ESQUEMA FINAL DEL DESARENADOR

8.00 22.00 8.00

DISEÑO ESTRUCTURAL DE LA POZA DE SEDIMENTACION

Determinacion de Cargas :Considerando una sección generica y cuando la estructura no conduce agua,en cuyo caso actúan unicamente el peso propio ,el empuje de tierra y sobrecarga por peso de acemilas y personas

0.20 5.00 0.20

0.30

2.50 1.20

1.00

0.20

1.0

0.2

2.15 0.70 2.15

E1

E2

a1

a2

D C

B

A

Losa de Operación a = 1.50 m

Losa de Operación a = 1.50 m

DISEÑO DE LOS MUROS :VIGA EN CANTILIVER

Area de acero :As =Mud / (ø*fy*(d-a/2)a = As*fy / (0.85*f´c*b)

Ø(pulg.) As Ø(cm.) 3/8" 0.71 0.953 1/2" 1.27 1.270 5/8" 2.00 1.588

a) Empuje activo:E1 = 1/2*ko*γs*(2*h` + H1)*H1 donde:E1 = 0.73 tn ko = 0.286

γs = 1.60 tn/m³

h` = altura equivalente de sobrecargah` = 0.31 m

a1 =a1 = 0.57 m

b) Momentos Flectores "B"Ma1 = E1 * a1 = 0.42 tn - mMu = 1.65 * MB = 0.69 tn - mVu = 1.65 * E1 = 1.20 tn

c) Diseño Estructural :f`c = 280.00 kg/cm²e = 20.00 cm d = e - rec -Ø(3/8")/2

f`y = 4200.00 kg/cm² d = 15.52 cmrec = 4.00 cmb = 100.00 cmØ = 0.85 θ = 30 º γc = 2.40 tn/m3 s/c = 500.00 kg/m²

* Por Flexion :dm = √(219.06*Mu/b)dm = 3.89 dm < d OK!

* Por Cortante :Vc = 0.53 * √f`c = 8.87 kgVuc = Vu / ( Ø * b * d ) = 0.91 kg

Vc > Vuc OK!

* Calculo de área de acero

Mud b di a(dado) a(calc) As(cm2)69015.38 100.00 15.52 0.133 0.208 1.18

* Acero mínimo :As = 0.0012*b*dAs = 1.86 cm2

separación= 0.38usamos Ø 3/8" @ 0.30 m.

* Acero LonguitudialAs1 = 0.002*b*tAs = 4.00 cm2

separación= 0.178usamos Ø 3/8" @ 0.175 m.

para Ø = 90° →

1/3*H1*(H1+3*h`)/(H1 + 2h`)

E1

a1

C

B

A

H1

h

MUROS INCLINADOS

h` = 0.31

H1 = 1.50

H2 = 1.00

Empuje Activo :E2 = 1/2*γs*H2*ko*(2*h` + 2*H1 + H2) =a1 = 1/3*H2*[3*(H1+h`)+H2]/[2*(H1+h`) + H2]

Usando el gráfico del libro Proyectos de Obras Hidraulicas de Jesus Villaseño C.para Ø = 30º ko = 0.00

* Efectos por peso propio:W1 = e * H1 * γc W2 = e * H2 cscØ * γcW1 = 0.72 tn W2 = 0.96 tn

* momento Flector en "C"Me = `E1 (a1 + H2) - w1*H2*ctgØ - 1/2*W2*H2*ctgØ Me = -0.93 tn-m

* Calculo de área de acero

Mud b di a(dado) a(calc) As(cm2)-93088.60 100.00 15.52 0.053 -0.280 -1.59

* Acero mínimo :As = 0.0012*b*dAs = 1.86 cm2

separación= 0.381usamos Ø 3/8" @ 0.35 m.

* Acero Longuitudial (Por Montaje)As1 = 0.002*b*dAs = 4.00 cm2

separación= 0.178usamos Ø 3/8" @ 0.175 m.

