DISEÑO DE PRESA DE GRAVEDAD DE CONCRETO CICLOPEO
CON VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO DE 432,507.61 M3.I.- DIMENSIONAMIENTO Y PARAMETROS DE DISEÑO
CARACTERISTICAS GEOMETRICAS DE PRESA
DESCRIPCION SIMBOLOS MEDIDA UNIDADAltura del cimiento de muro h1 = 1.50 mAltura de cuerpo de muro h2 = 20.00 mAltura de la corona del muro h3 = 2.00 mAltura de sedimentos n1 = 2.00 mAltura del nivel muerto de agua n2 = 2.00 m
DATOS Altura agua para volumen util n3 = 10.00 mAltura por avenida maxima n4 = 1.00 mAltura adicional borde libre n5 = 1.00 mBase del talud interior muro pantalla b1 = 3.50 mBase de la corona del muro b2 = 1.50 mBase de talud exterior muro pantalla b3 = 6.00 m COPIABase del talon del muro de presa B1= 9.00 mBase del pie del muro de presa B2= 0.50 mBase total del muro de la presa B3= 11.00 mBase total del cimiento de la presa B= 20.50 m
1.50mNIVEL DE AGUA INCLUYENDO AVENIDA. 1.00
1.00 2.00mA………..A
16.0023.50m
20.00m
2.00
2.00B………….B
1.50m
C………...C9.00m 3.50m 1.50m 6.00m 0.50m
PROPIEDADES Y CARACTERISTICAS DE MATERIALESResistencia del terreno (X Factor de Sefuridad F = 3) 2.500Angulo de fricción 30.000 ºCoeficiente de fricción fi = 0.577
Resistencia del Concreto muro pantalla f'c = 175.000
Resistencia del Concreto zapatas f'c = 175.000
Peso especifico del concreto 2,300.000
Peso especifico del terreno 1,750.000
Peso especifico del agua 1,000.000Coef. de fricción : albañ./albañ. f alb/alb = 0.700Coef. de fricción : albañ./arcilla seca f alb/arc = 0.500Anguo entre la horizontal y la linea accion de E 15.000 ºaltura adicional por sobrecarga h' = 0.500 m
Modulo de elasticidad de concreto muro pantalla 198,431.348
Modulo de elasticidad de concreto muro zapata 198,431.348SABEMOS QUE LOS ESFUERZOS ADMISIBLES SON:
Padm: Esfuerzo admisible a la compresion padm =0,40*f'c = 70.00
tadm: Esfuerzo admisible a la traccion tadm = 0,03*f'c = 5.25
= Kg/cm2
=
Kg/cm2
Kg/cm2
C = Kg/m3
r = Kg/m3
= Kg/m3
w = /2 =
c= Kg/cm2
c= Kg/cm2
Kg/cm2
Kg/cm2
VOLUMEN DE AGUA: 432,507.61 M3
ALTURA DEL NIVEL DE AGUA SOBRE EL SEDIMENTO EN LA PRESA : 2 METROS Ṿ
NIVEL SEDIMENTOS: 2METROS Ṿ
ALTURA DE CIMIENTO: 1.60 M_____________Ṿ_
A1
A2
A4
A3
n5
n4
n3
n2
n1
h1
h2
h3
b2
B1 b1 b2 b3 B2
DISEÑO DE PRESA DE GRAVEDAD DE CONCRETO CICLOPEOII.- VERIFICACION Y CONTROL DE ESTABILIDAD DE LA PRESA
SECCION A-A2.1.1.- GRAFICA A-A
2.1.2.- FUERZAS HORIZONTALES Y VERTICALESPRESION DE AGUA
Ha=n4 Ha = 1.000 m Altura de agua dh = 0.333 m Linea de empujeEh = 500.000 Kg Empuje hidrostatico.
DESCRIPCIONFV Xi Mr FH Yi Mv
(Kg) (m) (Kg-m) (Kg) (m) (Kg-m)Eh: Empuje de agua 0.000 0.000 0.000 500.000 0.333 166.500Pp:Pantalla del muro 6,900.000 0.750 5,175.000
SUB-TOTAL 6,900.000 5,175.000 500.000 166.500
2.1.3.- EXCENTRICIDAD (e) : b2 = 1.500 m corona de muro 0.726 m
e = B/2 - Xo= 0.024 mABS e = 0.024 m
0.024 < 0.250 1.000 CONFORME
2.1.4.- VERIFICACION POR TRACCION Y COMPRESION AL CONCRETO (p) :
= 0.504 Esfuerzo compresion
= 0.416 Esfuerzo traccion.
0.000 0.504 ≤ 70.000 CONFORME
0.000 0.416 ≤ 5.250 CONFORME
2.1.5.- VERIFICACION POR VOLTEO (Vv) :Cv = Mr/Mv Vv = 31.081
31.081 > 1.500 1.000 CONFORME
2.1.6.- VERIFICACION POR DESLIZAMIENTO (Vd) :Coef. fricción : f = 0.700
Vd = 9.6609.660 > 1.500 1.000 CONFORME
SECCION B-B2.2.1.- GRAFICA B-B
2.2.2.- FUERZAS HORIZONTALES Y VERTICALESPRESION DE AGUA
Ha=h2+n4-n1 Ha = 15.000 m Altura de agua dh = 5.000 m Linea de empujeEh = 112,500.000 Kg Empuje hidrostatico.
