DISEÑO HIDRÁULICO Y ESTRUCTURAL DE CAÍDA VERTICAL

(1)

Proyecto: Proyecto:

CAIDA:

CAIDA: _{KM:1+254.00 CANAL ESPERANZA,}_{KM:1+254.00 CANAL ESPERANZA, COMISION DE REGAN}_{COMISION DE REGANTES EL INDEPENDIENTE}_{TES EL INDEPENDIENTE}

Características físicas del suelo Características físicas del suelo γ

γ _SS Ø = Ø =

Características del Concreto Características del Concreto F'c F'c γ γ _C_C r = r =

Características del Refuerzo Características del Refuerzo F'y

F'y Espesor

Espesor de de Losa Losa Muro:Muro: e =

e = Capacidad Portante del estrato ubicado

Capacidad Portante del estrato ubicado en el fondo del Canal

en el fondo del Canal σ=

σ= Presión que ejerce el sistema en elPresión que ejerce el sistema en el fondo del canal

fondo del canal Presión que ejerce la

Presión que ejerce la estructura (kg/cm2)estructura (kg/cm2) Presión que ejerce el Agua Contenida Presión que ejerce el Agua Contenida en la Losa de Fondo

en la Losa de Fondo (kg/cm2)(kg/cm2)

•

•Cálculo de la Presión que ejerce la EstructuraCálculo de la Presión que ejerce la Estructura

--•

•Cálculo de la Presión que ejerce el agua en la Plantilla, considerando que trabajaCálculo de la Presión que ejerce el agua en la Plantilla, considerando que trabaja a máxima Capacidad

a máxima Capacidad

• Finalmente, la Presión que ejerce

• Finalmente, la Presión que ejerce el sistema en el estrato el sistema en el estrato sobre sobre el cual se Apoyael cual se Apoya La Estructura es:

La Estructura es:

<< Conclusión: La Estructura no Fallará por asentamiento

Conclusión: La Estructura no Fallará por asentamiento

2400.00 Kg/m³ 2400.00 Kg/m³ 5.00 cm. 5.00 cm. b = 1.20 m. b = 1.20 m. 4200.00 Kg/cm² 4200.00 Kg/cm² 0.200 m. 0.200 m. 0.99 Kg/cm² 0.99 Kg/cm²

DISEÑO ESTRUCTURAL DE CAÍDA VERTICAL

S/c = S/c = 1000.00 Kg/m² 1000.00 Kg/m² 1206.67 Kg/m³ 1206.67 Kg/m³ 15.67 ° 15.67 ° a = 1.72 m. a = 1.72 m. Y = 0.42 m. Y = 0.42 m. 210.00 Kg/cm² 210.00 Kg/cm² "MEJORAMIENTO DEL

"MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE SISTEMA DE RIEGO ALTO RIEGO ALTO PLANTANOYACU DISTRITOPLANTANOYACU DISTRITO NUEVA CAJAMARCA, PROVINCIA DE RIOJA"

NUEVA CAJAMARCA, PROVINCIA DE RIOJA"

Lb = 1.40 m. Lb = 1.40 m. 210.00 Kg/m³ • 210.00 Kg/m³ • ( 1.92 m. •( 1.92 m. • 1.60 m.1.60 m. 1.72 m. •1.72 m. • 1.200 m. )1.200 m. ) La = 1.82 m. La = 1.82 m. 0.42 m. 0.42 m. 0.20 m. 0.20 m. 0.20 0.20 1.20 m.1.20 m. 0.200.20 ok ok 1.60 m. 1.60 m. 132.31 Kg/m² 132.31 Kg/m² 1720.23 Kg/m² 1720.23 Kg/m² 11885522..554 4 KKgg//mm²² 00..119 9 KKgg//ccmm²² 00..999 9 KKgg//ccmm² ²

(2)

•CÁLCULO DEL EMPUJE ACTIVO Coeficiente de empuje Activo Cálculo de H Cálculo de h´ H = + H = Remplanzando Valores )

•CÁLCULO DEBIDO AL EMPUJE ACTIVO

3

Para el análisis de la Losa de fondo consideramos la estructura vacía

No se considera el peso propio de la losa inferior porque no genera momento . Carga de las Losas Verticales

P = P = 2P= Wi = 2P

La carga distribuida a lo largo de la losa inferior es :

El maximo momento para un elemento simplemente

apoyado se presenta en la parte central, es decir: Calculo del momento isotático máximo

