DISEÑO HIDRÁULICO DEL SIFON INVERTIDO ok

DISEÑO DE DESARENADOR PARA CANALES DE RIEGO

NOMBRE DEL PROYECTO : CONSTRUCCIÓN SISTEMA DE IRRIGACIÓN INTEGRAL RIO TOTOS

MARGEN DERECHA

UBICACION DEL DESARENADOR : Progresiva 1+914 Antes de ingreso de sifón

(junto con la cámara de carga)

: Progresiva 8+422 antes de caída de canal tuberia

A.- CAUDAL : (Q) 0.25 m3/seg

Considerando el efecto retardatorio de la velocidad de sedimetacion

La velocidad se calcula utilizando la formula de Camp.

Escogemos un D particulas a eliminar = 1.00 mm Entonces V=a*(D(mm))^0.5= 0.44 m/seg

B.- VELOCIDAD HORIZONTAL : (Vh =de 0.20 a 0.50 m/seg) 0.50 m/seg

C.- PROFUNDIDAD DE DECANTACION : (d d máximo 1.00 m.) 0.30 metros

D.- VELOCIDAD DE DECANTACION : (Vd , ver cuadro) 0.20 m/seg

E.- FACTOR DE SEGURIDAD : ( f = de 2 a 3 ) 2.00

F.- CANTIDAD DE SEDIMENTOS QUE

TRANSPORTA EL CANAL EN UN AÑO : (CS) 0.01 Kg/m3.

G.- FRECUENCIA DE VACIADO DEL DEPOSITO

VECES POR MES : (VT) 0.75

H DENSIDAD DE LA ARENA : (d a) 1650.00 Kg/m3.

I TIEMPO DE VACIADO : (T) 453600.00 seg.

J.- CANTIDAD DE SEDIMENTOS ABSORVIDO

POR EL SEDIMENTADOR : (CaSe) 1134.00 Kg.

K.- DENSIDAD DE LA ACUMULACION

DE LA ARENA : (d aa ) 1237.50 Kg/m3.

L.- VOLUMEN DEL SEDIMENTO : (Vsedim.) 0.92 m3.

M.- LONGITUD DE DECANTACION (del desarenador) : (Ld) 1.50 metros

Ld=fx(V*h/w) DIMENSION A UTILIZAR 2.50 metros

N.- ANCHO DEL DESARENADOR : (b) 1.67 metros

b=Q/(h*b) DIMENSION A UTILIZAR 1.20 metros

O.- PROFUNDIDAD DE RECOLECCION : (d r) 0.31 metros

DIMENSION A UTILIZAR 0.30 metros

P.- LONGITUD DE TRANSICION

b = 0.86

Lt = 0.8

LT=12(w−b )

1Tg12.5 º

LT=12(w−b )

1Tg12.5 º

Canal de Limpia

El canal lo diseñaremos para que permitirá arrastrar a los materiales de sedimentación de la cámara

del desarenador, con el flujo supercrítico.

Qpurga = 50%Q = 0.125 lps.

b= 0.3 m

Yc = 0.1 m

V = 0.0041666667 m/s

Sc = 9.0541E-05 %

Nº Froude = 0.0042068231 Flujo Subcrítico

DISEÑO DEL SIFON INVERTIDO L=507.00 mts.

PROYECTO: CONSTRUCCIÓN SISTEMA DE IRRIGACIÓN INTEGRAL RIO TOTOS

MARGEN DERECHADATOSDIMENSIONES DEL SIFONQdiseñoDiámetro del SifónCota de entrada al sifónCota de salida al sifónAhogamientoLongitud del Sifón (se condiresa inclinado)Progresiva inicioProgresiva salidaCARGAS Y OTROS ELEMENTOS PARA EL DISEÑO DE DADOS

Peso específico del concreto = (w)Peso específico del agua = (W)Resistencia de concreto del muro (f¨c)Coeficiente Fricción = (f)Factor de seguridad al volteoFactor de seguridad al deslizamiento

1).- Calcular las dimensiones del canalCanal de entrada

Y1=V1=

Canal de entradaCota Fondo=Cota espejo=

2).- Calcular las dimensiones del conducto del SifónSuponer una velocidad en el conducto

Hallamos las velocidades en los diferentes tramosAplicamos la ecuación de continuidad

Luego el diámetro del Sifón será

Ahora la velocidad, correspondiente para D=16 pulgadas y caudal Qd=0.25 m3/seg

V= 1.927 m/seg.

