obras hidráulicas 1

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MENU PRINCIPAL 1. Diseño de Toma Principal 2. Diseño hidráulico de canales 3. Diseño de Desarenador 4. Curva Area Altura Volúmen 5. Caídas y Poza de Disipación 6. Aliviadero

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MENU PRINCIPAL

Escoja su opción

1. Diseño de Toma Principal2. Diseño hidráulico de canales3. Diseño de Desarenador4. Curva Area Altura Volúmen5. Caídas y Poza de Disipación6. Aliviadero

Escoja su opción

Diseño Barraje Móvil

Nivel de máximas

h

Hc

Alfeizer

Datos de Ingreso

Cota fondo de eje = 583.900 msnmCaudal de conducción = 2.000 m³/sBase Canal Aproximación= 0.500 mCoef. De rugosidad = 0.016Talud Canal Aproximación= 1.000Pendiente canal aprox. = 0.004 m/mCaudal de derivación = 0.800 m³/sAncho de compuerta = 1.200 mNumero de compuerta = 1.000Base canal conducción = 1.200 mPendiente canal cond. = 0.004 m/mTalud canal conducción = 0.000Coef. de rugosidad = 0.016Base Canal Aguas abajo= 0.500 mCoef. De rugosidad = 0.016Talud Canal Aguas abajo= 1.000Pendiente canal Aguas Abajo = 0.004 m/m

Características Canal de Aproximación

Q = 2.000 m³/s b = 0.50 mn = 0.016 z = 1.00S = 0.004 m/m

Cálculo del tirante normal

Tirante Inicial 0.775 mF(y) 0.000

Borde libre = 0.275 m Altura total = 1.050 mEspejo agua = 2.049 m Ancho total= 2.599 m

Area = 0.987 Per Mojado = 2.049 mVelocidad = 2.025 m/s Radio H. = 0.482 m

Características zona de Barraje

Q = 2.000 m³/s b = 1.20 mn = 0.016 z = 0.00S = 0.004 m/m

Cálculo del tirante normal

Tirante Inicial 0.847 mF(y) 0.000

m2

Borde libre = 0.503 m Altura total = 1.350 mEspejo agua = 1.200 m Ancho total= 1.200 m

Area = 1.016 Per Mojado = 1.200 mVelocidad = 1.968 m/s Radio H. = 0.847 m

Alto de compuerta (Hc) = 0.573 calculadaAlto de compuerta (Hc) = 0.650 propuesto

Comportamiento en avenidasCota de máximas 584.869Carga de agua antes de compuerta 0.969 mRelación de alturas 0.6705Coeficiente de compuertas 0.6844

Nivel de Barraje Móvil

Caudal de paso = 1.200 m³/sApertura de compuerta = 0.545 mCota de máximas 584.869Carga de agua antes de compuerta = 0.969 mRelación de alturas = 0.5621Coeficiente de compuertas 0.6582

Calculo Tirante Normal

Q = 1.200 m³/s b = 1.20 mn = 0.016 z = 0.00S = 0.004 m/m

Cálculo del tirante normal

Tirante Inicial 0.573 mF(y) 0.000

Tirante normal adoptado = 0.573 mCota Nivel de Agua = 584.473 msnmCarga de Agua sobre compuerta (h) = 0.396 mCaudal de máximo debajo compuerta = 1.2000 m³/sDiferencia de caudales = 0.00

Características Canal Aguas Abajo

Q = 2.000 m³/s b = 0.50 mn = 0.016 z = 1.00S = 0.004 m/m

Cálculo del tirante normal

Tirante Inicial 0.775 mF(y) 0.000

Borde libre = 0.275 m Altura total = 1.050 mEspejo agua = 2.049 m Ancho total= 2.599 m

Area = 0.987 Per Mojado = 2.049 mVelocidad = 2.025 m/s Radio H. = 0.482 m

Diseño de Transiciones

Longitud Transición entrada (calculada) = 3.156 mLongitud Transición entrada (adoptada) = 3.000 m

Longitud Transición salida (calculada) = 3.156 mLongitud Transición salida (adoptada) = 3.000 m

m2

m2

Cota de Apertura de compuerta 584.550 msnmCota de Nivel Máximas 584.473 msnm

Diseño Estructural

e B e

H

x AB d

Datos:Espesor piso (d) = 0.200 mEspesor paredes (e) = 0.200 mPestaña de estabilización = 0.000 m

Concreto = 210.000

Peso Unitario Concreto = 2400.000

Acero de refuerzo = 4200.000Recubrimiento acero = 0.050 m

Peso Unitario Relleno = 1650.000

Capacidad carga terreno = 2.500

Capacidad carga terreno = 0.500Angulo fricción interna = 35.000 °Nivel de saturación = 1.200 m

Coeficiente = 0.426Ancho efectivo = 0.200 mAltura de relleno = 1.350 m

Cálculos de Momentos

Caso I : Se consideran las siguientes cargas- Carga por relleno y presión lateral del suelo- Nivel Freático alto y canal vacío- Peso propio

Momento debido al rellenoPresión Neutra del terreno 1 7.915 kg/mPresión Neutra del terreno 2 105.537 kg/mPresión Neutra del terreno 3 313.165 kg/mPresión de Agua 720.000 kg/mMomento en Punto A = 486.482 kgm/m

Subpresión = 1400.000Momento en Punto B = 143.482 kgm/m

Seguridad contra la subpresiónPeso del piso estructura = 192.000 kg/mPeso de la pared = 647.998 kg/mPeso del suelo = 0.000 kg/mFuerza de Subpresión = 560.000 kg/mFactor de Seguridad = 2.657Comprobación de Factor = Aceptado

Presión de Estructura sobre el terreno

Capacidad portante suelo = 0.232Factor de seguridad = 2.155

kg/cm2

kg/m3

kg/cm2

kg/m3

kg/cm2 (seco)

kg/cm2 (saturado)

kg/m2

kg/cm2

Comprobación de Factor = Aceptado

Caso II : Se consideran las siguientes cargas- Sin relleno lateral- Nivel freático bajo y canal lleno- Peso del agua

Cálculos de MomentosPresión del agua = 911.244 kg/mPeso del Agua en el piso = 1349.996 kg/mMomento en Punto A = 410.059 kgm/mMomento en Punto B = 6.750 kgm/m

Presión de Estructura sobre el terrenoPeso del piso estructura = 192.000 kg/mPeso de la pared = 647.998 kg/mPeso del suelo = 0.000 kg/mPeso del agua en piso = 269.999 kg/m

Capacidad portante suelo = 0.439Factor de seguridad = 5.688Comprobación de Factor = Aceptado

Cálculo de Acero de Refuerzo

Paredes laterales

a. Parte Externa

Momento último = 486.482 kgm/mMomento último = 48648.203 kgcm/mDiámetro de acero = 0.500 pulgDistancia de fibra extrema = 14.365 cm

Iteraciones

a = 0.121 cm As = 0.900a (calculado)= 0.121 cm Delta a = 0.000

Refuerzo calculado = 0.900

Refuerzo mínimo losas = 2.442

Refuerzo por temperatura = 3.600

b. Parte Interna

Momento último = 410.059 kgm/mMomento último = 41005.854 kgcm/mDiámetro de acero = 0.500 pulgDistancia de fibra extrema = 14.365 cm

