2014 UNIVERSIDAD TCNICA PARTICULAR DE LOJA La Universidad Catlica de Loja MANUAL DE USUARIODHYCOB PATRICIO IVN MELGAR GUACHISACA DESCRIPCIN:ESTA APLICACIN PERMITE EL DISEO DE ELEMENTOS EN SISTEMAS HIDRULICOS A SUPERFICIE LIBRE. DOCENTE:PhD. HOLGER BENAVIDES MUOZ 26/11/2014 UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 2 NDICE GENERAL !"ENERALIDADES! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! # !! INTRODUCCI$N! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! # !%! &EN' PRINCIPAL! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! # !(! IN"RESO DE DATOS! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ) %!PRO*LE&AS PROPUESTOS! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ) %!!CONDUCCIONES SUPER+ICIE LI*RE! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! , %!%!ELE&ENTOS -IDR.ULICOS! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! %/ %!%!! SI+$N! &TODO DE &ATER$N! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! %/ %!%!%! ANCLAJES 0&TODO 1ROC-IN2! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! (3 %!%!(! R.PIDA !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! #4 %!%!#! ALCANTARILLAS !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 3% %!(!CAPTACIONES! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 3/ %!(!!REJILLA LATERAL! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 3/ %!(!%! LEC-O +ILTRANTE! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 4# UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 3 NDICE GRFICOS Figura 1.1: Men principal............................................................................................ 4 Figura 1.2: Opciones conducciones superficie libre. .................................................... 5 Figura 1.3: Opciones elementos hidrulicos. ............................................................... 6 Figura 1.4: Opciones almacenamiento. ........................................................................ 6 Figura 1.5: Opciones obras captaciones. ..................................................................... 7 Figura 1.6: Opciones diseo tipo.................................................................................. 7 Figura 1.7: Opciones estabilizacin de cauces ............................................................ 8 Figura 1.8: Opciones drenajes. .................................................................................... 8 Figura 1.9: Tipos de advertencia de un error. .............................................................. 9 UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 4 MANUAL DE USUARIO DHYCOB 1.GENERALIDADES. GENERALIDADES 1.1. Introduccin. Conelfindesolventarnecesidadescomolaconduccinycaptacindeagua,sehavisto conveniente el desarrollo de aplicaciones para el diseo de obras que tienen este fin. Para lo cual, se ha desarrollado una aplicacin web para el diseo de obras hidrulicas, denominada DHYCOB,alojadaenlaplataformadelLaboratorioVirtualdeFluidos,Hidrulicay Eficiencia Energtica (FHEEL-V) (http://www.fheel-v.utpl.edu.ec/), y que permite el anlisis y diseode:elementoshidrulicosensistemasdeabastecimiento(paraconsumohumano, riegoyabrevaderos),captaciones,canalesabiertos,volmenesenalmacenamientos, estabilidad de cauces y sistemas de drenaje.

1.2. Men principal. Al iniciar el programa aparecen 10 enlaces con las siguientes opciones: Figura 1.1: Men principal.

Fuente: El Autor. 1.Manual. 2.Video tutorial. 3.Mapa del sitio. 4.Superficie libre. 5.Elementos hidrulicos. 6.Almacenamiento. 7.Captaciones. 8.Diseo tipo. 9.Estabilizacin de cauces. 10. Drenajes. UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com -El primer enlace, denominado Manual, permite descargar el manual de usuario. -El segundo enlace, denominado Video tutorial, permite visualizar el video tutorial de la aplicacin. -Eltercerenlace,denominadoMapadelsitio,permiteregresarhacialapginade inicio de la aplicacin. -Elcuartoenlace,denominadoSuperficielibre,permiteencontrarlosparmetros hidrulicos en canales abiertos como:Tirantes normal y crtico. Curvas de remanso (Perfiles hidrulicos). Salto hidrulico. Figura 1.2: Opciones conducciones superficie libre. Fuente: El Autor. -El quinto enlace, denominado Elementos hidrulicos, permite disear los siguientes tipos de elementos hidrulicos: Sifn - anclajes. Tneles. Rpidas. Alcantarillas. Cunetas. UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com ! Figura 1.3: Opciones elementos hidrulicos. Fuente: El Autor. -El sexto enlace, denominado Almacenamiento, permite el anlisis de volmenes de tres tipos de almacenamientos de agua: Depsitos. Embalses. Bocatoma. Figura 1.4: Opciones almacenamiento. Fuente: El Autor. -Elsptimoenlace,denominadoCaptaciones,permiteeldiseohidrulicodedos tipos de obras de toma como son: captaciones convencionales (con rejilla lateral). captaciones caucasianas (con rejilla de fondo). Captacin por lecho filtrante. captacin para aguas lluvias. El diseo empieza con el dimensionamiento de los elementos de la captacin elegida,hastallegaralanlisisdelaestabilidaddelazud,desripiador, UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com " desarenador,controldecrecientes,desarenador,vertederoylaseccindel canal aguas abajo.Adems incluye el diseo de los siguientes elementos en una captacin: rejilla lateral, perfil del azud y la lmina vertiente. Figura 1.5: Opciones obras captaciones. Fuente: El Autor. -El octavo enlace, denominado Diseo tipo, permite revisar un documento del MSP, con archivos en formato CAD, sobre planos tipo. - Figura 1.6: Opciones diseo tipo. Fuente: El Autor. UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com # -Elnovenoenlace,denominadoEstabilizacincauces,permiteencontrarlos parmetros estables de cauces aluviales, mediante: Correccin longitudinal. Correccin transversal. Figura 1.7: Opciones estabilizacin de cauces Fuente: El Autor. -Eldcimoenlace,denominadoDrenajes,permitecalcularelespaciamientode drenes terciarios, mediante las metodologas propuestas por: Donnan (zanjas abiertas y tuberas enterradas). Hooghoudt (zanjas abiertas y tuberas enterradas). Dagan (zanjas abiertas en suelo homogneo y heterogneo; tuberas enterradas en suelo homogneo y heterogneo). Glover-Dumm (zanjas abiertas y tuberas enterradas). Jenab (zanjas abiertas y tuberas enterradas). Figura 1.8: Opciones drenajes. Fuente: El Autor. UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com $ 1.3. Ingreso de datos. Cuandoseingresaaunaventanadeclculo,elusuario tendrdisponibleelprimercampo de ingreso de datos. Para introducir datos, usted debe: 1. Ingresar el dato requerido y presionar la tecla TAB, para pasar al siguiente campo. Sihubieraalgnerror,semostraraunaadvertencia,volvemosacolocarelcursor (conunclic),enelcamporequerido.Observamosquelaaplicacinmuestrauna advertenciadondeseencuentraeldatoerrneoyaseamedianteunmensajesise haningresadodatosinconvenientes,opintandoeltextoderojosiseencuentrael dato vaco, segn sea el caso. 2. Repetir el paso anterior, hasta completar todos los datos requeridos. Figura 1.9: Tipos de advertencia de un error. Fuente: El Autor. 2.PROBLEMAS PROPUESTOS. UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com %0 PROBLEMAS PROPUESTOS 2.1.Conducciones superficie libre. Clculo de conducciones a superficie libre. DATOS GENERALES: Un canal rectangular de ancho de solera b = 2 m, conduce un Q= 2.5 m3/s, en los primerostramoshastaX2larugosidadesn=0.015.Enelcanalexisteuna compuertaconunaaberturaa=0.35m.294maguasabajodelacompuertael canal cambia su gradiente de 1.0 m/km a 10.0 m/km y luego a 0.7 m/km. Adems, seconocequeeltiranteenlavenacontradadelacompuertaesy=0.61xa, situadoa:d=1.5xa,aguasabajodelacompuerta.LuegodeltramoX2,elcanal cambia a revestimiento de tierra con un n = 0.025. Se pide: a)Realizar un estudio completo de los perfiles del flujo en todo el sistema.b)Calcularlalongitud:deltramoX1yX2,decadacurvaydibujarlasmedianteel mtodo directo por tramos (6 tramos cada perfil). UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com %% DESARROLLO: DATOS: b=2m Q=2.5m n = 0.015 a = 0.35 m y = u.61 oX1 d = 1S o n2 = 0.025X2 TRAMO CORRESPONDIENTE A LA COMPUERTA 1.Clculo del tirante normal (Yn). =1nAR23S12 2.S = _1u.u1S] (2y) _2y2+ 2y]23 (u.uu112) n= u.9SS7uu8 m n= u.9S6 m 2.Clculo del tirante crtico (YC). 2g=AC3I