3).- Cota de Sumergencia de la abertura superior del ingreso del sifónCOTA1'' =

Donde:

0.1305

e= 0.144

COTA1'' =

4).- Cálculo de pérdidas en el sifóna).- Pérdida por transicón de entrada al Sifón

H1e=

b).- Pérdida por fricción en el sifón

Hf= SL = 3.563Donde :

n= 0.009

v= 1.927D= 0.41R= 0.102L= 564.55

Como la perdida es mayor en el desnivel topograficoDesnivel= 12.82

Como el Desnivel 12.82

Si D'= 16D'= 0.4064A'= 0.130V'= 1.927R'= 0.102

Hf= SL = 3.564

c).- Perdidas de carga por cambio de dirección o codosUna fórmula muy empleada es:

0

Donde :

e= 1.10 Dhv

Dhv =(V2^2-V1^2)/2gDhv =

hD= c√(D/90).v^2/2ghD=

Kc= 0.25Para el primer TramoProgresiva 1+914.09

1+930Pendiente 57.3%

D1= 29.81

0.029

Para el Segundo TramoProgresiva 1+930


D1= 36.3159

0.032Para el Tercer TramoProgresiva 1+990


D1= 26.8394

0.028Para el cuarto TramoProgresiva 2+1020


D1= 20.8068

0.025Para el quinto TramoProgresiva 2+1120


D1= 23.6053

0.026Para el sexto TramoProgresiva 2+1140


D1= 12.8439

0.019Para el septimo TramoProgresiva 2+1160

2+1166.18Pendiente 85.5%

D1= 40.5304

0.034Para el octavo Tramo

hD= c√(D/90).v^2/2ghD=

hD= c√(D/90).v^2/2ghD=

hD= c√(D/90).v^2/2ghD=

hD= c√(D/90).v^2/2ghD=

hD= c√(D/90).v^2/2ghD=

hD= c√(D/90).v^2/2ghD=

hD= c√(D/90).v^2/2ghD=

Progresiva 2+1166.182+1195.96

Pendiente 0.0%D1= 0.0000

0Para el noveno TramoProgresiva 2+1195.96

2+1240.01Pendiente 35.7%

D1= 19.6466

0.024Para el decimo TramoProgresiva 2+1240.01

2+1260.01Pendiente 72.6%

D1= 35.9796

0.032Para el onceavo TramoProgresiva 2+1260.01

2+1280.01Pendiente 29.3%

D1= 16.3306

0.022Para el doceavo TramoProgresiva 2+1280.01

2+1390.01Pendiente 51.4%

D1= 27.2032

0.028Para el treceavo TramoProgresiva 2+1390.01

2+1418.97Pendiente 67.2%

D1= 33.9118

0.031

Perdidas de cargas totales por cambio de direcciòn

0.33d).- Pérdida por transición de salida del Sifón

H1e=

5).- En resumenLas pérdidas de cargas totales son

h1e= 0.012

hD= c√(D/90).v^2/2ghD=

hD= c√(D/90).v^2/2ghD=

hD= c√(D/90).v^2/2ghD=

hD= c√(D/90).v^2/2ghD=

hD= c√(D/90).v^2/2ghD=

hD= c√(D/90).v^2/2ghD=

htotalD=

Hf= 3.5630.33

h1s= 0.023

HfT= 3.928

Para cuestiones de diseño se tieneHfT Aceptado =1.25 HfT

HfT Aceptado = 4.91

Cálculo de la carga Disponiblev= 1.927L= 564.55n= 0.009d= 0.4064

Se= (1.927*0.009/(0.4064/4)^(2/3))^2 = 0.00634439436802258

Hf= 3.582

6).- Cálculos en el Sifón6.1).- Cáculo de Y2 y hts:

Aplicando la ecuación de BernoulliZ2+Y2+V2^2/2g =Z1+Y1+V1^2/2g+htsDonde:

Y1= 0.340V1= 1.040Z1= 3563.060

F= 0.660T1= 0.960T2= 0.400

Cálculo de longitud de Transición en salida de Sifóna).- La longitud de Transición interior de rectangular a circular será

Lti=1.50Dtubería = 1.5*0.406 = 0.61 mtsb).- Y la longitud de transición exterior de canal trapezoidal exterior a caja rectangular será.