Iteraciones

a = 0.102 cm As = 0.758a (calculado)= 0.102 cm Delta a = 0.000

Refuerzo calculado = 0.758

Piso

a. Parte Superior

Momento último = 6.750 kgm/mMomento último = 674.998 kgcm/mDiámetro de acero = 0.500 pulg

kg/cm2

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

Distancia de fibra extrema = 14.365 cm

Iteraciones

a = 0.002 cm As = 0.012a (calculado)= 0.002 cm Delta a = 0.000

Refuerzo calculado = 0.012

Refuerzo mínimo losas = 2.442

Refuerzo por temperatura = 3.600

a. Parte Superior

Momento último = 143.482 kgm/mMomento último = 14348.203 kgcm/mDiámetro de acero = 0.500 pulgDistancia de fibra extrema = 14.365 cm

Iteraciones

a = 0.036 cm As = 0.265a (calculado)= 0.036 cm Delta a = 0.000

Refuerzo calculado = 0.265

Resumen de Refuerzos

Paredes Diametro Acero Espaciamiento

Cara exterior 0.900 1 @ 0.25m 1.28

3.600 2 @ 0.175m 4.06

Cara interior 0.758 1 @ 0.25m 1.28

3.600 2 @ 0.175m 4.06

Piso

Cara superior 2.442 2 @ 0.25m 2.84

3.600 2 @ 0.175m 4.06

Cara inferior 2.442 2 @ 0.25m 2.84

3.600 2 @ 0.175m 4.06

Comprobación por Esfuerzo Cortante

Paredes laterales

4.2000Fuerza Cortante Máxima (V) 1146.617 kg

Esfuerzo cortante unitario (v) 0.6745Comprobación de esfuerzo cortantes Satisface la condicón de Diseño

Losa de Maniobras

Ancho de Losa Superior = 1.200 mEspesor lozas = 0.150 mEspesor paredes = 0.150 mEspesor de pantala = 0.150 m

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

Área (cm2)

vertical As = cm2/ml

horizontal Atemp = cm2/ml

vertical As = cm2/ml

horizontal Atemp = cm2/ml

perp-eje As = cm2/ml

parl-eje Atemp = cm2/ml

perp-eje As = cm2/ml

parl-eje Atemp = cm2/ml

Máximo esfuerzo cortante unitario (vmax) kg/cm2

kg/cm2

A

Concreto = 4.000

Peso Unitario Concreto = 2400.000

Acero de refuerzo = 3.000Recubrimiento acero = 0.050 mPeso Mecanismo Izaje = 500.000 kg

Diseño de Losa Superior

Fuerzas debido al Peso PropioDebido a la Losa Superior 432.000 kg/mDebido a la Pantalla 305.998 kg/mCarga Viva 600.000 Kg/mlCarga Total (W) 2053.198 Kg/ml

Longitud Efectiva 1.275 mEspesor de losa calculado 0.0354 mComprobación espesor de losa Aceptado

Momentos NegativosMomento debido Carga Total -417.216 kg-mMomento debido Mecanismo -318.75 kg-mMomento Total -735.966 kg-m

Momentos PositivosMomento Debido Carga Total 278.144 kg-m

Cálculo de Acero de Refuerzo

Losa de Maniobras

a. Parte Superior

Momento último = -735.966 kgm/mMomento último = -73596.621 kgcm/mDiámetro de acero = 2.000

Distancia de fibra extrema = 9.524 cm

a = 0.494 cm As = 2.099a (calculado)= 0.494 cm Delta a = 0.000

Refuerzo calculado = 2.099

Refuerzo mínimo losas = 1.619

Refuerzo por temperatura = 2.700

b. Parte Inferior

Momento último = 278.144 kgm/mMomento último = 27814.414 kgcm/mDiámetro de acero = 1.000

Distancia de fibra extrema = 9.683 cm

a = 0.180 cm As = 0.767a (calculado)= 0.180 cm Delta a = 0.000

Refuerzo calculado = 0.767

Resumen de Refuerzos

Losa Diametro Acero Espaciamiento

Cara Superior 2.099 2 @ 0.25m 2.84

2.700 2 @ 0.25m 2.84

Cara inferior 0.767 1 @ 0.25m 1.28

kg/cm2

kg/m3

kg/cm2

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

Área (cm2)

Perp-Eje As = cm2/ml

Paral-Eje Atemp = cm2/ml

Perp-Eje As = cm2/ml

2.700 2 @ 0.25m 2.84

Comprobación por Esfuerzo Cortante

Paredes laterales

7.2457Fuerza Cortante Máxima (V) 1014.110 kg

Esfuerzo cortante unitario (v) 0.7954Comprobación de esfuerzo cortantes Satisface la condicón de Diseño

Diseño de la pantalla

Diámetro de acero = 2.000

Distancia de fibra extrema = 9.524 cm

Refuerzo mínimo losas = 1.619

Refuerzo por temperatura = 2.700

Pantalla Diametro Acero Espaciamiento

Cara exterior 1.619 2 @ 0.25m 2.84

2.700 2 @ 0.25m 2.84

Paral-Eje Atemp = cm2/ml

Máximo esfuerzo cortante unitario (vmax) kg/cm2

kg/cm2

cm2/ml

cm2/ml

Área (cm2)

vertical As = cm2/ml

horizontal Atemp = cm2/ml

Diseño Hidráulico de la Bocal de Captación

Nivel de máximas

h

Hc

Cota de río Alfeizer

Datos de Ingreso

Cota de río = 583.900 msnmNivel de Máximas = 584.869 msnmCaudal de derivación = 0.800 m³/sAlfeizer = 0.000 mAncho de compuerta = 0.750 mAlto de compuerta (Hc) = 0.700 mBase canal derivación = 0.750 mPendiente canal deriv. = 0.005 m/mTalud canal derivación = 0.000Coef. de rugosidad = 0.016

Comportamiento en avenidas

Carga de agua antes de compuerta = 0.969 mRelación de alturas = 0.7220Coeficiente de compuertas 0.6972

Iteración 1

Calculo Tirante Normal

Q = 0.800 m³/s b = 0.75 mn = 0.016 z = 0.00S = 0.005 m/m

Cálculo del tirante normal

Tirante Inicial 0.635 mF(y) 0.001

Tirante normal adoptado = 0.635 mCota Nivel de Agua = 584.535 msnmCarga de Agua sobre compuerta (h) = 0.334 mCaudal de Derivación máximo = 0.9373401 m³/sDiferencia de caudales = 0.14

Iteración 2

Calculo Tirante Normal

Q = 0.872 m³/s b = 0.75 mn = 0.016 z = 0.00S = 0.005 m/m

Cálculo del tirante normal

Tirante Inicial 0.680 mF(y) 0.001

Tirante normal adoptado = 0.680 mCota Nivel de Agua = 584.580 msnmCarga de Agua sobre compuerta (h) = 0.289 mCaudal de Derivación máximo = 0.87191035 m³/sDiferencia de caudales = -0.0001

Resultados

Máximo Caudal de Derivación = 0.872 m³/sCarga de Agua sobre compuerta = 0.289 mTirante normal en canal = 0.680 mArea Mojada = 0.510 m²Velocidad de flujo = 1.709 m/sCota Corona de Muros = 585.369 msnm

Cotas Calculadas

Cota de fondo canal de derivación 583.900 msnmCota de fondo después de caída 583.879 msnmCota de fondo de canal conducción 583.879 msnmCota corona Muros antes compuerta 585.369 msnmCota corona Muros despues compuerta 585.169 msnm