Eh =(1/2)* *Ha*(Ha)
Xo=(Mr-Mv)/FV=
e ≤ B/6
p1 = FV/(B*L)*(1+6*e/B) Kg/cm2
p2 = FV/(B*L)*(1-6*e/B) Kg/cm2
< p1 =< p2 =
Vd = FV*f/FH
Eh =(1/2)* *Ha*(Ha)
DISEÑO DE PRESA DE GRAVEDAD DE CONCRETO CICLOPEOEMPUJE DE TIERRA
Hsedim = 2.000 m altura de Suelo
C = 0.333ds = (Hf/3)*((Hf+3*h')/(Hf+2*h')) ds = 0.778 m Linea de accion horiz.
Es = 1,748.250 KgEH = 1,748.183 Kg/m Empuje horizontal EV = 15.256 Kg/m Empuje vertical
DESCRIPCIONFV Xi Mr FH Yi Mv
(Kg) (m) (Kg-m) (Kg) (m) (Kg-m)Es : Empuje de Tierras 15.256 0.450 6.865 1,748.183 0.778 1,360.086Eh : Empuje de agua 0.000 0.000 0.000 112,500.000 5.000 562,500.000Pp:Pantalla del muro A1 75,900.000 4.250 322,575.000
A2 80,500.000 1.167 93,943.500A3 138,000.000 9.000 1,242,000.000
SUB-TOTAL 294,415.256 1,658,525.365 114,248.183 563,860.086
2.2.3.- EXCENTRICIDAD (e) : b1+b2+b3+b4 = 11.000 m base muro 3.718 m
e = B/2 - Xo= 1.782 mABS (e) = 1.782 m
1.782 < 1.833 1.000 CONFORME
2.2.4.- VERIFICACION POR TRACCION Y COMPRESION (p) :
= 5.278 Esfuerzo compresion
= 0.075 Esfuerzo traccion.
0.000 5.278 ≤ 70.000 CONFORME
0.000 0.075 ≤ 5.250 CONFORME
2.2.5.- VERIFICACION POR VOLTEO (Vv) :Vv = Mr/Mv Vv = 2.941
2.941 > 1.500 1.000 CONFORME
2.2.6.- VERIFICACION POR DESLIZAMIENTO (Vd) :Coef. fricción : f = 0.700
Vd = 1.8041.804 > 1.500 1.000 CONFORME
LOS DATOS DE ESTA SECCION SON IMPORTANTES PARA EL DISEÑO DE PRESASECCION C-C
2.3.1.- GRAFICA C-C
2.3.2.- FUERZAS HORIZONTALES Y VERTICALESPRESION DE AGUA
Ha=h2+n4 Ha = 21.000 m Altura de agua que genera presiondh = 7.000 m Linea de empuje Eh = 220,500.000 Kg Empuje hidrostatico.
EMPUJE DE TIERRAn1 = 2.000 m Altura de suelo que genera empuje activo
C = 0.333ds = (Hf/3)*((Hf+3*h')/(Hf+2*h')) ds = 0.778 m Linea horiz. De empuje
Es = 1,748.250 KgEH = 1,514.029 Kg/m Empuje horizontal EV = 874.125 Kg/m Empuje vertical
DESCRIPCIONFV Xi Mr FH Yi Mv
(Kg) (m) (Kg-m) (Kg) (m) (Kg-m)Es : Empuje de Tierras 874.125 4.500 3,933.563 1,514.029 0.778 1,177.915Eh: Empuje de agua 0.000 0.000 0.000 220,500.000 7.000 1,543,500.000Pp:Pantalla del muro A1 75,900.000 13.250 1,005,675.000
A2 80,500.000 11.333 912,306.500A3 138,000.000 18.000 2,484,000.000A4 70,725.000 10.250 724,931.250
Pt :Tierra del talon 31,500.000 4.500 141,750.000SUB-TOTAL 397,499.125 5,272,596.313 222,014.029 1,544,677.915
C = (Tan(45º-/2))2
Es =(1/2)* r*Hf*(Hf+2*h')*C Empuje del suelo
EH = E*Cos(w)EV = E*Sen(w)
Xo=(Mr-Mv)/FV=
e < B/6
p1 = FV/(B*L)*(1+6*e/B) Kg/cm2
p2 = FV/(B*L)*(1-6*e/B) Kg/cm2
< p1 =< p2 =
Vd = FV*f/FH
Eh =(1/2)* *Ha*(Ha)
C = (Tan(45º-/2))2
Es =(1/2)* r*Hf*(Hf+2*h')*C Empuje del suelo
EH = E*Cos(w)EV = E*Sen(w)
DISEÑO DE PRESA DE GRAVEDAD DE CONCRETO CICLOPEO2.3.3.- EXCENTRICIDAD (e) : B = 20.500 m base muro
9.378 me = B/2 - Xo 0.872 m
ABS (e) = 0.872 m0.872 < 3.417 1.000 CONFORME
2.3.4.- VERIFICACION POR TRACCION Y COMPRESION AL SUELO (p) :
= 2.434 Esfuerzo compresion
= 1.444 Esfuerzo traccion.
0.000 2.434 ≤ 2.500 CONFORME
0.000 1.444 ≤ 2.500 CONFORME
2.3.5.- VERIFICACION POR VOLTEO (Vv) :Vv = Mr/Mv Vv = 3.413
3.413 > 1.500 1.000 CONFORME
2.3.6.- VERIFICACION POR DESLIZAMIENTO (Vd) :Coef. fricción : f = 0.500
Vd = 0.8950.895 > 1.500 0.000 Modificar dimensiones
(OJO SE PONDRA UN DENTELLON EN LA
BASE DE 2 M DE PROFUNDIDAD Y 4 M DE
LARGO)
Xo=(Mr-Mv)/FV=
e < B/6
p1 = FV/(B*L)*(1+6*e/B) Kg/cm2
p2 = FV/(B*L)*(1-6*e/B) Kg/cm2
< p1 =< p2 =
Vd = FV*f/FH
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