Lt=(0.96-0.4)/2*TAN(22.50) = 0.68 mtsCálculo de cota de salida de sifón

Z2 = (S=2 en mil =) 3563.063Asumiendo un Y2= 0.418 mts

Por ecuación de continuidad Q=VA Entones:V2= Q/A =Q/B2Y2 =Q/T2Y2 = 1.50 m/seg

hts=0.20 (V2^2-V1^2)/2g= 0.0118 mtsEn la ecuación de BernoulliZ2+Y2+V2^2/2g =Z1+Y1+V1^2/2g+htsZ2+Y2+V2^2/2g = 3563.59451962 mtsZ1+Y1+V1^2/2g+hts = 3563.46689163 mts

Resolviendo por tanteos Y2= 0.418 mts

hts=0.20 (V2^2-V1^2)/2g= 0.0118 mts6.2).- Cálculo del porcentaje de ahogamiento

% de ahogamiento = 2.85% < 10% OK!

hD=

2).- DISEÑO DE LOS ESPESORES DE LA TUBERIA DE ACEROLas velocidades permisibles en la tubería as presión para evitar o reducir la abración en el tubo pedende del material de que está constituido, de la cantidad de sedimentos transportados, de su granulometría, de la cantidad de sedimentos transpor-tadosLa selección de la tubería a presión es un problema económico y que obedece también a la pérdida de carga; el mayor cos-to de la tubería implica una menor pérdida de carga.

El tiempo de apertura es:T= 0.445 seg

La altura de presión útil, correspondiente a la carga hidróstática deducida de la pérdida de carga y la correspondiente a laenergía cinética será

La sobrepresión será:

Ho= 2VL/gTTramo considerado

L= 283.87 mts mtsV= 1.927 m/segT= 3 seg (Es el tiempo de cierre o tiempo que dura la maniobra en cerrar)

Ho= 37.212 mtsH= 37.21 mts

La altura de presión útil, correspondiente a la carga hidróstática deducida de la pérdida de carga y la correspondiente a laenergía cinética seráCálculo de las pérdidad de cargaEl número de Reynolds es:

Re= 7.8324283E-07Eligiendo el espesor de la tubería de acero .

E= 0.00025 (fierro fundido)E/D= 0.00061515748 y entrando al ábaco de Moody se obtiene

f= 0.01616

Pérdida de carga por rozamiento a lo largo de ellaHf= 2.137 mts

y=

3).- DISEÑO DE LOS DADOS DE CONCRETO3.1).- Cálculo de la sobrepresión en caso de cerrarse la Válvula de purga en el Fondo del Sifón

Longitud de la Tubería desde inicio (ingreso), al fondo = 283.87 mtsV= 1.93 m/segHo 125.30 mts

Las velocidades deben limitarse por medio de las condiciones de regulación de la válvula de purga que se ubica en el fondoEl tiempo de apertura deberá ser

T= 0.45

3.2).- Diseño de los anclajes de la tuberíaSe colocarán en los siguientes casos

a).- Se colocarán anclajes, por que la pendiente de la tubería, ya que la componente en el sentido del eje del tubo es mayor quela resistencia al deslizamiento

b).- En el caso de codo vertical convexo 3.2.1 Fuerzas que actúan sobre el anclaje

Tramo A-1Anclaje 01Cálculo de la Sobrepresión


L= 18.34 mtsV= 1.927 m/segT= 3 seg

Ho= 2.404 mtsH= 11.52 mts

1).- Fuerza hidrostáticaF1= 1494.28833713 Kg

2).- Fuerza DinámicaF2= 49.16 Kg

3).- Fuerza debida al peso de tubería entre el anclaje y la Junta de Dilatación superior que tiende a hacer resbalar la tubería sobre los apoyos

F3= 6.66 Kg4).- Fuerza debida al peso de tubería entre el anclaje y la Junta de dilatación inferior

F4= 133.614834374 Kg5).- Fuerza de tubería sobre los pilares por dilatación o contracción hacia arriba del anclaje

f= 0.45 Coeficiente de fricción sobre superficies de concreto

F5= 33.395829878 Kg6).- Fuerza de tubería sobre los pilares por dilatación o contracción hacia abajo del anclaje

F6= 174.097821869 Kg7).- Fuerza de fricción en la junta de expanción aguas arriba

F7= 19.5103612068 Kg8).- Fuerza de fricción en la junta de expanción aguas abajo

F8= 130.480834095 Kg9).- Presión hidrostática en el extremo expuesto de la tubería, en la junta de expanción aguas arriba.