TransiciónLongitud Transición entrada (calculada) 0.000 mLongitud Transición entrada (adoptada) 0.300 m

Diseño Estructural

Losa de Maniobras

Ancho de Losa Superior = 0.750 mEspesor lozas = 0.150 mEspesor paredes = 0.150 mEspesor de pantala = 0.150 mConcreto = 4.000 kg/cm2

Peso Unitario Concreto = 2400.000 kg/m3

Acero de refuerzo = 3.000 kg/cm2Recubrimiento acero = 0.050 mPeso Mecanismo Izaje = 350.000 kg

Diseño de Losa Superior

Fuerzas debido al Peso PropioDebido a la Losa Superior 324.000 kg/mDebido a la Pantalla 223.018 kg/mCarga Viva 600.000 Kg/mlCarga Total (W) 1785.826 Kg/ml

Longitud Efectiva 0.825 mEspesor de losa calculado 0.0229 mComprobación espesor de losa Aceptado

Momentos NegativosMomento debido Carga Total -151.935 kg-mMomento debido Mecanismo -144.375 kg-mMomento Total -296.310 kg-m

Momentos Positivos

A

Momento Debido Carga Total 101.290 kg-m

Cálculo de Acero de Refuerzo

Losa de Maniobras

a. Parte Superior

Momento último = -296.310 kgm/mMomento último = -29630.971 kgcm/mDiámetro de acero = 2.000

Distancia de fibra extrema = 9.524 cm

a = 0.196 cm As = 0.832a (calculado)= 0.196 cm Delta a = 0.000

Refuerzo calculado = 0.832

Refuerzo mínimo losas = 1.619

Refuerzo por temperatura = 2.700

b. Parte Inferior

Momento último = 101.290 kgm/mMomento último = 10128.981 kgcm/mDiámetro de acero = 2.000

Distancia de fibra extrema = 9.524 cm

a = 0.066 cm As = 0.282a (calculado)= 0.066 cm Delta a = 0.000

Refuerzo calculado = 0.282

Resumen de Refuerzos

Losa Diametro Acero Espaciamiento

Cara superior 0.832 1 @ 0.25m 1.28

2.700 2 @ 0.25m 2.84

Cara inferior 0.282 1 @ 0.25m 1.28

2.700 2 @ 0.25m 2.84

Comprobación por Esfuerzo Cortante

Paredes laterales

7.2457Fuerza Cortante Máxima (V) 397.600 kg

Esfuerzo cortante unitario (v) 0.3118Comprobación de esfuerzo cortantes Satisface la condicón de Diseño

Diseño de la pantalla

Diámetro de acero = 2.000

Distancia de fibra extrema = 9.524 cm

Refuerzo mínimo losas = 1.619

Refuerzo por temperatura = 2.700

Pantalla Diametro Acero Espaciamiento

Cara exterior 1.619 2 @ 0.25m 2.84

2.700 2 @ 0.25m 2.84

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

Área (cm2)

perp-eje As = cm2/ml

parl-eje Atemp = cm2/ml

perp-eje As = cm2/ml

parl-eje Atemp = cm2/ml

Máximo esfuerzo cortante unitario (vmax) kg/cm2

kg/cm2

cm2/ml

cm2/ml

Área (cm2)

vertical As = cm2/ml

horizontal Atemp = cm2/ml

Diseño de Cajas de Amortiguación

e B e

H

x AB d

Datos :

Ancho Asumido (B) 1.200 mEspesor piso (d) = 0.150 mEspesor paredes (e) = 0.150 mPestaña de estabilización = 0.150 m

Concreto = 4.000

Peso Unitario Concreto = 2400.000

Acero de refuerzo = 3.000Recubrimiento acero = 0.050 m

Peso Unitario Relleno = 1650.000

Capacidad carga terreno = 1.400

Capacidad carga terreno = 0.500Angulo fricción interna = 35.000 °Nivel de saturación = 0.000 mAltura de relleno = 1.400 m

Diseño Estructural:

Coeficiente = 0.426Ancho efectivo = 1.350 m

Cálculos de Momentos

Caso I : Se consideran las siguientes cargas- Carga por relleno y presión lateral del suelo- Nivel Freático alto y canal vacío- Peso propio

Momento debido al rellenoPresión Neutra del terreno 1 689.527 kg/mPresión Neutra del terreno 2 985.038 kg/mPresión Neutra del terreno 3 0.000 kg/mPresión de Agua 0.000 kg/mMomento en Punto A = 321.779 kgm/m

Subpresión = 150.000Momento en Punto B = 287.607 kgm/m

Seguridad contra la subpresiónPeso del piso estructura = 648.000 kg/mPeso de la pared = 504.000 kg/mPeso del suelo = 346.500 kg/m

kg/cm2

kg/m3

kg/cm2

kg/m3

kg/cm2 (seco)

kg/cm2 (saturado)

kg/m2

Fuerza de Subpresión = 270.000 kg/mFactor de Seguridad = 8.700Comprobación de Factor = Aceptado

Presión de Estructura sobre el terreno

Capacidad portante suelo = 0.116Factor de seguridad = 4.329Comprobación de Factor = Aceptado

Caso II : Se consideran las siguientes cargas- Sin relleno lateral- Nivel freático bajo y canal lleno- Peso del agua

Cálculos de MomentosPresión del agua = 980.000 kg/mPeso del Agua en el piso = 1400.000 kg/mMomento en Punto A = 457.333 kgm/mMomento en Punto B = 318.937 kgm/m

Presión de Estructura sobre el terrenoPeso del piso estructura = 648.000 kg/mPeso de la pared = 504.000 kg/mPeso del suelo = 346.500 kg/mPeso del agua en piso = 1890.000 kg/m

Capacidad portante suelo = 0.236Factor de seguridad = 5.945Comprobación de Factor = Aceptado

Cálculo de Acero de Refuerzo

Paredes laterales

a. Parte Externa

Momento último = 321.779 kgm/mMomento último = 32177.922 kgcm/m

Diámetro de acero = 2.000

Distancia de fibra extrema = 9.524 cm

a = 0.213 cm As = 0.904a (calculado)= 0.213 cm Delta a = 0.000

Refuerzo calculado = 0.904

Refuerzo mínimo losas = 1.619

Refuerzo por temperatura = 2.700

b. Parte Interna

Momento último = 457.333 kgm/mMomento último = 45733.333 kgcm/m

Diámetro de acero = 2.000

Distancia de fibra extrema = 9.524 cm

a = 0.304 cm As = 1.291a (calculado)= 0.304 cm Delta a = 0.000

Refuerzo calculado = 1.291

kg/cm2

kg/cm2

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

Piso

a. Cara Superior

Momento último = 318.937 kgm/mMomento último = 31893.750 kgcm/m

Diámetro de acero = 1.000

Distancia de fibra extrema = 9.683 cm

a = 0.207 cm As = 0.881a (calculado)= 0.207 cm Delta a = 0.000

Refuerzo calculado = 0.881

Refuerzo mínimo losas = 1.646

Refuerzo por temperatura = 2.700

b. Cara Inferior

Momento último = 287.607 kgm/mMomento último = 28760.735 kgcm/m

Diámetro de acero = 2.000

Distancia de fibra extrema = 9.524 cm

a = 0.190 cm As = 0.807a (calculado)= 0.190 cm Delta a = 0.000

Refuerzo calculado = 0.807

Resumen de Refuerzos

Paredes Diametro Acero Espaciamiento

Cara exterior 0.904 2 @ 0.25m 2.84

2.700 2 @ 0.25m 2.84

Cara interior 1.291 1 @ 0.225m 1.42

2.700 2 @ 0.25m 2.84

Piso

Cara superior 1.646 2 @ 0.25m 2.84

2.700 2 @ 0.25m 2.84

Cara inferior 1.646 2 @ 0.25m 2.84

2.700 2 @ 0.25m 2.84

Comprobación por Esfuerzo Cortante

Paredes laterales

4.2000Fuerza Cortante Máxima (V) 1674.565 kg

Esfuerzo cortante unitario (v) 1.3134Comprobación de esfuerzo cortantes Satisface la condicón de Diseño