(2.5)29.81=(2 C)32 C= u.S42u6S7 m C= u.S42 m UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com %2 3.Clculo de la pendiente crtica. mmR An QSc 004823 . 0) 542 . 0 2 2 () 542 . 0 2 () 542 . 0 2 (015 . 0 5 . 232= + == Uso de DHYCOBCalculamos el tirante normal: Clculo del tirante crtico: UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com %3 4.Clculo del tipo de perfil. Sc SoPendiente suave mmSc 004823 . 0 = Yn Yc Perfil M2. m Yc 0.542 = Tirante aguas abajo del vertedero despus de la compuerta. = u.6 o = u.6 u.SS = u.21 m Distancia del tirante aguas abajo del vertedero despus de la compuerta. J = 1.S o = 1.S u.SS = u.SS m 5.Clculo del perfil. PERFIL M2 = u.9S6 m o = u.S42 m YARVFF2ESESE2XX 0.5421.0840.35152.30631.00020.00480 0.6111.2220.37932.04580.83560.91790.010860.00340.0041-3.47403.4740 0.6801.3600.40481.83820.71170.77370.027700.00250.0030-13.95517.429 0.7491.4980.42821.66890.61570.66370.038610.00190.0022-31.12448.554 0.8181.6360.44991.52810.53940.57760.045980.00150.0017-62.764111.320 0.8871.7740.47011.40920.47770.50860.051150.00120.0014-137.050248.370 0.9561.9120.48881.30750.42700.45230.054880.00100.0011-494.95743.320 mmSo 001 . 0 =m 0.956 = YnUNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com %4 Uso de DHYCOB Comolacurvaderemansoseextiendedesdeeltirantecrticohastaeltirantenormal, tenemos una longitud de 738.20 m. UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com % Porlotantointerpolamoselvalordenuestrotirantenormalqueseencuentreluegodela compuerta, tenemos: 247.6..0.8867 738.200.9557 490.600.0690 Como el tirante normal se encuentra entre la compuerta y el cambio de direccin, tenemos: 294 d = 295 0.525 = 293.475 m Luego: 293.475 247.6 = 45.875 m Regla de tres: 490.60.069 45.875.= 0.00645 0.8867 + 0.00645 = 0.89315 m Por lo tanto tenemos que Yn = 0.89315 m Calculamos el salto hidrulico: Tenemos que el tirante conjugado es Yconjugado = 0.2993 = 0.30 m La longitud del salto hidrulico = 2.97 m UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com %! Luego calculamos la curva de remanso M3 desde el tirante 0.2135 m hasta el tirante 0.30 m: PERFIL M3 = u.21SS m o = u.Su1u m Uso de DHYCOB

UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com %" ClculodelacurvaM2conelnuevotirantenormaldeYn=0.89315m,hastaeltirante crtico 0.542 m.

UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com %# Por lo tanto tenemos una longitud de 273.50 m, que es donde se ubica el tirante normal. 6.Descripcin de resultados. SemuestraenlosresultadosunacurvaM2quevadesdeaguasarribadelacompuerta como se mostrara en la siguiente figura.DespusdelacompuertaexisteunperfilM3,despusdeesteunsaltohidrulicocon tirantes Y2 = 0.89 m, Y1 = 0.30 m y una longitud de salto de Lr = 2.97 m. Se muestra una curva M3 con una longitud de 16.7 m + 0.53 m = 17.23 m. Perfiles de flujo en el tramo de la compuerta. TRAMO X1 o tramo 2 1.Clculo del tirante normal (Yn). =1nAR23S12 2.S = _1u.u1S] (2y) _2y2+ 2y]23 (u.u112) n = u.421616u77 m n = u.422 m UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com %$ 2.Clculo del tirante crtico (YC). 2g=AC3I

(2.5)29.81=(2 C)32 C = u.S42u6S7 m C = u.S42 m 3.Clculo de la pendiente crtica. mmR An QSc 004823 . 0) 542 . 0 2 2 () 542 . 0 2 () 542 , 0 2 (015 . 0 5 . 232= + == Uso de DHYCOB Calculamos el tirante normal: UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 20 4.Clculo del tipo de perfil. Sc So Pendiente fuerte o empinada. mmSc 004823 . 0 = m 0.422 = Yn Yn YCPerfil S2. m Yc 0.542 = 5.Clculo del perfil. PERFIL S2 o = u.S42 m = u.422 m YARVFF2ESESE2XX 0.5421.0840.35152.30631.00020.00480 0.5221.0440.34302.39461.05821.02920.001180.00540.00510.24170.2417 0.5021.0040.33422.49001.12211.09010.003770.00600.00570.87521.1169 0.4820.9640.32522.59341.19261.15730.006790.00680.00641.88072.9976 0.4620.9240.31602.70561.27091.23180.010340.00770.00723.70656.7042 0.4420.8840.30652.82811.35811.31450.014560.00870.00827.998614.703 0.4220.8440.29682.96211.45581.40700.019590.01000.009329.691044.394 00.%0.20.30.40.0.!0%0 % 20 2 30 3 40 4 0Per5ilmmSo 01 . 0 =UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 2% Uso de DHYCOB

UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 22 La longitud de la curva es de 46 m. Despus de esta curva habr un salto hidrulico. 6.Clculo del salto hidrulico aguas abajo tramo X1. Datos Q (m3/s)2.5 Y1 (m)0.422 b (m)2 Uso de DHYCOB Calculamos el tirante normal aguas abajo del tramo X2: UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 23 Se calcula el tirante Yn = 1.626 m, donde la velocidad es de V= 0.77 m/s y la energa es de E= 1.66 m kg/kg, cuando las energas En es mayor que E2 se produce un salto AHOGADO Tenemos: Tirante normal aguas debajo de X2 es de Yn = 1.6259 m; y aguas arriba luego del salto de: Yn = 0.6836 m. Calculamos las energas aguas arriba y aguas abajo del salto tenemos. En= 1.62S9 +_u.768822 9.81_ = 1.6S6 mkgkg E2 = u.4216 +_2.964822 9.81_ = u.8696 mkgkg Diferencias de energas: En > E2.1.656 > 0.8696,por lo tanto se produce un salto ahogado. Calculamos el salto hidrulico: La longitud del salto hidrulico ser de 1.3 m. UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 24 Perfiles de flujo en el tramo de la compuerta y tramo X1. TRAMO X2 o tramo 3 1.Clculo del tirante normal (Yn) con n= 0.025 de tierra. =1nAR23S12 2.S = _1u.u1S] (2y) _2y2+ 2y]23 (u.uuu712) n = 1.62S89uSS m n = 1.6S m 2.Clculo del tirante crtico (YC). 2g= AC3I

(2.5)29.81=(2 C)32 C = u.S42u6S7 m C = u.S42 m UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 2 3.Clculo de la pendiente crtica. mmR An QSc 004823 . 0) 542 . 0 2 2 () 542 . 0 2 () 542 , 0 2 (015 . 0 5 . 232= + == Uso de DHYCOB 4.Clculo del tipo de perfil. PERFIL TRAMO X2 Sc So Pendiente suave mmSc 004823 . 0 = n= 1.6S m Yn YCPerfil S1. C = u.S42 m mmSo 0007 . 0 =UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 2! 1.Calculamos la curva entre el tirante 0.6836 m y el tirante 1.6259 m. UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 2" 2.Descripcin de resultados. Se muestra en los resultados una curva S1 que va en el tramo X2. La longitud de esta curva es de 86.94 m, se incrementa debido a que no hay otro cambio de pendiente. Se considera que despus de este perfil S1 existe un perfil M1 por su pendiente suave y a motivo de que no existir cambio de pendiente Se recomienda colocar revestimiento a cierta distanciadel tramo X2 para evitar la erosin del suelo. Las curvas quedan definidas a continuacin: 2.2.Elementos hidrulicos. 2.2.1. Sifn. Mtodo de Matern. Parmetros de entrada: Caudal de diseo: caudal que llega a la estructura de entrada, (m3/s). Base del canal:ancho de solera del seccin de entrada, (m). Talud:talud de las paredes de la seccin de entrada. Pendiente: pendiente del canal, (m/m). Rugosidad: rugosidad de las paredes del canal. UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 2# DATOS PARA EL SIFN: Nmero de tramos: nmero de tramos que conforman el sifn. Cota canal: cota de la estructura de entrada, (msnm). Dimetro nominal: dimetro nominal de la tubera del sifn, (mm). Dimetro interno:dimetro interno de la tubera del sifn, (mm). Junta (1-numtramos): abscisas y cotas del perfil del sifn. Proceso de clculo: La etapa de clculos se realiza despus de estos pasos: -Ingresar correctamente todos los datos del canal de entrada. -Escogerelnmerodetramosqueconformanelsifndelalista despegable, dar clic, lo cual mostrara los textos para ingresar las abscisas y cotas del sifn. Lista para tramos y botn Cargar ejemplo

-Acontinuacinaparecerlostextosparaingresarlosdatosdelsifny el perfildelsifn,unavezingresadoestosdatosdamosclicenelbotn Calcular sifn UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 2$ Botn Calcular sifn

Sialgndatonohasidoingresadoelprogramaloalertarapintandoeltextovacoderojo, como se ve en la Figura 1.9. Ejemplo de clculo: Para cargar el ejemplo de clculo damos clic en el botn Cargar ejemplo, el cual aadir al mdulo un ejemplo de los datos necesarios. 1)Automticamente se llenara los datos como se observa en el siguiente grfico: Ejemplo de datos sifn. En la pantalla observamos los siguientes datos: Caudal de diseo: 0.14 m3/s Base del canal:0.3 m Talud:0.34 Pendiente: 0.0035 Rugosidad:0.014 UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 30 DATOS PARA EL SIFON: Nmeros de tramos:6 Cota canal: 2893.55 msnm Dimetro nominal: 355 mm Dimetro interno:321.2 mm Junta (1):abscisa: 1149.85 mcota: 2893.553 msnm Junta (2):abscisa: 1170.12 mcota: 2890.722 msnm Junta (3):abscisa: 1205.64 mcota: 2867.895 msnm Junta (4):abscisa: 1276.47 mcota: 2808.967 msnm Junta (5):abscisa: 1327.63 mcota: 2856.499 msnm Junta (6):abscisa: 1397.18 mcota: 2871.293 msnm Junta (7):abscisa: 1458.66 mcota: 2889.971 msnm Una vez ingresados todos los datos damos clic en el botn Calcular sifn y aparecen los textos ocultos que muestran los resultados: 2)La resolucin de este ejercicio se muestra a continuacin: -Encontramos el tirante del canal y la velocidad en el canal. Iirontc = u.S1 m = J IclociJoJ = 1.12 ms = Ic -Diseodelatransicindeentradaalsifn:readelatubera,velocidad media del agua en la tubera, ahogamiento. A =n24=nu.S21224= u.u8 m2 I =A=u.14 m3su.u8= 1.7S ms o = 1.S_It2-Ic22g_ = 1.S_1.7S2-1.12229.81_ = u.14m 0K HAIER0N: u.4S o > u.u8 Abogomicnto minimo cstipuloJo -Longitud de la transicin, prdidas de la transicin. I = S = Su.S212 = u.96 m Jcbc scr minimo 1.Sum UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 3% bc = u.4u_It2-Ic22 x g_ = u.4u_1.7S2-1.1222 x 9.81_ = u.u4m -Ancho de la transicin al inicio y ancho al final de la transicin: _J] =u.S212u.S1= 1.u4 m, Jc ocucJo o lo toblo 6.1 Jc Hotcron pg 6.6 sc tomo 1.1 = Jimctro Jc lo tubcrioJ = tirontc 1.1 u.S212 = u.SSm -Ancho al final de la transicin. B = u.SuS = u.SuS u.S212 = u.1umRcsulto un :olor muy pcquco -Borde libre, altura de entrada y elevacin del muro a la entrada del sifn. BorJc Iibrc = u.SJ = u.Su.S1 = u.u9 m Altura de entrada = J +B = u.S1 +u.1u m Elevacin del muro a la entrada del sifn Scn =2.8S12u.27; = orcscn2.8S12u.27= 8.uS Et =intcos =u.S212cos 8.uS= u.S2m -Elevacin de A, elevacin de B, y condicin P. Elevacin de A. Se toma igual a la elevacin del canal a la entrada de la transicin. Elc:ocion Jc A = 289S.SSS msnm. Elc:ocion Jc B = Elc:ocion Jc A +J -o -Et Elc:ocion Jc B = 89S.SSS +u.S1 -u.14 -u.S2 = 289S.4 mP = Elc:ocion Jc A-clc:ocion Jc B P = 289S.SSS-289S.4 = u.1S m UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 32 Condicin: P S4 =S4 u.S212 u.1S u.240K -Prdidas acumuladas en el perfil del sifn. -Altura de entrada a la alcantarilla. Ec = yc +b:c +b1-2-b:n Ec = yc +Ic22g+b1-2-I122g Ec = 1.8S +u.926 +u.uS6 -1.u71 = 1.76S m -Control de altura de entrada, ht = d =altura eficiente. Si Ec bt cntonccs bt = 1.2Ec Si 1.76S 2.S1 no cumplc cntonccs Ec cs iguol ol colculoJo Como ht > He entonces la alcantarilla tiene entrada libre. Si yn bt cntonccs bt = 1.2yn Si 1.72 2.S1 no cumplc cntonccs yn cs iguol ol colculJo Condicin de flujo. Si So > Sc cntonccs lu]o supcrcritico Si u.u121 > u.u1u4 cntonccs lu]o supcrcritico -Altura a la salida de la alcantarilla y condicin de salida. Es = Ec +b:n -b:c -b1-3 UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 33 -Prdida de carga a la salida de la alcantarilla. b1-3= S I = u.u12 4.S = u.uS4 Es = 1.76S +1.u7 -u.926 -u.uS4 = 1.84 m Lacondicindesalidalibreesyc>Hs,como1.85>1.84,porlotantolasalidaes libre. 3)Comparamos los resultados de la aplicacin con el ejemplo de clculo:

UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 34 UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 3 2.2.2. Anclajes (mtodo Krochin). Clculo de anclajes mtodo Krochin. DATOS GENERALES: Caudal de diseo=3m3/s Dimetro del ducto=1m Espesor usado= 0.02mRugosidad=0.013 Recubrimiento=0.3m Longitud del anclaje=5m Carga de agua en la junta superior=5m Peso de la tubera= 0.51T/mCarga de agua en el anclaje=50m Longitud horizontal L1=120m Longitud horizontal L2=10m ngulo de la tubera aguas arriba con la horizontal= 20 Grados ngulo de la tubera aguas abajo con la horizontal= 35 GradosRozamiento (anclaje vs tubo)=0.4 Coeficiente de friccin con el suelo f=0.3 Resistencia portante del suelo= 30T/m2

Peso especfico del hormign simple= 2.2T/m3 UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 3! Fuerzas actuantes por el lado aguas arriba del anclaje: rea de la tubera A = 24 A = 124 A = u.78S m2 Velocidad del agua It =A It =Su.78S It = S.82 ms La componente del peso propio de la tubera, normal al eje de la misma (F1): F1 = (0I +0w)I2cosAGT= peso de la tubera GW= peso del agua. a = ngulo de la tubera con la horizontal Comolongituddeltramosetomalamitaddeladistanciadelapoyoinmediatosuperior hasta el centro del anclaje. F1 = (u.S1 +u.78S) 1u2 cos 2u F1 = 6.u9 I La componente del peso propio de la tubera paralela al eje de la misma y que tiende a producir su deslizamiento hacia el anclaje (F2): F2 = 0I I1 scnA Como longitud se toma el tramo comprendido desde la junta de dilatacin hasta el anclaje. UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 3" F2 = u.S1 12u sin2u F2 = 2u.9S I Rozamientoenlosapoyosqueactahaciaelanclaje:siaumentala temperaturaseproduceunesfuerzodecompresin(+)enlatubera,si disminuyelatemperaturaseproduceesfuerzosdetraccin(-)enla tubera (F3): FS =_(0I +0w)cosA Los valores del coeficiente de rozamiento fse dan en la tabla siguiente: Acerosobrehormignconcapa intermedia de cartn asfaltado. 0.40 Acerosobrehormigno mampostera de piedra 0.45-0.50 Acero sobre acero.0.30-0.50 Acerosobreaceroconlubricante de grafito 0.20 Acerosobreaceroconlubricante slido 0.12-0.10 Apoyosconcojinetesderodilloso soportes basculantes 0.05-0.10 FS = u.4 12u (u.S1 +u.78S) cos 2u FS = 49.22 I Unafuerzaparalelaalejedebidoalrozamiento,positivacuandoaumentala temperatura (F4): F4 = u.7S 1

Prcticamente se puede tomarD1 = D + 2 t UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 3# Donde (D) el dimetro interior de la tuberay (t) el grueso de la paredde la misma. F4 = u.74S n |1 +(2 u.u2)] F4 = 2.4S I Una fuerza axial en la junta de dilatacin dirigida hacia el anclaje y debida a la pequea diferencia de seccin (F5): FS = u.2S (12-2)E1