F9= 72.1862695166 Kg

h1o= 2VL/gTTramo considerado

L= 18 mtsV= 1.927 m/segT= 3 seg

Ho= 2.360 mts10).- Presión hidrostática en el extremo expuesto de la tubería, en la junta de expanción aguas abajo

F10= 99.6870942189 Kg


L= 24 mtsV= 1.927 m/seg

T= 3 segHo= 3.146 mts

3.2.3 Fuerzas que actúan sobre el anclajeTramo A-2Anclaje 02Cálculo de la Sobrepresión


L= 74.46 mtsV= 1.927 m/segT= 3 seg

Ho= 9.761 mtsH= 53.86 mts

1).- Fuerza hidrostáticaF1= 6986.67339272 Kg

2).- Fuerza DinámicaF2= 49.16 Kg

3).- Fuerza debida al peso de tubería entre el anclaje y la Junta de Dilatación superior que tiende a hacer resbalar la tubería sobre los apoyos

F3= 66.05 Kg4).- Fuerza debida al peso de tubería entre el anclaje y la Junta de dilatación inferior

F4= 57.56 Kg5).- Fuerza de tubería sobre los pilares por dilatación o contracción hacia arriba del anclaje

f= 0.45 Coeficiente de fricción sobre superficies de concreto

F5= 40.4392896311 Kg6).- Fuerza de tubería sobre los pilares por dilatación o contracción hacia abajo del anclaje

F6= #DIV/0! Kg7).- Fuerza de fricción en la junta de expanción aguas arriba

F7= #DIV/0! Kg8).- Fuerza de fricción en la junta de expanción aguas abajo

F8= #DIV/0! Kg9).- Presión hidrostática en el extremo expuesto de la tubería, en la junta de expanción aguas arriba.

F9= 0 Kg


L= 0 mtsV= 914.09 m/segT= 3 seg

Ho= 0.000 mts10).- Presión hidrostática en el extremo expuesto de la tubería, en la junta de expanción aguas abajo

F10= 0 Kg


L= 0 mts

V= 914.09 m/segT= 3 seg

Ho= 0.000 mts

Para los demás anclajes se sigue el mismo proceso; los resultados lo presentamos en el siguiente cuadroDe acuerdo al proyecto tenemos

ANCLAJE 1F1 1,494.29F2 49.16F3 6.66F4 133.61F5 33.40F6 174.10F7 19.51F8 130.48F9 72.19F10 99.69

Descomposición de fuerza actuante para DILATACIÓN Y CONTRACCIÓN en cada Anclaje ANCALJE 1

a).- DilataciónTramo - Anclaje -junta superior

F1+F2+F3+F5+F7+F9 = 1675.20 Kg

Tramo - Anclaje -junta inferiorF1+F2-F4+F6+F8 +F10= 1814.10 Kg

8.20041416904 Kg

90.2800456004 Kg

a).- ContracciónTramo - Anclaje -junta superior

F1+F2+F3-F5-F7+F9 = 1569.39 Kg

Tramo - Anclaje -junta inferiorF1+F2-F4-F6-F8 +F10= 1204.94 Kg

-390.82553079 Kg-66.572122542 Kg

Dimensionamiento de los anclajesEn el presente proyecto dimensionaremos 3 tipos de anclajes de acuerdo a las dimensiones que deben tenerpara cumplir con las condiciones de estabilidad, tal como veremos a continuaciónLa forma y el material considerado serán los mismos para los 3 tipos de anclajes; tal como se muestra en losplanosAnclaje Tipo 1Este tipo de anclaje se pondrá para el anclaje Nº 01 cuyas dimensiones son:

h= 0.50 mb=exf = 0.25 m2

e=f= 0.50 ma= 1.00 mc= 1.00 md= 1.00 m

B=dxc = 1.00 m2x= 0.40 my= 0.20 m

Luego el volumen de cada sección será :V1= 0.292 m3V2= 1 m3V3= 0.08 m3V4= 0.130 m3

El volumen total del anclaje será:VT=V1+V2-V3-V4= 1.082 m3

El peso del concreto será:Wdado= 2596.67892484 Kg

Los resultados y características de los anclajes, presentamos en el cuadro siguiente:

åFx=

åFy=

åFx=åFy=

DISEÑO DEL SIFON INVERTIDO L=507.00 mts.