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

Área (cm2)

vertical As = cm2/ml

horizontal Atemp = cm2/ml

vertical As = cm2/ml

horizontal Atemp = cm2/ml

perp-eje As = cm2/ml

parl-eje Atemp = cm2/ml

perp-eje As = cm2/ml

parl-eje Atemp = cm2/ml

Máximo esfuerzo cortante unitario (vmax) kg/cm2

kg/cm2

Diseño de Desarenador

B

H

VW

V

L

Datos :

Canal de Salida

Caudal de Salida = 0.800Base canal de Salida = 0.750 mCoeficiente de rugosidad = 0.016Pendiente canal Salida = 0.005 m/mTalud canal Salida = 0.000

SedimentosDiámetro de sedimento = 0.500 mm

Peso específico agua turbia 1.030

Viscosidad dinámica = 4.000

Peso específico arena = 2.430Profundidad sedimentación 2.500 m (Entre 1.5m y 4m)

Diseño Hidráulico:

Características hidráulicas Canal Ingreso (Canal de Aducción)

Tirante normal adoptado = 0.633 mBorde libre = 0.139 m Altura total = 0.772 mEspejo agua = 0.750 m Ancho total= 0.75 mVelocidad = 1.685 m/s Radio H. = 0.24 m

Características hidráulicas Canal Salida

Area = 0.308 m² Perimetro = 1.572 mYnormal = 0.411 m f(yn) = 0.34015

Tirante normal adoptado = 0.411 mBorde libre = 0.139 m Altura total = 0.550 mEspejo agua = 0.750 m Ancho total= 0.75 mVelocidad = 2.595 m/s Radio H. = 0.20 m

Tanque SedimentadorCoeficiente de Camp 44Velocidad horizontal tanque 31.11 cm/sCoeficiente de Owens 1.28Velocidad de CaídaFórmula de Stokes 4.764 cm/sFórmula de Hazen 9.528 cm/sFórmula de Owens 3.423 cm/sFórmula de Scotti-Foglieni 8.912 cm/sFórmula de Krey 14.606 cm/sFórmula de Bostereli 22.361 cm/sFórmula de Guicciardi 17.013 cm/sDiagrama de Sellerio 0.500 cm/s (Gráfica)Diagrama de Sudry 1.000 cm/s (Gráfica)

BE BS

V1 V1

m3/s

gr/cm3

x10-6 kg.s/m2

gr/cm3

Velocidad de caída asumida 3.000 cm/sLongitud de sedimentación 25.927 mAncho de Sedimentador (B) 1.029 mTiempo de sedimentación 83.333 seg

Volumen agua conducido 66.667

Capacidad de Tanque 66.667

Longitud asumida 16.000 mAncho Asumido 1.100 m

Volumen Calculado 44.000

TransiciónLongitud Transición entrada (calculada) = 0.789 mLongitud Transición entrada (adoptada) = 1.000 m

Longitud Transición salida (calculada) = 0.789 mLongitud Transición salida (adoptada) = 1.000 m

Diseño Estructural:

e B e

H

x AB d

Datos:Espesor piso (d) = 0.200 mEspesor paredes (e) = 0.200 mPestaña de estabilización = 0.150 m

Concreto = 210.000

Peso Unitario Concreto = 2400.000

Acero de refuerzo = 4200.000Recubrimiento acero = 0.050 m

Peso Unitario Relleno = 1650.000

Capacidad carga terreno = 2.500

Capacidad carga terreno = 0.500Angulo fricción interna = 35.000 °Nivel de saturación = 1.200 m

Coeficiente = 0.426Ancho efectivo = 1.300 mAltura de relleno = 3.272 m

Cálculos de Momentos

Caso I : Se consideran las siguientes cargas- Carga por relleno y presión lateral del suelo- Nivel Freático alto y canal vacío- Peso propio

Momento debido al rellenoPresión Neutra del terreno 1 1510.509 kg/mPresión Neutra del terreno 2 1457.939 kg/mPresión Neutra del terreno 3 313.165 kg/mPresión de Agua 720.000 kg/mMomento en Punto A = 4143.957 kgm/m

Subpresión = 1400.000Momento en Punto B = 3848.207 kgm/m

Seguridad contra la subpresiónPeso del piso estructura = 864.000 kg/m

m3

m3

m3

kg/cm2

kg/m3

kg/cm2

kg/m3

kg/cm2 (seco)

kg/cm2 (saturado)

kg/m2

Peso de la pared = 1570.616 kg/mPeso del suelo = 809.849 kg/mFuerza de Subpresión = 2520.000 kg/mFactor de Seguridad = 2.232Comprobación de Factor = Aceptado

Presión de Estructura sobre el terreno

Capacidad portante suelo = 0.172Factor de seguridad = 2.899Comprobación de Factor = Aceptado

Caso II : Se consideran las siguientes cargas- Sin relleno lateral- Nivel freático bajo y canal lleno- Peso del agua

Cálculos de MomentosPresión del agua = 5353.372 kg/mPeso del Agua en el piso = 3272.116 kg/mMomento en Punto A = 5838.952 kgm/mMomento en Punto B = 691.235 kgm/m

Presión de Estructura sobre el terrenoPeso del piso estructura = 864.000 kg/mPeso de la pared = 1570.616 kg/mPeso del suelo = 809.849 kg/mPeso del agua en piso = 4253.751 kg/m

Capacidad portante suelo = 0.549Factor de seguridad = 4.555Comprobación de Factor = Aceptado

Cálculo de Acero de Refuerzo

Paredes laterales

a. Parte Externa

Momento último = 4143.957 kgm/mMomento último = 414395.713 kgcm/mDiámetro de acero = 0.500 pulgDistancia de fibra extrema = 14.365 cm

Iteraciones

a = 1.924 cm As = 8.179a (calculado)= 1.925 cm Delta a = 0.000

Refuerzo calculado = 8.179

Refuerzo mínimo losas = 2.442

Refuerzo por temperatura = 3.600

b. Parte Interna

Momento último = 5838.952 kgm/mMomento último = 583895.196 kgcm/mDiámetro de acero = 0.500 pulgDistancia de fibra extrema = 14.365 cm

Iteraciones

a = 2.802 cm As = 11.915a (calculado)= 2.804 cm Delta a = -0.001

Refuerzo calculado = 11.915

Piso

a. Parte Superior

kg/cm2

kg/cm2

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

Momento último = 691.235 kgm/mMomento último = 69123.455 kgcm/mDiámetro de acero = 0.500 pulgDistancia de fibra extrema = 14.365 cm

