DISEÑO PLUVIAL GALERAS INDUSTRIALES

8/22/2019 DISEO PLUVIAL GALERAS INDUSTRIALES

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DISEO PLUVIALGALERAS INDUSTRIALES

Para la realizar los clculos para el diseo del sistema pluvial del Proyecto GalerasIndustriales se utilizaron los siguientes parmetros:

a) Utilizamos la formula de Mannig, la cual fue establecida por el Instituto deIngenieros Civiles de Irlanda en 1890, y la misma sirve para estipular el flujo entubera sin presin y canales abiertos, y de esta forma ver la capacidad de lasalcantarillas.

V = (1/n) (R) ^2/3 (S) ^ 1/2, en donde,

V = Velocidad en m/sR = Radio Hidrulico en metrosN = Coeficiente de Rugosidad del Acero Galv. = 0.016S = Pendiente de Cubierta en tanto por uno

Adems tenemos tambin la expresin Q = VA, en donde,

Q = Caudal en m3/sV = Velocidad en m/sR = Radio Hidrulico en metros

b) Se utilizo un periodo de retorno de 1 : 50 aos para el drenaje pluvial, segn elManual de requisitos para la aprobacin de planos del M. O. P. y cuya frmula es:

I = (370) x (25.4), en donde,(36 + TC)

I = Intensidad de lluvia en mm/horaTC = Tiempo de concentracin en minutos

Este es el tiempo que tarda la ltima gota de agua de la primera lamina de agua deescorrenta en llegar al punto en donde se encuentra ubicada la seccin del canalanalizado y vara dependiendo de la pendiente y la longitud del recorrido.

Para el clculo de este tiempo de concentracin utilizamos la formula de Kerby:

TC = (3.7688) (L/P) ^ (0.77), en donde,

L = Longitud ms larga de recorrer desde un punto extremo del rea de captacinhasta el inicio del sistema colector de agua pluviales en kilmetrosP = Pendiente del terreno natural en la mxima longitud de escorrenta superficialm/m


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c) Se utilizo el coeficiente de escorrenta de 0.85 para reas sub-urbanas.d) El caudal de diseo se calculo utilizando el mtodo racional:

q = (C x i x A) = m3 / s, en donde

q = Caudal de diseo en m3/sC = Coeficiente de escorrenta superficiali = intensidad de lluvia en mm/horaA = rea de captacin del drenaje en hectreas

e) El dimetro mnimo requerido para conducir un caudal, considerando el canalcomo un caudal abierto, es decir, cuando el flujo posee una superficie libre, se calculoutilizando la siguiente ecuacin.

Dt = [(Q x n) / (0.32 x So)] ^ (3/8) = metros, en donde,

Dt = Dimetro min. en metrosQ = Caudal de diseo en m3/sn = Coeficiente de rugosidad del Acero Galv. = 0.016So = Pendiente longitudinal del Canal en m/m

f) Las relaciones hidrulicas, para conductos circulares de PVC, los calculamosutilizando las siguientes ecuaciones:

Q = (1/0.013) x (D/4) ^ (2/3) x So x (D) 2 x (/4) = m3/s

V = (1/0.013) x (D/4) ^ (2/3) x So = m/s

q / Q = [(0/360)(sen0) / (2D)] x [1(180(sen 0)/ 0] ^ (2/3)

v / V = [1(180(sen0) / 0)] ^ (2/3)

d / D = x [1cos (0/2)]

El ngulo 0 se puede calcular mediante LA ECUACION:

Angulo 0 = [103.92 + 149.99 x (q / Q)], del cual desarrollamos una aplicacin encomputadora para poder calcularlo acercndonos al valor ms probable mediante una serie

de 10,000 interacciones y los mismos se pueden verificar contra la tabla No. 1 que

anexamos a este estudio.

g) Para el clculo de las reas tributarias para cada uno de los tubos y canales se utilizaronlas reas de las cubiertas las reas de los patios y la calle. Todos los patios drenan hacia sus

frentes y la calle secundarias tienen una corona invertida de 3.00% (bombeo). Se utilizaran


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como sistema de alcantarillado: tuberas subterrneas de concreto o PVC con propiedades

hidrulicas similares.

h) La capacidad de la alcantarilla estn calculadas en base a un tirante mximo de 80% y

con velocidades comprendidas en los:

(3 p/s @ 12 p/s) (0.91 m/s @ 3.66 m/s) para tuberas de concreto

Estos rangos de velocidad de flujo permitidas estn descritas en el Manual de requisitos

para la aprobacin de planos del M.O.P.,

i) Las estructuras de drenaje a utilizar son las siguientes: las cunetas abiertas de concreto

de 3,000 p.s.i., los cabezales de concreto o mampostera que se especifican en el Manual derequisitos para la aprobacin de planos del M.O.P., .

j) Las tuberas pluviales de cruce de calles sern de concreto reforzado Tipo III, las cuales

tendrn un dimetro mnimo de 0.61 m (24 pulgadas) por recomendaciones del M.O.P. o

en su defecto pueden ser de PVC siempre que sus propiedades hidrulicas sean similares.