CONSTRUCCIÓN SISTEMA DE IRRIGACIÓN INTEGRAL RIO TOTOS

Qd= 0.25 m3/segD= 0.41 m

CT6= 3575.88 mCT1= 3563.06 m

a = 3.50 mL= 564.55 mP1 1914.09P2 2418.97

2.40 Tn/m31,000.00 Kg/m3175.00 kg/cm2

0.804.004.00

0.32 m1.2 m/s

3575.883576.2

V= 2 m/s

Q=VAA= 0.125 m2D= 0.399 mts

D= 16 pulgadas CalculadoD'= 16 pulgadas Asumido

Fuente: Cálculos hidráulicos de canalesFuente: Cálculos hidráulicos de canales

Cota espejo - e

Es el abatimiento de la lámina de agua en la transición de entrada

Es el incremento de carga de velocidad

3576.056 m.s.m.

0.012 m

m

Coeficiente de rugosidad

Velocidad del agua en el conductoDiametro de la tubería del sifónRadio hidráulicoLongitud total del conducto

mts

> 1.25hf 3.563 proseguir con el cálculo

pulgadasmtsm2m/segRadio hidráulico

m

Coeficiente para codos comunes

Desnivel= 9.12 mtsLongitud= 15.91 m en horizontal 0.05605 3.05605Longitud= 18.34 m inclinada

En grados sexagesimales.

Desnivel= 44.10 mts 0.94395Longitud= 60 m en horizontal 0.46663 11.46663Longitud= 74.46 m inclinada










Desnivel= 5.28 mts 0.04368Longitud= 6.18 m en horizontal 0.31147 1.31147Longitud= 8.13 m inclinada














Dist. Totales 504.88 m en horizontalLongitud Total 564.55 m inclinada

mts

0.023 m

< 12.82 OK!

m/seg.m inclinadapara tubería de aceromts

m/m

m

Tirante en la sección del canal de salida del Sifónm/seg Velocidad en el canal a la salida del canalCota de salida al sifónNúmero de Froude (Flujo Subcrítico)Espejo de agua en canal de salidaEspejo de agua en salida de sifón

Y la longitud de transición exterior de canal trapezoidal exterior a caja rectangular será.

m.s.n.m

Las velocidades permisibles en la tubería as presión para evitar o reducir la abración en el tubo pedende del material de que está constituido, de la cantidad de sedimentos transportados, de su granulometría, de la cantidad de sedimentos transpor-

La selección de la tubería a presión es un problema económico y que obedece también a la pérdida de carga; el mayor cos-

La altura de presión útil, correspondiente a la carga hidróstática deducida de la pérdida de carga y la correspondiente a la

seg (Es el tiempo de cierre o tiempo que dura la maniobra en cerrar)

La altura de presión útil, correspondiente a la carga hidróstática deducida de la pérdida de carga y la correspondiente a la

y entrando al ábaco de Moody se obtiene

Cálculo de la sobrepresión en caso de cerrarse la Válvula de purga en el Fondo del SifónLa válvula se encuentra en el fondo cerca de puente

Carga neta considerando el tirante de ingresoLas velocidades deben limitarse por medio de las condiciones de regulación de la válvula de purga que se ubica en el fondo

seg

Se colocarán anclajes, por que la pendiente de la tubería, ya que la componente en el sentido del eje del tubo es mayor que

En el caso de codo vertical convexo

Fuerza debida al peso de tubería entre el anclaje y la Junta de Dilatación superior que tiende a hacer resbalar la

Coeficiente de fricción sobre superficies de concreto

Fuerza de tubería sobre los pilares por dilatación o contracción hacia abajo del anclaje

Fuerza de fricción en la junta de expanción aguas arriba

Fuerza de fricción en la junta de expanción aguas abajo

Presión hidrostática en el extremo expuesto de la tubería, en la junta de expanción aguas arriba.

a= 0.00638 Area de la sección rectaen la junta

Presión hidrostática en el extremo expuesto de la tubería, en la junta de expanción aguas abajo