LOSA DE FONDO :

a las fuerzas verticales originadas por los cantiliver más el efecto de momento que transmiteel volado ,es decir se presentará la siguiente condicion

siendo L = ancho de la losa

1.50

1.00

Considerando la losa de fondo como una viga simplemente apoyada teniendo como reacciones

E1

E2

a1

a2

Ø=34º

W2

W1

W1*SENØ

W2*SENØ

R=(W1+W2)SEN²Ø(W1+W2)SENØ

L

Ro Rc

q

CDM

M

Peso de muros laterales:R = (W1+W2)*SEN²ØR = 0.42 tn

Reacción Neta del Terreno:Peso de paredes = 2 * R = 0.84 tnPeso propio de la losa = e*γc*L = 0.34 tn

q = (2*R+e*γc*L)/Lq = 1.68 tn/m

Reacciones Rc = RD = q * L /2Rc = RD = 0.59 tn

Cortante Ultimo:Vu = 1.65*RcVu = 0.97 tn

Momento en los apoyos:

Mc = `-Mc + q*L²/8 - RD*L/2Mc = 0.83 ton-m

Mu = 1.65*McMu = 1.37 ton-m

Verificacion:* Por Flexion: dm = √(219.06*Mu/b)

dm = 5.47 cm OK!

* Por Cortante :Vc = 0.53 * √f`c = 8.87 kgVuc = Vu / ( Ø * b * d ) = 0.74 kg

Vc > Vuc OK!

* Calculo de área de aceroSe usara para contrarestar las fuerzas de subpresión:

Mud b di a(dado) a(calc) As(cm2)136617.68 100.00 15.52 0.143 0.413 2.34

* Acero mínimo :As = 0.0018*b*dAs = 2.79 cm2

separación= 0.25usamos Ø 3/8" @ 0.25 m.

* Acero LonguitudialAs1 = 0.002*b*dAs = 4.00 cm2

separación= 0.178usamos Ø 3/8" @ 0.175 m.

Losa de operación al ingreso del desarenadorCaracteristicas Geometricas

Esquema de las caracteristicas geometrica de la losa de operación

h

0.25 m 5.00 m 0.25 m

Datos

5.00 m h = 0.208324

Asumimos: h = 0.1 m

f'c = 210 kg/cm2fy = 4200 kg/cm2s/c = 750 kg/m2

Analisis estructural

Se analizara como una loza maciza continua armada en una sola direccion

Diseño Estructural

Esquema del analisis estructural de la losa de operación

1/12 1/12

1/24

ℎ=𝐿/24

Metrado de Cargas

Carga Muerta (D) (ton/m)= 0.1 1 2.4 = 0.24Carga Viva (L) (ton/m)= 0.75 1 = 0.75

Carga ultimaW (ton/m)= 1.5 0.24 1.8 0.75 1.710

Como se colocara solo refuerzo en el centro del espesor de la losa, calculamos el momento mas desfavorable.

0.285 ton-m

Calculo de areas de acero

Acero Principal :Utilizando las formulas para el calculo de acero se obtiene:

Para el calculo de acero se necesita el peralte efectivo: d = 5.00 cm

Igualando ambas formulas obtenemos:

As = 1.57 cm2a = 0.37 cm

Cuantia de diseño : = 0.0031Cuantia minima : = 0.0024 Se utiliza el acero

Calculo de acero con cuantia minima

As = 0.0024 100 5.00

Distribucion de acero a utilizar:As = 1.57 cm2

= 0.455 m

Distribucion de aceros :

Acero por contraccion y temperatura :

As = 0.0018 100 10.00

����

��

��

��

+ =(𝑊 𝑙^2)/10=(1.71 / 𝑡𝑜𝑛 𝑚 𝑥 〖 (2.00 )𝑚 " " 〗^2)/24=

𝐴_(𝑠= ) 𝑀_𝑢/(0.9 𝑓𝑦 (𝑑−𝑎/2)) 𝛼=(𝐴_𝑠 𝑓𝑦)/(0.85 𝑓^′ 𝑐 𝑏)