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DISEO DE LAS CANALETAS DE CUBIERTA

a. Canaletas interioresSuperficie critica de cubierta: 852.00 mLongitud de recorrido: 9.90 m

Pendiente Aprox.: 12.00 %

Coef. Escorrent. (c): 0.85Tc: 8.69 min.

T.: 0.076 min.

i: 224.99 mm/m horaq1: 0.045 m/s (45lts/s)

b. Canaletas exterioresSuperficie critica de cubierta: 458.00 mLongitud de recorrido: 9.90 m



T.: 0.076 min.

i: 225.03 mm/m horaq2: 0.024 m/s (24lts/s)


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DISEO DE LOS BAJANTES PLUVIALES

Para el clculo de las bajadas verticales se adoptan las frmulas de WYLY-EATON que

emplea el Departamento de Hidrulica de EEUU.Entonces, para tubos verticales, el grado mximo de caudal Q permisible en la columnapuede expresarse con la frmula siguiente:

Q = 27.8 x r 5/3x D 8/3

en donde:

Q = caudal en galones por minutoD = dimetro del tubo en pulgadasr = razn entre la superficie de la seccin transversal de la pelcula de agua y la seccintransversal

del tubo de bajada. Es un nmero.

Los valores ms comunes de r estn comprendidos entre los valores (1/4) y (7/24). El lmite

superior est acotado en r=1/3 y es raramente usado debido a la real probabilidad de que ya

a partir de dicho valor se produzcan alteraciones en el aro lquido.

a. Caudal crtico: 0.045 m/s (45 lts/s)Asumimos D = 6 y r = 0.25

Q = 27.8 x(0.25)5/3 x(6)8/3 Q = 332.44 gls/min 21.05 lts/s


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Cantidad de bajantes = 45.00 lts/s = 2.14 321.05 lts/s

Utilizar 3 bajantes de 6 c/u

b. Caudal promedio: 0.024 m/s (24 lts/s)Asumimos D = 6 y r = 0.25

Q = 27.8 x(0.25)5/3 x(6)8/3 Q = 332.44 gls/min 21.05 lts/s

Cantidad de bajantes = 24.00 lts/s = 1.14 221.05 lts/s

Utilizar 2 bajantes de 6 c/u

DISEO DE LOS COLECTORES PLUVIALES

a. Colectora SecundariaSe toma una longitud de cao de 60m con una cada de 0,30m lo que implica, redondeando,

una pendiente de 0,005. Se parte de un tubo de 250mm de dimetro para el clculo a fin de

establecer si satisface o no.

Para la comprobacin se emplearn las frmulas de MANNING a tubo lleno para la

velocidad V y el caudal Q

V = (1/n) x R2/3 x S1/2 Q = A x V

Clculo del Radio Hidrulico

Se considera a tubo lleno , luego : R= D/4 n = 0.009 Para PVC

V = (1/0.009) x (0.25m/4)2/3 x 0.0051/2 = 1.236 m/s

Q = ( X D2

x V) / 4 = ( X 0.252

x 1.236) / 4 = 0.0606 m/s = 60.67 lts/s

Caudal Disponible Q = 60.67 lts/sCaudal Crtico a evacuar Q = 45.00 lts/s El clculo demuestra que el tubo de 25 cm

Q = 15.67 lts/s satisface nuestros requerimientos.


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b. Colectora Principal (Opcin 1)Superficie de Patios y Calle: 6,461.14 mLongitud de recorrido: 29.50 m



T.: 0.226 min.

i: 223.70 mm/m horaq1: 0.045 m/s ( 45.00 lts/s)

q2: 0.024 m/s ( 24.00 lts/s)

q3: 0.341 m/s (341.30 lts/s)

QT = 10q1 + 4q2 + q3 = 10(45.00) + 4(24.00) + 341.3

QT = 887.3 lts/s

Se toma una longitud de cao de 125m con una cada de 0,625m lo que implica,

redondeando, una pendiente de 0,005. Se parte de un tubo de 750mm de dimetro para el

clculo a fin de establecer si satisface o no.

Clculo del Radio Hidrulico

Se considera a tubo lleno , luego : R= D/4 n = 0.009 Para PVC

V = (1/0.009) x (0.75/4)2/3 x 0.0051/2 = 2.56 m/s

Q = ( X D2 x V) / 4 = ( X 0.752 x 2.56) / 4 = 1.131 m/s = 1131.00 lts/s

Caudal Disponible Q = 1131.00 lts/s

Caudal Crtico a evacuar Q = 887.30 lts/s El clculo demuestra que el tubo de 75 cm

Q = 243.70 lts/s satisface nuestros requerimientos.


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c. Colectora Principal (Opcin 2)

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