Fuerza debida al peso de tubería entre el anclaje y la Junta de Dilatación superior que tiende a hacer resbalar la

Coeficiente de fricción sobre superficies de concreto

Fuerza de tubería sobre los pilares por dilatación o contracción hacia abajo del anclaje

Fuerza de fricción en la junta de expanción aguas arriba

Fuerza de fricción en la junta de expanción aguas abajo

Presión hidrostática en el extremo expuesto de la tubería, en la junta de expanción aguas arriba.

a= 0.00638 Area de la sección rectaen la junta

Presión hidrostática en el extremo expuesto de la tubería, en la junta de expanción aguas abajo

Para los demás anclajes se sigue el mismo proceso; los resultados lo presentamos en el siguiente cuadro

ANCLAJE 2 ANCLAJE 3 ANCLAJE 4 ANCLAJE 5 ANCLAJE 6

Descomposición de fuerza actuante para DILATACIÓN Y CONTRACCIÓN en cada Anclaje Y1814.10

36.32 ° X29.81 ° Angulo tramo n-1 = 1

1675.20

En el presente proyecto dimensionaremos 3 tipos de anclajes de acuerdo a las dimensiones que deben tener

La forma y el material considerado serán los mismos para los 3 tipos de anclajes; tal como se muestra en los

CARÁCTERÍSTICAS Y DIMENSIONES DE LOS ANCLAJES

DIMENSIONES LINEALES (m.)AREA (m2)

VOLUMENES PESO TOTAL

a c d e f x y hV1 V2 V3 V4 VT

DELexf dxc CONCRETO

1 1.00 1.00 1.00 0.50 0.50 0.40 0.20 0.50 0.25 1 0.292 1 0.08 0.13 1.082 2,596.682 1.50 2.00 2.00 1.00 1.00 0.80 0.40 1.00 1 4 2.333 6 0.64 0.26 7.434 17,841.363 2.00 3.00 3.00 1.50 1.50 1.00 0.50 1.50 2.25 9 7.875 18 1.5 0.39 23.986 57,566.04

ANCLAJE TIPO

DISEÑO DEL PUENTE DE CRUCE QUEBRADA EN SIFON.

PROYECTO: CONSTRUCCIÓN SISTEMA DE IRRIGACIÓN INTEGRAL RIO TOTOS

MARGEN DERECHADATOSDIMENSIONES DEL PUENTELongitud total del puente Lt=Longitud efectiva del puente Lp=Peso especifico del aceroPeso especifico del aguaProgresiva inicio del puente Pip=Progresiva final del puente Psp=Peso específico del concreto = (w)Resistencia de concreto del muro (f¨c) f´c=Longitud de la tubería Lt=Diámetro del tubo de acero d=espesor del tubo de acero e=Resistencia del acero fy=Progresiva eje del puente

a).- Diseño de la superestructura1).- Predimensionamiento de la viga del puente

H= L/10 @ L/15 1.6666666667 1.6 mtsB= 1 mts

Diseñaremos una viga TEspesor del ala bw= 0.5 mts

1.60 mtsEspesor del alma ba= 0.4 mts

2).- Cálculo de cargas en el puentePeso propio Wconcreto= Wc= 2.256 Tn/mlPeso de la tubería y del agua circulante

Peso del tubo Wt= 0.0498 Tn/mlPeso del agua Wa= 0.130 Tn/ml

Wd= 2.31 Tn/mlWv= 0.13 Tn/ml

Carga ampliadaWu= 1.50Wd+1.70 Wv

Wu= 3.679 Tn/ml3).- Momento último

Mu = 287.4 Tn-m Ocurre en el centro de la viga4).- Cálculos de los aceros

Calculamos el acero minimo para vigas, cuya cuantía mínima es 0.0033, para efectos de comparaciónAs mín = 14/f'y *b*H =As mín = 49.3333 cm2 Para una viga rectangular

Calculamos la cuantia de acero diseñando el elemento por rotura, con la formulas (1) y (2)

jacero=jagua=

jconcreto=

Si a<bw, diseñamos como una viga T

d = 1.48 mts

Asumimos a= 40 cmAs= 59.41 cm > que la cuantía minima

Entonces As = 59.41 cm2

Recalculamos el a= ### < el a asumido

Diseñaremos como viga TAsumimos a= ###

As= 58.26 cm > que la cuantía minima



Asumimos a= ###As= 58.11 cm < que la cuantía minima



Asumimos a= 34.18 cmAs= 58.09 cm > que la cuantía minima


Recalculamos el a= 34.17 cm = el a asumido

Entonces As= 58.09 cm2

Luego colocamos aceroEn el alma distribuido de la siguiente maneraAsl= Astransver/3= 19.36 cm2