Cuando: = = 16 ° 2 0.575 1.72 m. 0.20 m. 1000.00 Kg/m² 2 1206.67 Kg/m³ 1.82m. 0.83m. 0.50• 0.575• 1206.67 Kg/m³ • 1.82 m. ( 1.82 m. 1.82 m. + 2 • 0.83 m. 1650.912 Kg-m 2400.00 Kg/m³ • 0.20 m. • 1.72 m. • 1.00 m. + 2 • 0.83 m. 2197.231 Kg/m 2197.231 Kg/m • 1.82 m. • 1.82 m. + 3 • 0.83 m. 1179.58 Kg/m • ( 1.400 m )² 8 288.997 Kg-m 1.40 m. 589.79 Kg/m 1179.58 Kg/m 1179.58 Kg/m 1179.58 Kg/m 1.400 m. w h´ a e/ 2 H E a w w w n i w

(3)

Momentos de Diseño Muros Laterales :

Losa :

Dimensionamiento Final de la Toma Lateral

•Cálculo del Peralte Efectivo

f´c= K = e =

fs= j =

M= , que biene hacer el mayor momento y que se presenta en la losa lateral K = 15 , obtenida de tabla

b = d= d=

Si el recubrimiento empleado es: y un refuerzo principal de diámetro Ø 1/2"

el espesor de losa teórico t _c:

; Nº 4 ; Ø =

tc= +

tc =

Comparando en espesor teórico con el Asumido tc = < Por lo tanto el peralte efectivo es igual

= - +

d=

Calculo del refuerzo:

Los momentos obtenidos son diferentes para cada una de las losas (superior, inferio y laterales) Por lo que el área de acero As. Se plantea en funcion de este parámetro

; Donde:

a =

+ = 0

Para Muros Laterales

As =

Para Losa

As =

Antes de iniciar los cáculos, determinamos el área de acero mínimo As min., y el espaciamiento entre barras máximo Sbmax. Exigido por RNC

As min = As min =

Si Sbmax ≤ 3.e ≤ 45, y el espesor de la losa es :

SbMax = 2971.642 Kg-m 2538.146 Kg-m 1.00 2971.64 15• 1.00 14.075 cm 5.00 cm. 210.00 Kg/cm² 15 20.00 cm. 1680.00 Kg/cm² 0.88 2971.642 Kg-m 2 19.71 cm. 19.71 cm. 20.00 cm. Ok. 20.00 cm. ( 1.27 cm 5.00 cm. ) 1/2" 1.27 cm 14.075 cm + 1.27 cm. 5.00 cm. 0.118 As² -14.365 As 0.026 Mu 0.90 2971.642 Kg-m 5.64cm² 2 14.37 cm. 4200.00 Kg/cm² b = 100.00cm 0.235 As 210.00 Kg/cm² 20.00 cm. 3.e = 60.00 cm. 45.000 cm. 2538.146 Kg-m 4.78cm² 0.0017• 100.00• 14.37 2.442cm²

(4)

•En la losa Inferior, el area de refuerzo principal es : As = =

Asmin = <

Entonces el área de acero es el área Calculada : Dimensiones del acero empleado

Nº 4 Ø =

Área a_s =

El espaciamiento entre barras que le correspondes es : Sb = Elegimos S_b El es paciamiento es: Conclusión: Ø @ •En la Losa Lateral. As = = Asmin = <

Entonces el área de acero es el área Calculada : a_s S_{b =}

Nº 4 Ø = Área a_s =

Ø @

CÁLCULO DE LA CUATÍA MÁXIMA

CÁLCULO DE LA CUANTIA BALANCEADA

f´c= fy=

•

Resumen de Acero Calculado Muros Laterales

Ø @ ;

Losa de Fondo

Ø @ ;

Por Efectos de proceso contructivo adoptamos la siguiente distribución:

Muros verticales

b = _Ø _@ _;

d = Área a_s =

Cálculo de Acero Máximo Losa de Fondo

En Muros = Ø @ ; En Losa = Área a_s = 4.78cm² 2.442cm² 4.78cm² Perímetro 1.27cm² Nº Pulg. mm. Kg/Cm cm2 cm. As = 4.78cm² Tabla A.2