H1 = carga de agua en el anclaje. FS = u.2S n (1.u42-12) S FS = u.S2 I La presin del agua en direccin del eje, dirigida hacia el anclaje (F6): F6 = u.2S 2E1.2S H = carga de agua en la junta de dilatacin superior. Elfactor1.25seponeparaincluirunaposiblesobrepresinporgolpede ariete. F6 = u.2S n (12) Su 1.2S F6 = 49.u8 I La fuerza de arrastre del agua en direccin del movimiento de la misma (F7): F7 = u.2S 2b h=prdidadecargaporrozamientohidrulicoqueseproduceeneltramo considerado. b =(1u.S4u.u1S2S2)12u15.33 b = 1.89 m F7 = u.2S n 12 1.89 F7 = 1.48 I UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 3$ Del lado hacia aguas abajo del anclaje se tiene fuerzas anlogas que son: Fuerza 8: F8 = (u.S1 +u.78S) 1u2 cos SS F8 = S.S1 I Fuerza 9: F9 = u.S1 1u sinSS F9 = 2.9S I Fuerza 10: F1u = u.4 1u (u.S1 +u.78S) cos SS F1u = 4.24 I Fuerza 11: F11 = u.74S n |1 +(2 u.u2)] F11 = 2.4S I Fuerza 12: F12 = u.2S n (1.u42-12) Su F12 = S.2u I Fuerza 13: F1S = u.2S n (12) Su 1.2S F1S = 49.u8 I Fuerza 14: b =(1u.S4u.u1S2S2)1u15.33 b = u.16 m F7 = u.2S n 12 u.16 F7 = u.12S I UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 40 Fuerza 15: F1S =3 30.8S9.81 F1S = 1.17 I Fuerza 16: F16 = F1S F16 = 1.17 I La direccin y sentido de las fuerzas se muestra en la siguiente figura: Empuje horizontal (positiva de izquierda a derecha). Con aumento de temperatura las fuerzas de friccin son dirigidas hacia el anclaje. FB=-F1Sen (Beta1)+ Cos (Beta1)(F2+ FS+ F4+ FS+ F6 + F7 + F1S)- F8 Sen (Beta2)+ Cos (Beta2)(F9+ F1u+ F11- F12- F1S + F14- F16) FB=-6.u8Sen (2u)+ Cos (2u) (2u.9S+ 49.22+ 2.4S+ u.S2 + 49.u8 + 1.48+ 1.17) -S.S1 Sen (SS)+ Cos (SS)(2.92+ 4.24 +2.4S -S.2u -49.u8+ u.12 -1.17) FB= 76.176 T F1 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F16 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F15 UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 4% Con disminucin de temperatura las fuerzas de friccin se alejan del anclaje. FB=-F1 Sen (Beta1)+ Cos (Beta1) (F2- FS- F4+ FS+ F6+ F7+ F1S)- F8 Sen (Beta2)+ Cos (Beta2) (F9- F1u- F11- F12- F1S+ F14- F16) FB=-6.u8 Sen (2u) + Cos(2u) (2u.9S- 49.22- 2.4S+ u.S2+ 49.u8+ 1.48+ 1.17) -S.S1 Sen (SS)+ Cos (SS) (2.92- 4.24- 2.4S -S.2u -49.u8+ u.12 -1.17) FB=-S1.8S T Empuje vertical (positiva hacia arriba). Con aumento de temperatura. Fv=-F1 Cos (Beta1)- Sen (Beta1) (F2+ FS+ F4+ FS+ F6+ F7+ F1S)- F8 Cos (Beta2)- Sen (Beta2) (F9+ F1u+ F11- F12- F1S+ F14- F16) Fv=-6.u8 Cos (2u)- Sen(2u) (2u.9S+ 49.21+ 2.4S+ u.S2+ 49.u8+ 1.48+ 1.17) -S.Su Cos (SS)- Sen (SS) (2.92+ 4.24+ 2.4S -S.2u-49.u8+ u.12 -1.17) Fv=-27.61 T Con disminucin de temperatura las fuerzas de friccin se alejan del anclaje. Fv=-F1 Cos (Beta1)- Sen (Beta1) (F2- FS- F4+ FS+ F6+ F7+ F1S)- F8 Cos (Beta2)- Sen (Beta2) (F9- F1u- F11- F12- F1S+ F14- F16) Fv=-6.u8 Cos (2u)- Sen(2u) (2u.9S- 49.21- 2.4S+ u.S2+ 49.u8+ 1.48+ 1.17) -S.Su Cos (SS)- Sen (SS) x (2.92- 4.24- 2.4S -S.2u-49.u8+ u.12 -1.17) UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 42 Fv=1S.S8 T Peso del anclaje: 0 = [PH] -Fv 0 = _76.18u.S] -27.61 0 = 226.S1 I Volumen de concreto: I = [ 1.2 I = _226.S12.2] 1.2 I = 12S.44 m3 Altura del bloque: Asumimos que a direccin en el sentido del flujo es L = 5 m =(I2) (Ion(Bcto1)) +(Ion(Bcto2))+(2) [1C(1) [1C(2) + (2 rccubrimicnto) =(S2) (Ion(2u)) +(Ion(SS))+(12) [1C(2) [1C(35) +(2 u.u2) =4.8 Volumen ocupado por el tubo: I=n4 12 I2(os(Bcto1)) +I2(os(Bcto2)) UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 43 I=n41.u42 S2(os(2u)) +S2(os(SS)) I= S.S m3 Volumen total del bloque: I= I+I I= 12S.44 +S.S1 I= 128.7S m3

Ancho del bloque: b =(I)I b =(128.7S)S4.8 b = S.27 m Peso del bloque: w= PcES (I b -I) w= 2.2 (S 4.8 S.27 -S.S) w= 271.S7 I Suma de las fuerzas verticales: SFI = w+FI SFI = 271.S7 +27.61 SFI = 299.18 I UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 44 La resistencia del suelo: PS = _SFII b] PS = _299.18SS.27] PS = 11.S4 2 Su 2 Suma de momentos respecto al punto A: Sum. Homcntos = _SFI I2] - 11SFE 11__I2] Ion(Bcto2)_+ lllll_[2 +csp. usoJo_(os(Bcto2))11111111111