����

√

��

��

𝑆∅1∅ 3/8 @ 0.300 m

@

√��

��

As = 1.80 cm2= 0.396 m

Distribucion de aceros :Verificacion por corte

L = 0.975 mVu' = 1.667 ton/m

Calculo de cortante ultimo efectivo :

Vu= 3.335 kg/cm2

Calculo de cortante resistente del concreto:

= 0.85Vc = 6.528 kg/cm2

Debe cumplirse:

Vu < Vc 6.53 3.33 CONFORME

𝑆∅ @

1∅ 3/8 @ 0.300 m

𝐿=0.50 (2.00 𝑚 −0.05 𝑚)Vu'=1.710 𝑡𝑜𝑛/𝑚 𝑥 0.975 𝑚 𝑉𝑢= 𝑉𝑢′/(𝑏 𝑑)𝑉𝑢=(1.667 /𝑡𝑜𝑛 𝑚" " )/(100 𝑐𝑚 𝑥 5.00 𝑐𝑚)

𝑉𝑐=∅ 0.53 √(𝑓^′ 𝑐)∅

>

C.- DISEÑO ESTRUCTURAL DE LA POZA DE SEDIMENTACION

Determinacion de Cargas :Considerando una sección generica y cuando la estructura no conduce agua,en cuyo caso actúan unicamente el peso propio ,el empuje de tierra y sobrecarga por peso de acemilas y personas

0.20 1.00 0.20

#REF!

#REF! #REF!

#REF!

0.20

#REF! #REF! #REF!

DISEÑO DE LOS MUROS :VIGA EN CANTILIVER

Area de acero :As =Mud / (ø*fy*(d-a/2)a = As*fy / (0.85*f´c*b)

Ø(pulg.) As 3/8" 0.71 1/2" 1.27 5/8" 2.00

a) Empuje activo:E1 = 1/2*ko*γs*(2*h` + H1)*H1 donde:E1 = #REF! tn ko =

γs =

h` = altura equivalente de sobrecargah` = 0.31

a1 = 1/3*H1*(H1+3*h`)/(H1 + 2h`)a1 = #REF! m

b) Momentos Flectores "B"Ma1 = E1 * a1 = #REF! tn - mMu = 1.65 * MB = #REF! tn - mVu = 1.65 * E1 = #REF! tn

c) Diseño Estructural :f`c = 210.00 kg/cm²

para Ø = 90° →

E1

E2D C

B

A

Ø=30º

E1

a1

C

B

A

H1

h

e = 20.00 cm d = e - rec -Ø(3/8")/2f`y = 4200.00 kg/cm² d = 15.52rec = 4.00 cmb = 100.00 cmØ = 0.85 θ = 30 γc = 2.40 tn/m3 s/c = 500.00

* Por Flexion :dm = √(219.06*Mu/b)dm = #REF! dm < d

* Por Cortante :Vc = 0.53 * √f`c = 7.68 kgVuc = Vu / ( Ø * b * d ) = #REF! kg

Vc > Vuc #REF!

* Calculo de área de acero

Mud b di a(dado) a(calc)#REF! 100.00 15.52 0.133 #REF!

* Acero mínimo :As = 0.0012*b*dAs = 1.86 cm2

separación= 0.38usamos Ø 3/8" @ 0.30 m.

* Acero LonguitudialAs1 = 0.002*b*tAs = 4.00 cm2

separación= 0.178usamos Ø 3/8" @ 0.175 m.

MUROS INCLINADOS

h` = 0.31

H1 = #REF!

H2 = #REF!