1/2" Varilla Diamentro Peso Área

2.5* 5/16" 7.9 0.384 0.49 2.48 2* 1/4" 6.4 0.248 0.32 1.99 4 1/2" 12.7 0.994 1.27 3.99 3 3/8" 9.5 0.566 0.71 2.98 4.99 26.00cm 6 3/4" 19.05 2.235 2.85 5.98 26.00 5 5/8" 15.9 1.552 1.99 8 1" 25.4 3.973 5.07 7.98 7 7/8" 22.225 3.042 3.88 6.98 6.42 8.98 10 1 1/4" 31.8 6.225 7.94 9.99 1/2" 26.00cm 9 1 1/8" 28.6 5.033 5.64cm² 2.442cm² 5.64cm² As = 5.64cm² , 1.27cm² ; 22.00cm 12 1 1/2" 38.1 8.938 11.40 11.97 0.85 0.85• 0.85• 210.00 Kg/cm² 6000 4,200.00 Kg/cm² 6000 + 4,200.00 Kg/cm² 1/2" 1.27cm² 1/2" 22.00cm 210.00 Kg/cm² 4,200.00 Kg/cm² 1/2" 26.00cm As = 4.78cm² 0.0160 100.00 cm. 1/2" 20.00cm As = 6.35cm² 0.0213 1/2" 22.00cm As = 5.64cm² 0.75• 0.0213 22.98cm² 1.27cm² ok 14.37 cm. 1.27cm² ok 22.98cm² 1/2" 25.00cm As = 5.08cm²

(5)

Ø

@ _@

Ø

Ø @

Chequeo por corte y Adherencia

Verificamos que el es fuerzo cortante calculado V _e ,debe ser menor que el esfuerzo cortante admisible V adm:

V _adm = V _adm =

para encontrar el esfuerzo cortante calculado utilizamos el máximo cortante calulado y utilizamos la siguiente fórmula:

; V c = =

V _adm > V c

Comprobamos que el esfuerzo de adherencia calculado μc , debe ser menor que

el esfuerzo de adherencia adminisible μ_adm ≤

μ_adm =

Para calcular el esfuerzo de adherencia calculado μ_c ,usamos la sigueinte formula: Donde:

V' = Maximo cortante que soporta la Alcantarilla.

∑ = Sumatoria de Perímetro P_as = μ_c ∑ = j = μ_c _{d =} Conclusión: RESUMEN DE REFUERZOS 2 0 . 0 0 c m 1 / 2 " 2197.231Kg 2197.231Kg 1.53 Kg/cm² 1 / 2 " 0 . 0 0 c m 1/2" 25.00cm 100.00 cm. 14.37 cm. Ok. 35.20 Kg/cm² 3.23• 210.00 Kg/cm² 0.50• (210.00 Kg/cm²) 7.25 Kg/cm² 1.27 36.86 Kg/cm² 3.99 2197.231Kg 16 16• 0.8800• 14.37 0.88 10.86 Kg/cm² 14.37 cm. μ_c < μ_adm Ok

(6)

Chequeo a la Losa Vertical Por Compresión

Aquí comprobamos si la losa vertical con sus dimensiones y el refuerzo es capaz de soportar una fuerza axial P_a mayor que la fuerza cortante máxima

Donde: f'c = A_g b.e A_g f _s= A_s= P _a= ₊ P _a= Conclusión: < P _a <

Acero de Temperatura y Longitud de Anclaje El acero de temperatura se colocara en dos capas

A_st = 0.0018.b.e A_st =

A_st =

Habiendoce seleccionado el acero Nº: 4 Ø = as Sb =

Nº 4 Ø = Área as =

Ø @

Respecto a la longitud de anclaje

• = =

4•

•

≥

De ambas alternativas, seleccionamos la mayor reodondeando l _a=

4.78cm² • 1680.00 Kg/cm² ) 210.00 Kg/cm² 100.00cm • 20.00 cm. 2000.00cm² 1680.00 Kg/cm² 4.78cm² 96075.840Kg V _max: 2197.231Kg V _max 2197.231Kg 96075.840Kg Ok 0.850 ( 0.250• 210.00 Kg/cm² • 2000.00cm² 35.00cm 1/2" 1.27cm² 1/2" 35.00cm 1.27cm • 1680.00 Kg/cm² 14.47cm 100.00cm • 20.00 cm. 3.60cm² 1/2" 1.27cm² 0.0018• 4200 210.00 Kg/cm² 22.08 30.4 20.00cm 36.86 Kg/cm² 0.06• 1.27• 4200 0.0057• 1.270• P a