Iteraciones

a = 0.303 cm As = 1.287a (calculado)= 0.303 cm Delta a = 0.000

Refuerzo calculado = 1.287

Refuerzo mínimo losas = 2.442

Refuerzo por temperatura = 3.600

b. Parte Inferior

Momento último = 3848.207 kgm/mMomento último = 384820.713 kgcm/mDiámetro de acero = 0.500 pulgDistancia de fibra extrema = 14.365 cm

Iteraciones

a = 1.777 cm As = 7.554a (calculado)= 1.777 cm Delta a = 0.000

Refuerzo calculado = 7.554

Resumen de Refuerzos

Paredes Diametro Acero Espaciamiento

Cara exterior 8.179 3 @ 0.15m 8.60

3.600 3 @ 0.25m 5.16

Cara interior 11.915 5 @ 0.225m 12.62

3.600 2 @ 0.175m 4.06

Piso

Cara superior 2.442 2 @ 0.25m 2.84

3.600 2 @ 0.175m 4.06

Cara inferior 7.554 3 @ 0.15m 8.60

3.600 3 @ 0.25m 5.16

Comprobación por Esfuerzo Cortante

Paredes laterales

4.2000Fuerza Cortante Máxima (V) 4001.613 kg

Esfuerzo cortante unitario (v) 2.3539Comprobación de esfuerzo cortantes Satisface la condicón de Diseño

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

Área (cm2)

vertical As = cm2/ml

horizontal Atemp = cm2/ml

vertical As = cm2/ml

horizontal Atemp = cm2/ml

perp-eje As = cm2/ml

parl-eje Atemp = cm2/ml

perp-eje As = cm2/ml

parl-eje Atemp = cm2/ml

Máximo esfuerzo cortante unitario (vmax) kg/cm2

kg/cm2

CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DEL CANAL

PROGRESIVADE AL

0+030 1+500 1470 0.8000 0.0040 0.7500 0.509 2.507 0.319 1.452 0.8291+500 3+000 1500 0.8000 0.0030 0.7500 0.570 2.220 0.360 0.227 0.8213+500 3+540 540 0.8000 0.0200 0.6000 0.353 4.623 0.173 0.165 1.4433+540 3+720 180 0.8000 0.0121 0.6000 0.420 3.781 0.212 0.178 1.1493+720 4+100 380 0.8000 0.0211 0.6000 0.347 4.720 0.169 0.163 1.4834+100 6+000 1900 0.8000 0.0200 0.6000 0.353 4.623 0.173 0.165 1.4436+000 6+410 410 0.8000 0.0160 0.6000 0.380 4.237 0.189 0.171 1.2956+410 6+670 260 0.8000 0.0159 0.6000 0.381 4.227 0.189 0.171 1.2916+670 7+010 340 0.8000 0.0207 0.6000 0.349 4.691 0.171 0.164 1.4717+010 7+490 480 0.8000 0.0147 0.6000 0.387 4.147 0.193 0.172 1.2647+490 7+590 100 0.8000 0.0196 0.6000 0.355 4.594 0.174 0.165 1.4317+590 7+630 40 0.8000 0.0103 0.6000 0.444 3.565 0.224 0.181 1.092

L (m)

Q (m3/seg)

S (m/m)

D (m)

Y (m)

V (m/s)

A (m2)

R (m)

E (m-kg/kg)

Diseño de aforador de Cresta Ancha RBC

FLUJO IDEAL

Nivel de referencia

Datos

0.75 m

0

0.633 m

0.15 m

0.75 m

0Longitud del Aforador (L) 0.7 m

Solución

Area sección canal aproximación 0.475

0.483 m

0.338 m

0.3605 m

0.2704

0.7500 m

0.5085

0.5415 m

0.3612 mDiferencia de tirantes 0.001

CALCULO DEL CAUDAL REAL

Nivel de referenciaResalto

Q1

y1

Base de canal de aproximación (b1)

Talud del canal de aproximación (z1)

Tirante del canal de aproximación (y1)

Altura resalto aguas arriba (p1)

Base de la sección critica (bc)

Talud de la sección critica (zc)

m2

Carga de agua sobre vertedero (h1)

Tirance critico (yc)

Tirance critico Inicial (yc)

Area sección canal cresta (Ac) m2

Espejo de agua de la sección (Bc)

Caudal en la sección crítica (Q1) m3/seg

Energía en el punto 1 (H1)

Tirante en la seción crítica (yc)

Q1

y1

V1H1

p1

h1

V12/2g

Nivel Constante de Energía

Vc

Vc2/2g

yc

Hc

V1H1

p1

h1

V12/2g

Vc

Vc2/2g

yc

Hc

H2

y2

p2

h2

v22/2g

DH1 DH2

La Lb L Ld Le

Canal de Entrada

Longitud delestrechamiento

Tra

nsic

ión

conv

erge

nt e

Longitud variable de la transición divergente

Long

itud

del

tram

o de

co

la

Tramo de aceleración flujo

Resalto

Sec

ción

de

Con

trol

Est

ació

n li

mni

mét

rica

Datos

0.6 m

0.45 m

0.00000114Rugosidad absoluta del material (k) 0.0002 m

1.04

Solución

0.3597 m

0.2698

0.7500 m

0.5069

1.885 m/s

353500

1157288.67

0.2138 m

0.00223Valor Inicial Valor Final

0.005 #VALUE!

0.005 #VALUE!

Sección Crítica

#VALUE!

0.183607 m

#VALUE! m

Sección Canal de Aproximación

0.002350

0.235491 m

1.0676 m/seg

0.00035 m

Transición de Entrada

0.4368 m

0.3276

1.5473 m/seg

0.201770 m

0.000450 m

Pérdida de Carga Total #VALUE! m

Profundidad media 0.3597 m

#VALUE!

#VALUE!

Cálculo del Caudal #VALUE!

#VALUE! m

#VALUE! m

Diferencia de tirante crítico calculados #VALUE! m

Diferencia de Caudales #VALUE!

Longitud del canal de aproximación (La)

Longitud de la transición (Lb)

Viscosidad cinemática del agua (v1) m2/seg

Coeficiente de distribución de velocidad (a1)

Titrante Crítico Inicia (yc)

Area sección canal cresta (Ac) m2

Espejo de agua de la sección (Bc)

Caudal en la sección crítica (Q1) m3/seg

Velocidad sección crítica (vc)

Número Reynolds Regimen Laminar (Rex)

Número Reynolds Longitud (ReL)

Longitud de transición flujo Laminar (Lx)

Coeficiente Resisitencia Laminar (Cf,x)

Coeficiente Resisitencia Capa Límite en régimen turbulento (CF,L)

Coeficiente Resisitencia Capa Límite en régimen turbulento (CF,x)

Coeficiente de Resistencia Total (CF)

Radio Hidraulico Sección Crítica (Rc)

Perdidas Rozamiento sección Critica (DHL)

Coeficiente de Resistencia Total (CF)

Radio Hidraulico Canal Aprox. (R1)

Velocidad del Flujo (V1)

Perdidas Rozamiento Canal Aprox. (DHa)

Tirante de la sección (yb)

Area de la Sección (Ab) m2

Velocidad en la sección (Vb)

Radio Hidráulico de la sección (Rb)

Perdidas Rozamiento de la sección (DHb)

Coeficiente de correción e

Coeficiente de Distribución de velocidad ac

m3/seg

Carga Total Aguas Arriba del aforador (H1)

Cálculo del tirante críctico (yc)

m3/seg

Long

itud

del

tram

o de

co

la

D67
MAAN: Para canales prismaticos bien desarrollados el valor es 1.04

#VALUE!