Empuje Activo :E2 = 1/2*γs*H2*ko*(2*h` + 2*H1 + H2) =a1 = 1/3*H2*[3*(H1+h`)+H2]/[2*(H1+h`) + H2]

Usando el gráfico del libro Proyectos de Obras Hidraulicas de Jesus Villaseño C.para Ø = 30º ko = 0.00

* Efectos por peso propio:

E1

E2

a1

Ø=30º

W1 = e * H1 * γc W2 =W1 = #REF! tn W2 =

* momento Flector en "C"Me = `E1 (a1 + H2) - w1*H2*ctgØ - 1/2*W2*H2*ctgØ Me = #REF! tn-m

* Calculo de área de acero

Mud b di a(dado) a(calc)#REF! 100.00 15.52 0.053 #REF!

* Acero mínimo :As = 0.0012*b*dAs = 1.86 cm2

separación= 0.381usamos Ø 3/8" @ 0.30 m.

* Acero Longuitudial (Por Montaje)As1 = 0.002*b*dAs = 4.00 cm2

separación= 0.178usamos Ø 3/8" @ 0.175 m.

LOSA DE FONDO :

a las fuerzas verticales originadas por los cantiliver más el efecto de momento que transmiteel volado ,es decir se presentará la siguiente condicion

siendo L = ancho de la losa

#REF!

#REF!

Peso de muros laterales:R = (W1+W2)*SEN²ØR = #REF! tn

Reacción Neta del Terreno:Peso de paredes = 2 * R = #REF! tnPeso propio de la losa = e*γc*L = #REF! tn

q = (2*R+e*γc*L)/Lq = #REF! tn/m

Reacciones Rc = RD =q * L /2Rc = RD = #REF! tn

Considerando la losa de fondo como una viga simplemente apoyada teniendo como reacciones

Ø=30º

W2

W1

W1*SENØ

W2*SENØ

R=(W1+W2)SEN²Ø(W1+W2)SENØ

L

Ro

q

DM

Cortante Ultimo:Vu = 1.65*RcVu = #REF! tn

Momento en los apoyos:

Mc = `-Mc + q*L²/8 - RD*L/2Mc = #REF! ton-m

Mu = 1.65*McMu = #REF! ton-m

Verificacion:* Por Flexion: dm = √(219.06*Mu/b)

dm = #REF! cm #REF!

* Por Cortante :Vc = 0.53 * √f`c = 7.68 kgVuc = Vu / ( Ø * b * d ) = #REF! kg

Vc > Vuc #REF!

* Calculo de área de aceroSe usara para contrarestar las fuerzas de subpresión:

Mud b di a(dado) a(calc)#REF! 100.00 15.52 0.143 #REF!

* Acero mínimo :As = 0.0018*b*dAs = 2.79 cm2

separación= 0.25usamos Ø 3/8" @ 0.20 m.

* Acero LonguitudialAs1 = 0.002*b*dAs = 4.00 cm2

separación= 0.178usamos Ø 3/8" @ 0.175 m.

Area de acero :As =Mud / (ø*fy*(d-a/2)a = As*fy / (0.85*f´c*b)

Ø(cm.)0.9531.2701.588

0.2861.60 tn/m³

h` = altura equivalente de sobrecargam

E2

a1

a2

e - rec -Ø(3/8")/2cm

ºkg/m²

#REF!

As(cm2)#REF!

a1

a2

e * H2 cscØ * γc#REF! tn

As(cm2)#REF!

a las fuerzas verticales originadas por los cantiliver más el efecto de momento que transmite

siendo L = ancho de la losa

onsiderando la losa de fondo como una viga simplemente apoyada teniendo como reacciones

Rc

q

C

M

As(cm2)#REF!

149.03

2287.77

2289.21

#REF!

1.2

2286.67

148.28 #REF!

Canaleta de Purga de 0.60*0.60

S = 0.15 %

S = 2.00 %

S = 5.00 %

S = 2.00 %

148.78

0.50

148.28

Canaleta de Purga de 0.60*0.60

S = 1.00 %

S = 5.00 %

S = 2.00 %