• No se han encontrado resultados

Diseño Estructural de Canal Sección Trapezoidal

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Diseño Estructural de Canal Sección Trapezoidal"

Copied!
6
0
0

Texto completo

(1)

Proyecto:

Tramo: Canal de Riego: "ESPERANZA" , SECCION TIPO: I Comision: El Independiente. Características físicas del suelo

Capacidad Portante del estrato ubicado

γS = en el fondo del Canal

Ø =

Características del Concreto F'c =

γC = S/C S/C

Espesor de Losa Muro: e =

VELOCIDAD MEDIA

Para la selección de la velocidad de diseño, se tendrá en cuenta lo siguiente:

1.-

2.-

3.-BORDE LIBRE

1.- El borde libre en relación al caudal

Borde Libre (m) 1 -B -B -B -B -B -B

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

La velocidad mínima será de 0.40 m/s, para que no haya depósitos de materiales sólidosen suspensión.

Para canales revestidos de concreto, Krochin en su libro de diseño hidráulico, presenta los valores de velocidades recomendadas por Chugaviev, en función de su resistencia.

14.10 16.40 16.00 14.30 15.20 0.30 0.35 0.40 0.40 0.50 0.55 0.60 15.67 ° 17.00 9.60 10.60 12.30 13.00 12.40 Caudal (m3/s) 13.80

DISEÑO HIDRÁULICO Y ESTRUCTURAL DE CANAL DE RIEGO

S/c = 1000.00 Kg/m² 1206.67 Kg/m³ 175.00 Kg/cm² 2300.00 Kg/m³ 0.99 Kg/cm² Caudal de diseño = 0.500 m³/s Pendiente del tramo = 2.000 ‰

0.5 1 3 5 10 Resistencia en Kg/cm2 50 75 11.20 0.100 m.

Profundidad del Tirante en metros

18.30 14.00 15.60 18.00 19.10

El Bureau of Reclamation, recomienda para canales revestidos de concreto no armado, las velocidades no deben exceder de 2.5 m/s, para evitar la posibilidad que el revstimiento se levante. 40 60 20.60 15.60 17.30 20.00 21.20 22.90 100 150 200 12.70 5 10 15 25 40 60 80 10 15 0 5 25 𝜎𝑠 = 𝜎𝑠 =

(2)

2.- El borde libre igual a un tercio del tirante del canal

3.-donde: ƒ = altura del borde libre en pies V = velocidad en pie/s y = tirante en pies 4.-A <= A -A -1 -A <= 5.-1 <= B -B -B

-Cálculo del borde libre

1 =

2 =

3 =

4 =

5 =

Cálculo del Tirante Critico

; ; ;

Resolviendo las ecuaciones encontramos

Sección de Máxima eficiencia hidráulica

; Angulo de inclinación de la pared del canal 0.02548 yc f(Yc) 0.6000 0.141218 0.5000 0.060340313 0.4254 0.3542 0.354 m. 0.75 53.13 ° 0.3598 2.43707E-06 0.3542 4.33672E-09 0.022784678 0 Caudal (m3/s)

En el libro de diseño de presas pequeñas, el cálculo del borde libre, se cuantifica mediante la fórmula: 0.3542 0 0 0.3542 0.3801 0.007066979 0.00012241 0.3542 0.3542 1.54061E-13 Canal Revestido (cm) 7.50 10.00 0.001412822 0.3547 0.481 m. 0.481 m. 0.50 1.50 3.00 0.60

La secretaría de recursos hidráulicos de México, recomienda los siguientes valores en función al caudal

Borde libre en función a la plantilla del canal 20.00 25.00 0.50 1.00 0.25 1 0.25 m Según método Según método Según método Según método Según método

Adoptamos un Borde Libre de = 0.36 0.15 m 2.11 pies 25.00 cm 0.64 m 0.40 m 0.30 m 30.00 0.05 0 100.00 0.05 0.25 0.50 3.00 20.00 1.00 Ancho de la Plantilla (m) Borde Libre (m) 0.0 0.80 0.40 0.80 1.50 𝑄2 𝑔 = 𝑄2 𝑔 = 𝐴𝑐3 𝑇𝑐