#VALUE!

Coeficiente de Descarga del vertedero (Cd)

Relación H1/L

ANÁLISIS DE FLUJO EN TUBERIAS

Proyecto :Ubicación :

Características del Proyecto

Caudal de Diseño : 2.000Gradiente Actual : 0.001 m/mMaterial : PVC Perfilado RIB LOC

Tipo de Flujo : Gravedad a Cielo AbiertoCoef. Rugosidad Diámetron Manning (est) : 0.0092 1300 mm 51.18 pulg.

CARACTERISTICAS DEL FLUJO PARA DIFERENTES ALTURAS DE TIRANTE (en %)

5 0.0248 0.0423 0.4174 0.010 0.5863 0.5667 51.6810 0.0691 0.0826 0.6518 0.045 0.8366 0.7800 73.7415 0.1248 0.1207 0.8397 0.105 1.0340 0.9284 91.1520 0.1890 0.1568 0.9994 0.189 1.2055 1.0400 106.2625 0.2595 0.1906 1.1385 0.295 1.3614 1.1258 120.0030 0.3349 0.2222 1.2611 0.422 1.5071 1.1915 132.8435 0.4140 0.2515 1.3697 0.567 1.6459 1.2401 145.0840 0.4958 0.2785 1.4659 0.727 1.7803 1.2737 156.9345 0.5793 0.3030 1.5507 0.898 1.9118 1.2935 168.5250 0.6637 0.3250 1.6248 1.078 2.0420 1.3000 180.0055 0.7480 0.3444 1.6887 1.263 2.1723 1.2935 191.4860 0.8315 0.3609 1.7425 1.449 2.3038 1.2737 203.0765 0.9133 0.3746 1.7861 1.631 2.4381 1.2401 214.9270 0.9924 0.3851 1.8194 1.806 2.5770 1.1915 227.1675 1.0678 0.3922 1.8417 1.967 2.7227 1.1258 240.0080 1.1383 0.3955 1.8519 2.108 2.8786 1.0400 253.7485 1.2025 0.3942 1.8481 2.222 3.0501 0.9284 268.8590 1.2582 0.3874 1.8268 2.299 3.2475 0.7800 286.26

93.8 1.2932 0.3770 1.7939 2.320 3.4298 0.6270 302.3395 1.3025 0.3724 1.7791 2.317 3.4977 0.5667 308.32

100 1.3273 0.3250 1.6248 2.157 4.0841 0.0000 360.00

m3/s

Tirante en

%

Area A

(m2)

Radio Hidráulico R.H.

(m)

Velocidad del Flujo

V (m/s)

Caudal Q

(m3/seg)

Perímetro Mojado P

(m)

Espejo de Agua T

(m)

Alpha a

ANÁLISIS DE FLUJO EN TUBERIAS

Documento preparado por :

Capacidad Máxima de Conducción

Caudal en la tubería 2.320Velocidad del flujo 1.794 m/segTipo de régimen Subcrítico

Fuerza tractiva 0.377Altura de tirante 1.219 m

CARACTERISTICAS DEL FLUJO PARA DIFERENTES ALTURAS DE TIRANTE (en %)

Tipo de Régimen

0.6369 Subcrítico 541443 0.0423 0.065 0.20.6993 Subcrítico 845504 0.0826 0.130 0.20.7311 Subcrítico 1089220 0.1207 0.195 0.20.7485 Subcrítico 1296340 0.1568 0.260 0.20.7571 Subcrítico 1476778 0.1906 0.325 0.20.7594 Subcrítico 1635833 0.2222 0.390 0.20.7568 Subcrítico 1776710 0.2515 0.455 0.20.7501 Subcrítico 1901473 0.2785 0.520 0.20.7398 Subcrítico 2011494 0.3030 0.585 0.20.7260 Subcrítico 2107665 0.3250 0.650 0.20.7090 Subcrítico 2190525 0.3444 0.715 0.20.6885 Subcrítico 2260307 0.3609 0.780 0.20.6645 Subcrítico 2316959 0.3746 0.845 0.20.6365 Subcrítico 2360110 0.3851 0.910 0.20.6038 Subcrítico 2388982 0.3922 0.975 0.20.5651 Subcrítico 2402194 0.3955 1.040 0.20.5185 Subcrítico 2397316 0.3942 1.105 0.20.4592 Subcrítico 2369672 0.3874 1.170 0.20.3988 Subcrítico 2327069 0.3770 1.219 0.20.3747 Subcrítico 2307858 0.3724 1.235 0.20.0004 Subcrítico 2108030 0.3250 1.300 0.2

m3/s

kg/m2

Número de

Froude

Número de

Reynolds

Fuerza Tractiva

F.T. (kg/m2)

Altura Tirante

y (m)

Fuerza Tractiva mínima (kg/m2)

Fuerza Total

kN

0 0.900 0.902052970.02 0.800 1.287001560.05 0.700 1.59079701

0.1 0.600 1.854589780.18 0.500 2.094394450.28 0.400 2.318558310.42 0.300 2.532206690.57 0.200 2.738876160.74 0.100 2.941257160.94 0.000 3.141592001.14 -0.100 3.341926841.35 -0.200 3.544307841.56 -0.300 3.750977311.76 -0.400 3.964625691.94 -0.500 4.188789552.09 -0.600 4.42859422

2.2 -0.700 4.692386992.24 -0.800 4.996182442.22 -0.876 5.27660256

2.2 -0.900 5.381131031.87 -1.000 6.283184

Fuerza Total

200250

300350400

450500550600650

700750800850900950

10001050110011501200125013001350140014501500

ANÁLISIS DE FLUJO EN TUBERIAS

Proyecto : Canal Documento preparado por : Moises Antonio Arias NinanUbicación : Valle de Sama

Características del Proyecto Capacidad Máxima de Conducción

Caudal de Diseño : 0.800 Caudal en la tubería 1.070Gradiente Actual : 0.004 m/m Velocidad del flujo 2.486 m/segMaterial : PVC Perfilado RIB LOC Tipo de régimen Subcrítico

Tipo de Flujo : Gravedad a Cielo Abierto Fuerza tractiva 0.870Coef. Rugosidad Diámetro Altura de tirante 0.704 mn Manning (est) : 0.0092 750 mm 29.53 pulg.