Sum. Homcntos = _299.18 S2] - 1176.17 11__S2] Ion(SS)_+ lllll_[12 +u.u2_(os(SS))11111111111 Sum. Homcntos = S4S.S9 I m La resultante para por: c = _Sum. HomcntosSFI] c = _S4S.S9299.18] c = 1.81 m, a la izquierda del punto A, o sea dentro del tercio medio de la base. UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 4 Uso de DHYCOB Cargamos el ejemplo Obtenemos los resultados UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 4! 2.2.3. Rpida Parmetros de entrada: Caudal de diseo: caudal que llega al canal, (m3/s). Abscisa inicial:abscisa inicial de la rpida, (m). Cota inicial:cota inicial de la rpida, (msnm). Abscisa final: abscisa final de la rpida, (m). Cota final:cota final de la rpida, (msnm). Talud:talud de la paredes del canal. Rugosidad: rugosidad de las paredes del canal. Pendiente:pendiente del canal, (m/m). Proceso de clculo: Laetapadeclculosserealizaluegodehaberingresadocorrectamentetodoslosdatosy presionar el botn Calcular rpida. Botn Calcular rpida UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 4" Sialgndatonohasidoingresadoelprogramaloalertarapintandoeltextovacoderojo como se ve en el Figura 1.9. Ejemplo de clculo: ParacargarelejemplodeclculodamosclicenelbotnEjemplodeclculo,elcual aadir al mdulo un ejemplo de los datos necesarios. 1)Automticamente se llenara los datos como se observa en el siguiente grfico: Ejemplo de datos rpida. En la pantalla de ingreso de datos observamos los siguientes datos: Caudal de diseo: 0.3 m3/s Abscisa inicial:1200 m Cota inicial:2150.25 msnm Abscisa final: 1350 m Cota final:2126.3 msnm Talud:0.5 Rugosidad: 0.012 Pendiente:0.002 UnavezingresadostodoslosdatosdamosclicenelbotnCalcularrpiday aparecen los textos ocultos que muestran los resultados: UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 4# 2)La resolucin del ejercicio se muestra a continuacin: -Encontramos el tirante del canal, ancho del canal, rea y permetro. J83=n 223[12 (2 V1 +u.S2-m)=u.u12 u.S 223u.uu212(2 V1 +u.S2-u.S)= u.S8 m ton0 _1m] ; ton0 _1u.S] ; 0 = 6S.44 b = 2J ton _02] = 2 u.S8 ton _6S.442] = u.46 m A = b J +m J2= u.46 u.S8 +u.S u.S82= u.2S4 m2 P = b 2J1 +m2= u.46 +2 u.S81 +u.S2= 1.S1 m -Radio hidrulico, velocidad, espejo de agua y altura del canal. R =AP; R =u.2S1.S1= u.19 I =A; I =u.Su.24S= 1.22 msI = b +2mJ; I = u.46 +2 u.S u.S8 = u.84 m b = 1.SJ; b = 1.S u.S8 = u.49 m -Diseo de la rpida: clculo del ancho de la rpida y el tirante en la seccin de control. Segn Dadenkov, el ancho inicial b de la rpida se determina con: bp= u.76S 12 bp= u.76S u.Su12= u.47 m Tirante en la seccin de control: Eg = y +b:; En= yc +b:c +bc Eg =En y +b: = yc +b:c +bc -Primer tanteo de base de la rpida: y = u.S8m b: =I22 g=1.2222 9.81= u.u8 m UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 4$ Eg =u.S8 +u.u8 = u.46 m Medianteaproximacionessucesivasycambiandovaloresabrap,desdeel brap=0.47calculadoporDadenkov,hastaquesecumplalaigualdadEaguas arriba = Emin. yc = _2brop2 g_13 yc = _u.Su2u.472 9.81_13= u.SS m Ic = g yc Ic = V9.81 u.SS = 1.84 ms b: =Ic22 g b: =1.8422 9.81= u.17 m bc = u.S_Ic2-I22 g_ bc = u.S_1.842-1.222 9.81_ = u.uS m En= u.SS +u.uS = u.S7 m Eg =Emin; u.46 = u.S7 -Segundo tanteo de base de la rpida: yc = _2brop2 g_13 yc = _u.Su2u.6S2 9.81_13= u.29 Ic = g Jc Ic = V9.81 u.29 = 1.68 ms b: =Ic22 g b: =1.6822 9.81= u.14 m bc = u.S_Ic2-I22 g_ UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 0 bc = u.S_1.682-1.2222 9.81_ = u.uS m En= u.29 +u.14 +u.uS = u.46 m Eg =Emin; u.46 = u.46 Por lo tanto el ancho de la rpida (b) en la seccin de control es 0.63 m. -Velocidad en la rpida, tanteo 1: rea A: = _Irop];Ar =u.Su1.S= u.2u m2 portimos Jc uno :clociJoJ impucstoI = 1.S msTirante yr = _Arbrop] ;yr = _u.2uu.6S] = u.S2 m Altura de agua sobre la rugosidad br = _89] yr; br = _89] u.S2 = u.28 m Permetro mojado Pr = brop +2 yr; Pr = u.6S +2 u.S2 = 1.27 m Radio hidrulico Rr = _ArPr] ; Rr =u.2u1.27= u.16 m2m Altura de rugosidad S = yr -br;S = u.S2 -u.28 = u.u4 m Scp1 = 8 S;Scp1 = 8 u.u4 = u.S2 m Coeficiente de Chezy = _1uuu8S.8 -S.9 [brs -u.8 [bropbr_; = _1uuu8S.8 -S.9 [u.28u.u4 -u.8 [u.62u.28_ = 17.6S Ir = VRr i; Ir = 17.6S Vu.16 u.16 = 2.82 ms It Ir1.S 2.82ombior lo :clociJoJ UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com % -Velocidad en la rpida, tanteo 2: rea A: = _Irop] ;Ar =u.SuS.u= u.1u m2

Tirante yr = _Arbrop] ; yr = _u.1uu.62] = u.16 m Altura de agua sobre la rugosidad br = _89] yr; br = _89] u.19 = u.14 m Permetro mojado Pr = brop +2 yr;Pr = u.6S +2 u.16 = u.94 m Radio hidrulico Rr = _ArPr] ; Rr =u.1uu.94= u.11m2m Altura de rugosidad S = yr -br; S = u.16 -u.14 = u.u2 m Coeficiente de Chezy = _1uuu8S.8 -S.9 [brs -u.8 [bropbr_; = _1uuu8S.8 -S.9 [u.14u.u2 -u.8 [u.6Su.14_ = 18.2u Scp1 = 8 S; Scp1 = 8 u.u2 = u.16 m Ir = VRr i;Ir = 18.2u Vu.11 u.16 = 2.41 ms It IrS 2.41 0K -Diseo del disipador de energa al final de la rpida. F1 =Iropg yr=2.41V9.81 u.16= 1.92 F1 = 1.92Existc solto biJrulico -Diseo del colchn de agua. Altura conjugada J2 =J12(V1 +8 F1-1);J2 =u.162(V1 +8 1.92-1) = u.24 m UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 2 -Ir = 2.S(1.9J2 -J1) = 2.S(1.9 u.24 -u.16) = u.74 = 1 m 3)Comparamos los resultados que nos da el programa con el ejemplo de clculo.

2.2.4. Alcantarillas Parmetros de entrada: Longitud de la alcantarilla: longitud total, (m). UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 3 Base de la seccin rectangular: base de la seccin, (m). rea drenada: rea drenada en Ha, (m2). Intensidad de lluvia: intensidad de la precipitacin, (mm/h). Coeficiente de rugosidad: rugosidad de las paredes de la alcantarilla. Coeficiente tipo de terreno: coeficiente que depende de la clase de terreno. Coeficiente C.

Procesos de clculo: Laetapadeclculosserealizaluegodehaberingresadocorrectamentetodoslosdatosy presionar el botn Calcular alcantarilla. Botn Calcular alcantarilla Si algn dato no ha sido ingresado el programa lo alertara pintando el texto vaco de rojo como se ve en el Figura 1.9. Ejemplo de clculo: Para cargar el ejemplo de clculo damos clic en el botn Ejemplo de clculo, el cual aadir al mdulo un ejemplo de los datos necesarios. UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com 4 1)Automticamente se llenara los datos como se observa en el siguiente grfico: Ejemplo de datos alcantarilla. En la pantalla de ingreso de datos observamos los siguientes datos: Longitud de la alcantarilla:4.5 m Base de la seccin rectangular: 1.2 m rea drenada:83.22 m2 Intensidad de lluvia: 68.33 mm/h Coeficiente de rugosidad: 0.014 Coeficiente tipo de terreno: Lomero (0.6) UnavezingresadostodoslosdatosdamosclicenelbotnCalcularalcantarillay aparecen los textos ocultos que muestran los resultados: 2)La resolucin de este ejercicio se muestra a continuacin: -Calculamos el caudal con la frmula del mtodo racional y la seccin de la alcantarilla se calcula con la frmula de Talbot. A = u.18S Ad341uu I = u.18S u.6 8S.22341uu 68.SS = 2.u7 m2 o = IAS6u = u.6 68.SS 8S.22S6u= 9.48 m3s

UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com -A partir de la seccin A, y con el dato de Ba, se calcula yn. yn =ABo=2.u71.2= 1.72 m P = B +2yn P = 1.2 2 1.72 = 4.64 m -Radio hidrulico, velocidad normal y pendiente normal de la alcantarilla. R =AP=2.u74.6S= u.4S m2m I =A=9.482.u7= 4.S8 ms Sa = pendiente normal de la alcantarillaSo = _ nA R23_2= _9.S8 u.u142.u7 u.4S23_2= u.u121 -Calculamoslosparmetroscrticos,caudalunitario,tirantecrticoy velocidad critica. q =oBo=9.S81.2= 7.9u m3ss yc = _q2g_13= _7.9u29.81_13= 1.8S m Ic = yc g = 1,8S 9.81 = 4.21 ms -rea critica, permetro crtico, radio crtico y pendiente critica. Ac = B yc = 1.2 1.8S = 2.22 m2 Pc = B +2 yc = 1.2 +2 1.8S = 4.9u m R =AcPc=2.224.9u= u.4S m2m Sc = _ nAc Rc23_2= _9.48 u.u142.22 u.4S23_2= u.u1u4 UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com ! -Altura eficiente, altura de velocidad crtica y altura de velocidad normal. J =ycu.8=1.8Su.8= 2.S1 m b:c =Ic22 g=4.2622 9.81= u.92S m b:n =I122 g=4.S822 9.81= 1.u7 m -Altura de entrada a la alcantarilla. Ec = yc +b:c +b1-2-b:n Ec = yc +Ic22 g+b1-2-I122 g Ec = 1.8S +u.926 +u.uS6 -1.u71 = 1.76S m -Control de altura de entrada, ht = d = altura eficiente. Si Ec bt, cntonccs bt = 1.2Ec Si 1.76S 2.S1, no cumplc cntonccs Ec cs iguol ol colculoJo Como ht > He, entonces la alcantarilla tiene entrada libre. Si yn bt, cntonccs bt = 1.2yn Si 1.72 2.S1, no cumplc cntonccs yn cs iguol ol colculJo -Condicin de flujo. Si So > Sc, cntonccs lu]o supcrcritico Si u.u121 > u.u1u4, cntonccs lu]o supcrcritico -Altura a la salida de la alcantarilla y condicin de salida. Es = Ec +b:n -b:c -b1-3 -Prdida de carga a la salida de la alcantarilla. b1-3= S I = u.u12 4.S = u.uS4 Es = 1.76S +1.u7 -u.926 -u.uS4 = 1.84 m -La condicin de salida. yc > Es, entonces la salida es libre 1.85 > 1.84, por lo tanto la salida es libre UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com " 3)Comparamos los resultados que nos da el programa. 2.3.Captaciones. 2.3.1.Rejilla lateral. UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com # Parmetros de entrada: Parmetros de entrada rejilla. Caudal:caudal de diseo, (m3/s). Hr:carga de agua sobre cresta, (m). s:separacinenbarrasenfuncindeltamaodelaspartculasde material solido que trae el ro, (m). t: espesordelasbarras,estevalorestenfuncindelafuerzade empuje del agua y los materiales que trae la corriente, (m). P1: altura desde el fondo del ro hasta el umbral de la reja. P2: altura aguas debajo de la rejilla, desde el fondo del desripiador hasta el umbral de la rejilla, (m). z:prdida o desnivel entre las superficies de agua (asumido= 0.1 m). Mo: coeficiente de sumersin por Konovalov, Bazin o promedio. S: coeficiente de correccin por sumersin Bazin, Villemonte o promedio Forma de barrotes:laformadelosbarrotesyelcoeficientedeprdidaderejillasestn clasificados de acuerdo al siguiente grfico: UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com $ Diferente formas de barrotes de rejillas. Proceso de clculo: Laetapadeclculosserealizaluegodehaberingresadocorrectamentetodoslosdatosy presionar el botn Calcular rejilla. Botn Calcular rejilla Sialgndatonohasidoingresadoelprogramaloalertarapintandoeltextovacoderojo como se ve en el siguiente grfico. Alerta de dato faltante. UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com !0 Ejemplo de clculo: Para cargar el ejemplo de clculo damos clic en el botn Ejemplo de clculo el cual aadir al mdulo un ejemplo de los datos necesarios como se observa en el siguiente grfico. Botn Ejemplo de clculo Este botn se encuentra incluido en todos los mdulos que conforman la aplicacin, donde se necesiten ingresar datos. 1.Automticamente se llenara los datos como se observa en el siguiente grfico. Ejemplo de datos rejilla. UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com !% En la pantalla de ingreso de datos observamos los siguientes datos: Caudal:0.8 m3/s Hr:0.5 m s:0.05 m t: 0.006 m P1: 0.8 m P2: 0.6 m z:0.1 m Mo: promedio de Konovalov y Bazin S: promediode Bazin y Villemonte Una vez ingresados todos los datos damos clic en el botn Calcular rejilla y aparecen los textos ocultos que muestran los resultados: 2.La resolucin de este ejercicio se muestra a continuacin. -Revisamoslascondicionesparapoderconsiderarcomosumergidoel vertedero. Primera condicin (P1 +Bn) > P2 (u.8u +u.4u) > u.6uSi cuple Segunda condicin zP2 u.7u.1uu.6u u.7uSi cuple -Calculamos los coeficientes por sumersin y correccin por sumersin. S = 1.uS _1 +u.2 u.4uu.6u] _EnP2]13 S = 1.uS _1 +u.2 u.4uu.6u] (_u.2u.S]13= u.7u S (Iillcmontc) = u.SS;S(prom) = u.S4 Ho = _u.4u7 +u.u4S_ErEr +P1]__1 +u.28S_ErEr +P1]2_2 g Ho = _u.4u7 +u.u4S_u.Suu.Su +u.8u]__1 +u.28S_u.Suu.Su +u.8u]2_V2 9.81 = 1.96 UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com !2 Ho (Bozin) = 1.98; Ho(prom) = 1.97

-Se calcula el valor de b, nmero de barrotes, nmero de espacios y ancho total de la reja. b = _K S Ho Er32_ b = _u.8uu.8S u.S4S 1.97S u.Su32_ = 2.479 Nmero de espacios: n =bs=2.479u.uS= 49.6 = Su Nmero de barrotes, n - 1 = 50 1 = 49 barrotes El ancho total de la reja ser: Ir = B = 2.48 +(u.uu6 49) = 2.77 m