C

C C b zy y A   . 𝑇𝑐 = 𝑏 + 2. 𝑧. 𝑦𝑐 𝑦𝑐 = 𝑏 𝑦= 2𝑡𝑎𝑛 𝑎0 2 𝑎 0= 𝑡𝑎𝑛 𝑎0=1 𝑧→ 𝑎0= 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛 1 𝑧 𝑎0= 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛 1 𝑎0= 𝑦 = 21/4. 𝑠𝑒𝑛 𝑎0 2 − cos 𝑎0 3 8 . 𝑄. 𝑛 𝑆12 3 8 𝑦 = 𝑏 =

𝐵𝐿. =

1

3

. 𝑌

𝑛

𝑓 = 2 + 0.025. 𝑉. 𝑦

3

≅ ≅

(3)

Características Hidráulicas Geométricas del Canal Q = S = n = Z = b = bl = H = Yn = T = A = V = P= y f(y) R= 0.60 0.40 E0= 0.50 0.14 F0= EL FLUJO ES SUBCRÍTICO 0.45 0.02 0.44 0.00 CÁLCULO ESTRUCTURAL 0.44 0.00 Verificamos 0.44 0.00 0.44 0.00 0.44 0.00 0.44 0.00 0.44 0.00 0.44 0.00 L1 Altura de diseño H es :

Del grafico deducimos Remplazando Valores tenemos :

Que la presión que ejerce el peso el peso del canal mas el agua sea menor que la capacidad Portante del Suelo 0.80 m. 0.75 0.75 2 1.800 m. 1.693 m. 0.239 m. e= 0.100 m. 0.100 m. 0.60 m. 0.60 m. 0.60 m. 0.85 m. L2 0.75 0.44 m. 53.13 ° 0.85 m. 0.8 0.437 m. 1.26 m. 0.60 m. 0.60 m. 0.60 m. 1.26 m. 0.36 m. 0.36 m. e= 0.100 m. 0.014 1.80 m. 1.06 m. 0.36 m. + 0.44 m + 0.36 m. 0.514 m. 0.694 1.26 m. 0.405 m² 1.230 m/s 0.75 0.500 m³/s 2.000 ‰ 0.60 m. 0.437 m. d1 1 D e 1 1 1

D

𝜎 =𝜔𝑐+ 𝜔𝑎 𝐴𝑐 𝜎 < 𝜎𝑆 𝜎 = 𝜔𝑐+ 𝜔𝑎 𝐿𝑎 . 1.00 𝜔𝑐= 2. 𝛾𝑐. 𝐿1. 𝑒 + 𝛾𝑐. 𝐿2. 𝑒 𝐻 = 𝑏𝑙 + 𝑌 +𝑒 2 𝐻 = 𝐻 = 𝑠𝑒𝑛 𝑎0= 𝐻 𝐿1→ 𝐿1= 𝐻 𝑠𝑒𝑛 𝑎0 𝑡𝑎𝑛 𝑎0=1 𝑧→ 𝑎0= 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛 1 𝑧 𝑎0=𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛 1 𝑎0= 𝐿1= 𝐿1= 𝑥0=𝑎0 2 𝑑1 = 𝑒. 𝑡𝑎𝑛 𝑥0

(4)

Cálculo de L2

Calculando el Peso del Concreto

Cálculo del Peso del Agua

Consideramos el Área Hidráulica a Canal Lleno

como condición desfavorable T = Abertura total de Canal

+ +

La presión del sistema sobre el suelo es:

+

>

Concluimos que la estructura no fallará por asentamiento

A. Losa apoyada en el talud

A.1 Cálculo del momento de vuelco (Mv)