CARACTERISTICAS DEL FLUJO PARA DIFERENTES ALTURAS DE TIRANTE (en %)

Tipo de Régimen

5 0.0083 0.0244 0.5785 0.005 0.3383 0.3269 51.68 1.1622 Supercrítico 432958 0.0977 0.038 0.210 0.0230 0.0476 0.9034 0.021 0.4826 0.4500 73.74 1.2761 Supercrítico 676097 0.1906 0.075 0.215 0.0416 0.0697 1.1638 0.048 0.5965 0.5356 91.15 1.3340 Supercrítico 870981 0.2786 0.113 0.220 0.0629 0.0904 1.3851 0.087 0.6955 0.6000 106.26 1.3659 Supercrítico 1036602 0.3618 0.150 0.225 0.0864 0.1100 1.5779 0.136 0.7854 0.6495 120.00 1.3816 Supercrítico 1180887 0.4399 0.188 0.230 0.1115 0.1282 1.7479 0.195 0.8695 0.6874 132.84 1.3858 Supercrítico 1308074 0.5128 0.225 0.235 0.1378 0.1451 1.8984 0.262 0.9496 0.7155 145.08 1.3811 Supercrítico 1420724 0.5805 0.263 0.240 0.1650 0.1607 2.0317 0.335 1.0271 0.7348 156.93 1.3689 Supercrítico 1520490 0.6427 0.300 0.245 0.1928 0.1748 2.1493 0.414 1.1030 0.7462 168.52 1.3500 Supercrítico 1608466 0.6993 0.338 0.250 0.2209 0.1875 2.2520 0.497 1.1781 0.7500 180.00 1.3249 Supercrítico 1685368 0.7500 0.375 0.255 0.2490 0.1987 2.3406 0.583 1.2532 0.7462 191.48 1.2938 Supercrítico 1751626 0.7947 0.413 0.260 0.2768 0.2082 2.4151 0.668 1.3291 0.7348 203.07 1.2565 Supercrítico 1807426 0.8329 0.450 0.265 0.3040 0.2161 2.4757 0.753 1.4066 0.7155 214.92 1.2126 Supercrítico 1852728 0.8644 0.488 0.270 0.3303 0.2222 2.5218 0.833 1.4867 0.6874 227.16 1.1615 Supercrítico 1887233 0.8887 0.525 0.275 0.3554 0.2263 2.5526 0.907 1.5708 0.6495 240.00 1.1017 Supercrítico 1910320 0.9051 0.563 0.280 0.3789 0.2281 2.5667 0.973 1.6607 0.6000 253.74 1.0313 Supercrítico 1920885 0.9126 0.600 0.285 0.4002 0.2275 2.5615 1.025 1.7596 0.5356 268.85 0.9461 Subcrítico 1916984 0.9098 0.638 0.290 0.4188 0.2235 2.5320 1.060 1.8736 0.4500 286.26 0.8380 Subcrítico 1894879 0.8941 0.675 0.2

93.8 0.4304 0.2175 2.4865 1.070 1.9787 0.3617 302.33 0.7278 Subcrítico 1860812 0.8701 0.704 0.295 0.4335 0.2148 2.4659 1.069 2.0179 0.3269 308.32 0.6837 Subcrítico 1845450 0.8594 0.713 0.2100 0.4418 0.1875 2.2520 0.995 2.3562 0.0000 360.00 0.0008 Subcrítico 1685660 0.7500 0.750 0.2

m3/s m3/s

kg/m2

Tirante en

%

Area A

(m2)

Radio Hidráulico R.H.

(m)

Velocidad del Flujo

V (m/s)

Caudal Q

(m3/seg)

Perímetro Mojado P

(m)

Espejo de Agua T

(m)

Alpha a

Número de

Froude

Número de

Reynolds

Fuerza Tractiva

F.T. (kg/m2)

Altura Tirante

y (m)

Fuerza Tractiva mínima (kg/m2)

Fuerza Total

kN

ANÁLISIS DE FLUJO EN TUBERIAS

Proyecto : Canal Documento preparado por : Moises Antonio Arias NinanUbicación : Valle de Sama

Características del Proyecto Capacidad Máxima de Conducción

Caudal de Diseño : 0.800 Caudal en la tubería 1.120Gradiente Actual : 0.02 m/m Velocidad del flujo 4.919 m/segMaterial : PVC Perfilado RIB LOC Tipo de régimen Supercrítico

Tipo de Flujo : Gravedad a Cielo Abierto Fuerza tractiva 3.621Coef. Rugosidad Diámetro Altura de tirante 0.563 mn Manning (est) : 0.0092 600 mm 23.62 pulg.

CARACTERISTICAS DEL FLUJO PARA DIFERENTES ALTURAS DE TIRANTE (en %)

Tipo de Régimen

5 0.0038 0.0157 0.9638 0.004 0.2416 0.2352 52.93 2.4227 Supercrítico 577035 0.3140 0.030 0.210 0.0106 0.0308 1.5102 0.016 0.3441 0.3256 75.38 2.6726 Supercrítico 904173 0.6159 0.060 0.215 0.0192 0.0453 1.9527 0.038 0.4245 0.3900 92.99 2.8083 Supercrítico 1169070 0.9055 0.090 0.220 0.0292 0.0591 2.3331 0.068 0.4938 0.4399 108.18 2.8914 Supercrítico 1396849 1.1826 0.120 0.225 0.0403 0.0724 2.6691 0.107 0.5564 0.4800 121.88 2.9427 Supercrítico 1598014 1.4471 0.150 0.230 0.0522 0.0849 2.9701 0.155 0.6144 0.5125 134.59 2.9719 Supercrítico 1778226 1.6987 0.180 0.235 0.0648 0.0969 3.2420 0.210 0.6691 0.5388 146.58 2.9845 Supercrítico 1940954 1.9371 0.210 0.240 0.0780 0.1081 3.4884 0.272 0.7215 0.5598 158.06 2.9837 Supercrítico 2088497 2.1621 0.240 0.245 0.0916 0.1187 3.7121 0.340 0.7722 0.5760 169.16 2.9714 Supercrítico 2222455 2.3734 0.270 0.250 0.1056 0.1285 3.9151 0.413 0.8217 0.5879 180.00 2.9491 Supercrítico 2343968 2.5707 0.300 0.255 0.1198 0.1377 4.0987 0.491 0.8703 0.5957 190.66 2.9177 Supercrítico 2453861 2.7536 0.330 0.260 0.1342 0.1461 4.2638 0.572 0.9185 0.5995 201.21 2.8776 Supercrítico 2552720 2.9217 0.360 0.265 0.1486 0.1537 4.4111 0.655 0.9665 0.5995 211.73 2.8291 Supercrítico 2640945 3.0744 0.390 0.270 0.1629 0.1606 4.5411 0.740 1.0147 0.5957 222.28 2.7723 Supercrítico 2718776 3.2113 0.420 0.275 0.1771 0.1666 4.6539 0.824 1.0633 0.5879 232.93 2.7070 Supercrítico 2786307 3.3317 0.450 0.280 0.1911 0.1717 4.7494 0.908 1.1128 0.5760 243.77 2.6326 Supercrítico 2843486 3.4348 0.480 0.285 0.2047 0.1760 4.8273 0.988 1.1634 0.5598 254.87 2.5484 Supercrítico 2890103 3.5196 0.510 0.290 0.2179 0.1792 4.8869 1.065 1.2158 0.5388 266.35 2.4533 Supercrítico 2925758 3.5850 0.540 0.2

93.8 0.2276 0.1810 4.9192 1.120 1.2572 0.5193 275.41 2.3725 Supercrítico 2945136 3.6206 0.563 0.295 0.2306 0.1815 4.9270 1.136 1.2706 0.5125 278.35 2.3453 Supercrítico 2949800 3.6292 0.570 0.2100 0.2789 0.1697 4.7126 1.315 1.6433 0.2352 360.00 1.3815 Supercrítico 2821926 3.3949 0.600 0.2

m3/s m3/s

kg/m2

Tirante en

%

Area A

(m2)

Radio Hidráulico R.H.

