin, el esfuerzo de adherencia en cualquer punto de la seccin
se calcula mediante :
5/8 25.00 u : 2.64 Kg/cm2
El esfuerzo permisible nominal en el concreto, para muros no exeder a:
U mx = 0.05f'c = 10.5 Kg/cm2 Siendo el esfuerzo permisible mayor al calculado por lo tanto, se
satisface la condicin de diseo.
LOSA DE CUBIERTA
Esfuerzo cortante :
La fuerza cortante mxima ( V ), ser:
Donde W es la carga de servicio y S la luz libre V : 352.67 Kg-m
El esfuerzo cortante unitario (v) se calcula con la siguiente relacin
v : 0.28 Kg/cm2
El mx. esfuerzo cortante unit.: v mx: 4.20 Kg/cm2
El valor de v max. Muestra que el diseo
es el adecuado.
Adherencia :
1/2 30.00 u : 1.08 Kg/cm2
El esfuerzo permisible nominal en el concreto, para muros no exeder a:
U mx = 0.05f'c = 10.5 Kg/cm2 Siendo el esfuerzo permisible mayor al calculado por lo tanto, se
satisface la condicin de diseo.
2
2hV a
jbd
Vv
oJd
Vu
3
.SWV
bd
Vv
cfv '29.0max
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