Tambien colocamos acero minimo en los extremos a cada lado en los apoyos

As =14/fy*B*bw= 16.67 cm2

4).- Diseño de estribos

donde: f = 0.9)1()2/ad(fy

MuAs

j= )2(

b.c'f85.0Asfy

a =

24 Und. usar f 3/4" en cuatro filas en la base viga c/u 6unid/ fila (acero en el medio de la viga)

usar f 3/4" 7 varillas a cada lado

usar f 5/8" 8 varillas a en el ala

Colocar estribos de 1/2" [email protected], [email protected], [email protected] y resto @0.25

b).- Diseño de la sub estructuraDiseño de los muros de estribos de apoyo

DATOS H muro = 7.00 mtsf´c= 175 Kg/cm2

Angulo de fricción inter del suelo Ø= 28

1).- Cálculo la reacción en los apoyos considerando el efecto sísmicoPor peso propioReacción por peso del tubo horizontal

Ra =Rb= 30.44 Tn Rasismo =Rbsismo= 0.91 Tn Consideramos el efecto del sismo hacia abajo RaTot =RbTot= 31.35 TnReacción por peso del tubo Inclinado Derecho

Reacción por peso del tubo Inclinado Izquierdo

2).- Predimensionamiento del muro de contención

DISEÑO DEL PUENTE DE CRUCE QUEBRADA EN SIFON.

25.80 mts25.00 mts

7.80 Tn/m31.00 Tn/m3

2165.682196.46 .

2.40 Tn/m3210.00 Kg/cm2

29.78 mts16.00 pulgadas0.005 mts

4200.00 Kg/cm2

0.50 mts

1.10 mts

Calculamos el acero minimo para vigas, cuya cuantía mínima es 0.0033, para efectos de comparación

1.00 mts

0.40 mts

0.75 2.54 2.2944348

)2(b.c'f85.0

Asfya =

Consideramos el efecto del sismo hacia abajo

DISEÑO DEL ESTRIBO DE CONCRETO ARMADO

PROYECTO: CONSTRUCCIÓN SISTEMA DE IRRIGACIÓN INTEGRAL RIO TOTOS MARGEN DERECHA

II . DISEÑO DE LOS ESTRIBOS

Las aletas estarán ubicadas a ambos lados del cuerpo del estribo formando un angulo de 45° de inclinación horizontal y seran muros de contención de C° A°, en cuya sección no actuan las cargas verticales anteriores, la carga actuante es el empuje de tierras solamente.

DATOS DE DISEÑO :

- Tipo de sobrecarga de diseño (s/c) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.050 ton/m2 (Peso del tubo +peso del agua) - Capacidad portante del terreno ( cimiento ) . . . . . . . . . . . . . . . 1.80 Kg/cm2 - Altura total del cuerpo de estribo ( h ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7.00 mts. - Peso especifico del Concreto (Wc) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.40 Tn/m3 - Peso especifico del Relleno (Wr) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.60 Tn/m3 - Angulo de fricción interna de terreno ( Ø ) . . . . . . . . . . . . . . . . 28° - Ancho de diseño del elemento (b). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 cms - Peralte efectivo de diseño (d) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 cms - Resistencia a la compresión del concreto (f'c). . . . 175 Kg/cm2 - Resistencia a la tracción del acero de refuerzo (fy) . . . . . . . . . . . 4200 Kg/cm2 - Ancho de la cajuela…………………………………………….. 1.00 mts.