-Diseo conservador, considerando el ancho (b) ms el 10% de obturacin, ancho total de la reja y chequeo del caudal. b = 2.48 1u%Jc obturocion = 2.728 m Nmero de espacios: n =bs=2.728u.uS= S4.S6 = SS Nmero de barrotes, n - 1 = 55 1 = 54 barrotes El ancho total de la reja ser: B = 2.7S +u.uu6 S4 = S.uS4 m Chequeo: = K S Ho b Er32 = u.8S u.S4S 1.97 2.7S u.Su32 = u.88 m3s UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com !3 -Prdida de carga en la rejilla. br = k _ts]43 _I22 g_ scn(o) br = 2.42 _u.uu6u.uS ]43_ u.64S22 9.81_ scn(77.S) br = u.uuS m c o 3.Comparamos los resultados que nos da el programa con el ejemplo de clculo. UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com !4 2.3.2. Lecho filtrante. Parmetros de entrada: Caudal de diseo: caudal de diseo, (l/s). Caudal de mxima crecida:caudal, (m3/s). Tasa de infiltracin: velocidad de infiltracin, (m/h). Ancho del azud: ancho del azud, (m). Dimetro conducto principal: dimetro, (pulg). Longitud conducto principal:longitud, (m). Dimetro conducto lateral: dimetro, (mm). Espesor de la capa de grava: espesor, (m). Nmero de conductos laterales: nmero de tubos laterales. Longitud conducto lateral: longitud, (m). Separacin entre anillos: separacin, (m). Nmero de orificios por anillo: nmero de orificios. Prdidas locales y nmero de dimetro: en funcin de la pieza que escojamos de la lista. Altura desde el lecho de la vertiente hasta la cresta del azud, (m). Prdidas locales y el nmero de dimetro. UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com ! Proceso de clculo: Laetapadeclculosserealizaluegodehaberingresadocorrectamentetodoslosdatosy presionar el botn Calcular. Botn Calcular Sialgndatonohasidoingresadoelprogramaloalertarapintandoeltextovacoderojo como se ve en el Figura 1.9. Ejemplo de clculo: Para cargar el ejemplo de clculo damos clic en el botn Cargar ejemplo, el cual aadir al mdulo un ejemplo de los datos necesarios. 1)Automticamente se llenara los datos como se observa en el siguiente grfico. Ejemplo de datos lecho filtrante UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com !! En la pantalla de ingreso de datos observamos los siguientes datos: Caudal de diseo (l/s): 8 l/s Caudal de mxima crecida:0.59 m3/s Tasa de infiltracin: 3.6 m/h Ancho del azud: 1.8 m Dimetro conducto principal: 4 pulg. Longitud conducto principal:3.6 m Dimetro conducto lateral: 65 mmAltura desde la vertiente hasta el azud (m): 1.2 m Espesor de la capa de grava: 0.9 m Nmero de conductos laterales: 10 Longitud conducto lateral: 1.7 m Separacin entre anillos: 0.008 m Nmero de orificios por anillo: 3 Prdidas accesorios:Vlvula de compuerta abierta y vlvula de pie con colador Una vez ingresados todos los datos damos clic en el botn Calcular y aparecen los textos ocultos que muestran los resultados. 2)La resolucin de este ejercicio se muestra a continuacin. -Encontramoslasdimensionesdelsistemadefiltracinylalminade agua. rea: A =u.uu8u.uu1= 8 m2 Largo: b =A1.8u=81.8u= 4.4S m Lmina de agua: Altura desde el lecho de la vertiente hasta la cresta del azud = 1.20 m Espesor de la capa de grava = 0.90 m Imino Jc oguo = 1.2u -u.9u = u.Su m UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com !" -rea conducto principal y velocidad. Conducto principal: PVC sanitaria de 4 A =n 24=n u.1u16m24= u.uu81 m2 I =u.uu8u.uu81= u.98 ms -rea del conducto lateral, caudal por lateral y velocidad en cada lateral. rea del conducto: A =n 24=n u.u6S4= u.uuSS m2 Caudal por lateral: L=#tubos=u.uu81u= u.uuu8 m3s Velocidad en cada lateral: IL=u.uuu8u.uuSS= u.24 ms Nmero de anillos por lateral: Nonillos =IS=1.7uu.uu8= 212.S= 21S Nmero de orificios por lateral: Noriicios = Nonillos Noriicios por onillo = 21S S = 6S9 -reapororificiocondimetro3mm(impuesto)ysumatoriadelasreas de orificios por lateral. A =n u.uuS24= u.uuuuu7u m2 -Sumatoria de las reas de orificios por lateral. A= Noriicios A= 6S9 u.uuuuu7u = u.uu4 m2 UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com !# -Prdidas por lecho filtrante. & 'el material& 'el materialEs(esor 'eP)r'i'as h* +(ulg,+cm,la ca(a +cm,+m, 0.%.2"200.00"3$ 3-#0.$2300.020%0 %-40.!3300.0423 %2.4%00.000$42 P)r'i'a total (or lecho *iltrante +h*, .0.0"3#2% m -Prdidas en el conducto principal (hp), en los conductos laterales (h1), en elmltiplecolector(hm),prdidasporaccesorios(ha),prdidapor salida (hs) y prdida por entrada (he). Clculo de la pendiente en el conducto principal (Sprin), segn Manning: Spn= _nAR23_2= _u.uu8 u.uu9u.uu81 u.u2S423_2= u.u1uS mm bp = S.6 u.u1uSS= u.u126 m Clculo de la pendiente en el conducto lateral (Slat): S = _ nAR23_2= _u.uu8 u.u2u.uuSS u.u1623_2= u.S6 mm Clculo de las prdidas en tuberas laterales:b = 1.7u x u.S6S x 1u = u.S2 m Finalmente las prdidas en el mltiple colector: b = bp+ b = u.u126 +u.S2 = u.SS28 m -Prdidas por accesorios (ha). La longitud equivalente se la determina como un cierto nmero n de diametros del tubo, para lo cual se puede utilizar la tabla siguiente: UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com !$ Accesorio&+(ulg,&+m, /0 'e 'i1m.Longitu' E2uivalente 3e4 sali'a 5ilateral40.%0%!!!.!04 61lvula 'e com(uerta a5ierta40.%0%!#0.#%3 LEtotal.".4%!# m b= IESn= 7.41 u.u1uS = u.u778m -Prdida por salida (hs). I = u.987 ms/ , K = 1 bs =K I22 g=1 u.9822 9.81= u.u49 m -Prdida por entrada (he). IL= u.241ms/ , K = u.S bc =K IL22 g=u.S u.2422 9.81= u.uu147 m -Prdidas de carga en el sistema de captacin. E = b] + b+ b+ b + b= u.u7S8 +u.u778 +u.SS28 +u.u49+u.uu147 = u.188 m AdoptamosE = u.19 m UNIVERSIDADTCNICAPARTICULAR DE LOJA Titulacin de IngenieraCivil Patricio Ivan Melgar Guachisaca.E-MAIL: ivanmg03@gmail.com "0 3)Comparamos los resultados que nos da el programa.