Cea : Coeficiente de empuje activo

Ok 2298.00 Kg/m² 0.70m • 1.00m 0.230 Kg/cm² 0.99 Kg/cm² ( 648.60 Kg/m 960.00 Kg/m ) 0.85 m. 0.70m ) 960.00 Kg/m 1.80m )• 2 • ( 2 • + 2 • 1000.00 Kg/m³ ( 0.60m ( 0.44m 2 0.100 m. 53.13 ° • 0.100m 2300.00 Kg/m³ 0.050 m. 0.60 m. 0.050 m. 0.70 m. 648.60 Kg/m 0.96 m² 1000.00 Kg/m³ • 0.96 m² 0.36m ) 1.060m + 𝐶𝑒𝑎 = 𝑠𝑒𝑛 𝛼 − ∅ 𝑠𝑒𝑛𝛼 𝑠𝑒𝑛 𝛿 + 𝛼 + 𝑠𝑒𝑛 𝛿 + ∅ 𝑠𝑒𝑛 ∅ − 𝛽𝑠𝑒𝑛 𝛼 − 𝛽 2 𝜔𝑐= 2. 𝛾𝑐. 𝐿1. 𝑒 + 𝛾𝑐. 𝐿2. 𝑒 𝜔𝑐= 𝑒. 𝛾𝑐. 2. 𝐿1+ 𝐿2 𝜔𝑐 = 𝜔𝑐 = 𝐿2= 𝑏 + 2. 𝑑1 𝑑1 =

𝑡𝑎𝑛

𝑑1 = 𝐿2= 𝐿2= 𝜔𝑎= 𝛾𝑎. 𝐴𝑎 𝛾𝑎= 𝐴𝑎= 𝑏 + 𝑇 . 𝑦 + 𝑏𝑙2 𝐴𝑎= 𝐴𝑎= 𝜔𝑎 = 𝜔𝑎= 𝜎 = 𝜔𝑐+ 𝜔𝑎 𝐿2 . 100 𝜎 = 𝜎 = 𝜎 = 𝜎𝑠= 𝜎𝑠 𝜎 𝑀𝑣=12. 𝐶𝑒𝑎. 𝛾𝑠. 𝐻. 𝐻 + 2ℎ′ . 𝐻 2+ 3. 𝐻. ℎ′ 3 𝐻 + 2ℎ′ ℎ′ =𝑠/𝑐 𝛾𝑠

(5)

Donde :

Ø= ángulo de fricción interna (suelo-suelo) δ= ángulo de rozamiento (suelo – losa)

β= ángulo que forma el talud superficial del terraplén α= ángulo que forma el talud del canal

SEGÚN COULOMB :

, corresponde a un muro con cara interna lisa.

, supone un deslizamiento cercano a la capa interna del muro.

SEGÚN TERZAGHI :

Usamos lo valores de:

∅ = ; β= ; δ=

α=

Calculo de h´

Para nuestro caso:

Remplazando Valores:

Remplazamos los valores para encontrar el (Cea) Coeficiente de empuje activo

sen( 2

sen(

sen( + sen( sen(

sen(

Remplazando para calcular el momento de Volteo

+2• +3•

3•( +2•

A.2 Cálculo del momento resistente (Mr)

0.83 m 196.02 Kg-m 0.4039 53.13 ° - 15.67 °) 53.13 ° ) 15.67 °) 0.85 m. 0.83m) 1206.67 Kg/m³ •0.83m 0.85 m. •0.85m 0.4039 • 1206.67 Kg/m³ 15.67 ° -(0.85m 2 15.67 ° 0.00 °) 0.00 °) 0.83m) (0.85m)² 0.50 • 0 ° + 53.13 °) 0 ° + 53.13 ° 0.85 m. 1206.67 Kg/m³ 1000.00 Kg/m² 1000.00 Kg/m² Cos( 53.13 ° ) Seno²( 53.13 ° ) 77.89 Kg-m 0.00 ° 0.00 ° 53.13 ° -• (0.85m)² -• 2300.00 Kg/m³ • 0.100 m. 0 ≤ 𝛿 ≤ ∅ 𝛿 = 0 𝛿 = ∅ ∅ 2≤ 𝛿 ≤ 2∅ 3 𝐻 = 𝛾𝑠= 𝑠/𝑐 = ℎ′ = ℎ′ = 𝐶𝑒𝑎= 𝐶𝑒𝑎= 𝑀𝑣= 𝑀𝑣= 𝑀𝑟 = 0.50. 𝛾𝑐. 𝑒. 𝐻2.𝑠𝑒𝑛cos 𝛼2𝛼 𝑀𝑟 = 𝑀𝑟 =