II. A.- DISEÑO DE LA SECCION B-B (Inicio de alas del estribo):

2.00 0.30 2.00

S/C= 0.050 1.700

Hr= 6.40

Sección Fv br MoReacción en apoyos 19.60 2.15 42.13 (La reaccion es por m/ancho muro)

1 1.92 1 4.61 2.15 9.916.40 7.00 = H 0.96 2 2.304 1.90 4.38

2.40 3 5.76 2.00 11.52

4 20.48 3.30 67.58

Ac= 5.28 52.75 ton 135.52 tn-m2

0.60 0.3 Empuje activo del terreno (Relleno - S/C) :

Ea = ( Wr x hr ( hr + 2h' ) x Ca )/ 2= 14.28 Tn

0.60 =hc 3 Para : Ca = Tg 2 ( 45° - Ø / 2) = 0.361 h' = sobrecarga / Wr = 0.031

OEmpuje pasivo del terreno (Cimentación) :

B= 4.00 Ep = ( Wr x ( hc )^2 x Cp ) / 2 = 0.80 Tn

Para : Cp = Tg 2 ( 45° + Ø / 2) = 2.77 hc = Altura cimiento = 0.60

Sumatoria de momentos estables : M Me = M Mo + ( Ep x hc / 3 ) = 136 Tn-m

Sumatoria de momentos de volteo : M Mv = Ea x d = 33.5 Tn-m

M M estab. Verificación al volteo : F.S.V. = = 4.1 > 2.0 ¡ CONFORME !

M M volteo

M Fv.C + Ep Verificación al deslizamiento : F.S.D. = = 3.7 > 2.0 ¡ CONFORME !

M F horiz. Tal q' C= 0.45 x Tag Ø Sum F h= Ea

Verificación de presiones sobre el suelo :

Punto de aplicacion con respecto al empuje horizontal : d = (h/3)x(h+3xh')/(h+2xh') = 2.34 m Distancia de la resultante vertical : Xv = Sum Mo / Sum Fv = 2.57 m Distancia de la resultante al borde : X = Ea x d / Sum Fv = 0.63 m

Cálculo de la excentridad : e = B/3 - ( Xv - X1) = -0.60 b/6= 0.67

Presión máxima sobre el suelo : q max = M Fv x (1 + 6 e ) = 0.13 Kg/cm2

B B1Ton/m2<> 0.10kg/cm2

Presión mínima sobre el suelo : q min = M Fv x (1 - 6 e ) = 2.51 Kg/cm2 B B

DISEÑO Y VERIFICACION EN PANTALLA DE ESTRIBO

a) Empuje de tierras: Ka = 0.361Ea = .5xWrxHx(H+2xh')xKa= 11.95 tonEh = Ea x Cos (o/2) = 11.59 ton

Punto de aplicación con respecto al Eh : d = (H/3)x(H+3xh')/(H+2xh') = 2.34 mts

b) Momentos por rotura (Mu) y verficación del espesor (d) : Mu =1.5 x ( Eh x d ) = 40.75 ton

d =(( Mu x 10^5)/( 0.9 x 0.18 x f'c x( 1-0.59 x 0.18) x b))^ 1/2 40.10 cm < 60.00 Conforme!

c) Calculo del acero de refuerzo : As = (0.85-((0.7225-((1.70xMux10^5)/(0.90xf'cxd^2xb)))^1/2))x((f'c/fy)xbxd)d = 55.00 cms

a=

As = 20.7 cm2 <> 5/8" @ 0.10 0.625 2.54 1.97932609 As min = 12.13 cm2

d) Refuerzo por temperatura y por montaje : As temp = 0.002 x b x t 12 cm2 - en pantalla frontal = 2/3 x As temp = 8.00 cm2 <> 1/2" @ 0.17 - en pantalla posterior = 1/3 x As temp = 4.00 cm2 <> 1/2" @ 0.30

.500 2.54 1.2667687As mont = 0.0012 x b x t = 7.2 cm2 <> 1/2" @ 0.27

e) Verificación por corte : V act = 1.5 x ( Eh ) = 17.39 ton Vc min = 0.53 x 0.85 x (f'c)^ 0.5 x b x d 32,778 ton Vc max = 2.60 x 0.85 x (f'c)^ 0.5 x b x d 160,796 ton

Como : Vact < Vc min ====> No requiere estribos Vact < Vc max ====> Colocar refuerzo minimo

e).- calculo del acero en zapatapuntaMu= 4.8 Tn-m

c) Calculo del acero de refuerzo : As = (0.85-((0.7225-((1.70xMux10^5)/(0.90xf'cxd^2xb)))^1/2))x((f'c/fy)xbxd)d = 53.00 cms

As = 2.411 cm2 As min = 17.67 cm2

Usar <> 1/2" @ 0.30

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DISEÑO HIDRÁULICO DEL SIFON INVERTIDO ok