(6)

A.3 Cálculo del momento flector (M)

-= <

La Losa actua estructuralmente

En el caso que Mv > Mr y no se requiera reforzar con acero la losa, para conocer el ESPESOR “e” que debe adoptarse, se aplica la siguiente relación:

donde :

esfuerzo admisible del concreto a la tracción = 0.1 f’c @0.15 f’c esfuerzo máximo que soporta la losa por flexión

donde :

e = espesor de la losa M = Momento flexionante

Escogemos el esfuerzo máximo admitido por el concreto a la tracción :

= ≥

Con lo que concluimos que el canal para e=

Las fuerzas que generan el MOMENTO DE VUELCO (Mv) y el MOMENTO DE RESISTENCIA (Mr) Son los momentos los que definen el comportamiento estructural de la losa: Mv – Mr = ±M

Si el momento flexionante M es NEGATIVO, es decir Mv < Mr (Mv – Mr = - M), significa que la losa se apoya sobre el talud y por lo tanto NO REQUIERE refuerzo, siempre que se cumpla:

0.100 m. 8333.33cm ⁴ 100.00cm • 196.02 Kg-m 11813.00 Kg-cm 5.00 cm 1.50 77.89 Kg-m 21.000 Kg/cm² 21.00 Kg-cm 11813.00 Kg-cm 196.02 Kg-m 77.89 Kg-m 8333.33cm ⁴ 5.00 cm 0.40 118.13 Kg-m No necesita acero 7.09 Kg/cm² 1.50 2.96 10.00 cm 0.12 • 175.000 Kg/cm² 7.09 Kg/cm² 2 ( 10.00cm )³ 12 100 cm ±𝑀 = 𝑀𝑣− 𝑀𝑟 ±𝑀 = ±𝑀 = 𝑀𝑟 𝑀𝑣≥ 1.5

𝜎

0

𝜎

𝑐

≥ 1.50

𝜎

0

=

𝜎

𝑐

=

=

0.06. 𝑀

𝑒

2 ±𝑀 = 𝑀𝑣− 𝑀𝑟 𝑀 = 𝜎𝐶 =𝑀𝑌𝐼 𝑌 =ℎ 2= 𝑒 2 𝑌 = 𝑌 = 𝐼 =𝑏. ℎ123=100. 𝑒12 3 𝐼 = 𝐼 = 𝜎𝑐 = 𝜎𝑐 =

𝜎

0

= 0.12𝑓

𝑐

𝜎0= 𝜎0=

𝜎

0

𝜎

𝑐

=

Referencias

Documento similar

¿Cómo se traduce la incorporación de ésta en la idea de museo?; ¿Es útil un museo si no puede concebirse como un proyecto cultural colectivo?; ¿Cómo puede ayudar el procomún

o esperar la resolución expresa&#34; (artículo 94 de la Ley de procedimiento administrativo). Luego si opta por esperar la resolución expresa, todo queda supeditado a que se

1. LAS GARANTÍAS CONSTITUCIONALES.—2. C) La reforma constitucional de 1994. D) Las tres etapas del amparo argentino. F) Las vías previas al amparo. H) La acción es judicial en

En cuarto lugar, se establecen unos medios para la actuación de re- fuerzo de la Cohesión (conducción y coordinación de las políticas eco- nómicas nacionales, políticas y acciones

En el capítulo de desventajas o posibles inconvenientes que ofrece la forma del Organismo autónomo figura la rigidez de su régimen jurídico, absorbentemente de Derecho público por

b) El Tribunal Constitucional se encuadra dentro de una organiza- ción jurídico constitucional que asume la supremacía de los dere- chos fundamentales y que reconoce la separación

Volviendo a la jurisprudencia del Tribunal de Justicia, conviene recor- dar que, con el tiempo, este órgano se vio en la necesidad de determinar si los actos de los Estados

Este parón o bloqueo de las ventas españolas al resto de la Comunidad contrasta sin em- bargo con la evolución interior de ese mismo mercado en cuan- to a la demanda de hortalizas.