(m)

Velocidad del Flujo

V (m/s)

Caudal Q

(m3/seg)

Perímetro Mojado P

(m)

Espejo de Agua T

(m)

Alpha a

Número de

Froude

Número de

Reynolds

Fuerza Tractiva

F.T. (kg/m2)

Altura Tirante

y (m)

Fuerza Tractiva mínima (kg/m2)

Fuerza Total

kN

Diseño de Tanque Amortiguador Tipo Impacto

Datos

Caudal de descarga (Q) 0.800Velocidad del flujo (v) 2.220 m/sDiámetro de Tubería (D) 0.75 m

Diseño Hidráulico

Caudal de descarga 28.252Número de Froude 0.8183Ancho calculado 6 piesAncho del Tanque (W) 1.8288 mAncho del Tanque (W) 2.0000 mAltura del Tanque (H) 1.5000 mLongitud del Tanque (L) 2.6667 mSeparación pantalla (a) 1.0000 mAltura de pantalla (b) 0.7500 m

0.3333 m

0.3333 m

0.2000 m

0.2250 m

0.2000 m

0.2000 mEspesor recubrimiento (rec 0.0750 m

Diseño Estructural

e B e

H

x AB d

m3/s

p3/s

Altura de caida (hb)

Longitud de losa (L1)

Espesor de losa (tp)

Espesor de pantalla (tb)

Espesor del muro (tw)

Espesor del piso (tf)

a

Hb

hb

L1

L

h6

tp

tb

tw

tf

recQ, v, D Q,v,D

C29
Moises: Dimension Calculada del Abaco del Bureau de Pequeñas Presas, con dato del caudal en p3/s

Datos :

Ancho Asumido 2.000 mEspesor piso (d) = 0.150 mEspesor paredes (e) = 0.150 mPestaña de estabilización = 0.150 m

Concreto = 4.000

Peso Unitario Concreto = 2400.000

Acero de refuerzo = 3.000Recubrimiento acero = 0.050 m

Peso Unitario Relleno = 1650.000

Capacidad carga terreno = 1.400

Capacidad carga terreno = 0.500Angulo fricción interna = 35.000 °Nivel de saturación = 0.000 mAltura de relleno = 1.700 m

Diseño Estructural:

Coeficiente = 0.426Ancho efectivo = 2.150 m

Cálculos de Momentos

Caso I : Se consideran las siguientes cargas- Carga por relleno y presión lateral del suelo- Nivel Freático alto y canal vacío- Peso propio

Momento debido al rellenoPresión Neutra del terreno 1016.700 kg/mPresión Neutra del terreno 1196.118 kg/mPresión Neutra del terreno 0.000 kg/mPresión de Agua 0.000 kg/mMomento en Punto A = 576.130 kgm/m

Subpresión = 150.000Momento en Punto B = 489.458 kgm/m

Seguridad contra la subpresiónPeso del piso estructura = 936.000 kg/mPeso de la pared = 612.000 kg/mPeso del suelo = 420.750 kg/mFuerza de Subpresión = 390.000 kg/mFactor de Seguridad = 7.696Comprobación de Factor Aceptado

Presión de Estructura sobre el terreno

Capacidad portante suelo 0.100Factor de seguridad = 4.978Comprobación de Factor Aceptado

Caso II : Se consideran las siguientes cargas- Sin relleno lateral- Nivel freático bajo y canal lleno- Peso del agua

Cálculos de Momentos

kg/cm2

kg/m3

kg/cm2

kg/m3

kg/cm2 (seco)

kg/cm2 (saturado)

kg/m2

kg/cm2

Presión del agua = 1445.000 kg/mPeso del Agua en el piso = 1700.000 kg/mMomento en Punto A = 818.833 kgm/mMomento en Punto B = 982.281 kgm/m

Presión de Estructura sobre el terrenoPeso del piso estructura = 936.000 kg/mPeso de la pared = 612.000 kg/mPeso del suelo = 420.750 kg/mPeso del agua en piso = 3655.000 kg/m

Capacidad portante suelo 0.256Factor de seguridad = 5.468Comprobación de Factor Aceptado

Cálculo de Acero de Refuerzo

Paredes laterales

a. Parte Externa

Momento último = 576.130 kgm/mMomento último = 57613.022 kgcm/mDiámetro de acero = 2.000

Distancia de fibra extrema 9.524 cm

a = 0.384 cm As = 1.633a (calculado) 0.384 cm Delta a = 0.000

Refuerzo calculado = 1.633

Refuerzo mínimo losas = 1.619

Refuerzo por temperatura 2.700

b. Parte Interna

Momento último = 818.833 kgm/mMomento último = 81883.333 kgcm/mDiámetro de acero = 2.000

Distancia de fibra extrema 9.524 cm

a = 0.551 cm As = 2.342a (calculado) 0.551 cm Delta a = 0.000

Refuerzo calculado = 2.342

Piso

a. Cara Superior

Momento último = 982.281 kgm/mMomento último = 98228.125 kgcm/mDiámetro de acero = 2.000

Distancia de fibra extrema 9.524 cm

a = 0.665 cm As = 2.827a (calculado) 0.665 cm Delta a = 0.000

Refuerzo calculado = 2.827

Refuerzo mínimo losas = 1.619

Refuerzo por temperatura 2.700

kg/cm2

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

b. Cara Inferior

Momento último = 489.458 kgm/mMomento último = 48945.834 kgcm/mDiámetro de acero = 2.000

Distancia de fibra extrema 9.524 cm

a = 0.325 cm As = 1.383a (calculado) 0.325 cm Delta a = 0.000

Refuerzo calculado = 1.383

Resumen de Refuerzos

Paredes Diametro Acero Espaciamiento

Cara exterior 1.633 2 @ 0.25m 2.84

2.700 2 @ 0.25m 2.84

Cara interior 2.342 2 @ 0.25m 2.84

2.700 2 @ 0.25m 2.84

Piso

Cara superior 2.827 2 @ 0.25m 2.84

2.700 2 @ 0.25m 2.84

Cara inferior 1.619 2 @ 0.25m 2.84

2.700 2 @ 0.25m 2.84

Losa de Maniobras

Ancho de Losa Superior = 2.000 mEspesor lozas = 0.200 mEspesor de pantalla = 0.300 mConcreto = 4.000 kg/cm2Peso Unitario Concreto = 2400.000 kg/m3Acero de refuerzo = 3.000 kg/cm2Recubrimiento acero = 0.050 m

Diseño de Losa Superior

Fuerzas debido al Peso PropioDebido a la Losa Superior 960.000 kg/mDebido a la Pantalla 540.000 kg/mCarga Viva 600.000 Kg/mlCarga Total (W) 3120.000 Kg/ml

Longitud Efectiva 2.1 mEspesor de losa calculado 0.0583 mComprobación espesor de lAceptado

Momentos Negativos

cm2/ml

cm2/ml

Área (cm2)

vertical As = cm2/ml

horizontal Atemp = cm2/ml

vertical As = cm2/ml

horizontal Atemp = cm2/ml

perp-eje As = cm2/ml

parl-eje Atemp = cm2/ml

perp-eje As = cm2/ml

parl-eje Atemp = cm2/ml

A

Momento debido Carga Tot -1719.900 kg-mMomento Total -1719.900 kg-m

Momentos PositivosMomento Debido Carga Tot 1146.600 kg-m

Cálculo de Acero de Refuerzo

Losa de Maniobras

a. Parte Superior

Momento último = -1719.900 kgm/mMomento último = -171990.000 kgcm/mDiámetro de acero = 2.000Distancia de fibra extrema 14.524 cm

a = 0.757 cm As = 3.217a (calculado) 0.757 cm Delta a = 0.000

Refuerzo calculado = 3.217

Refuerzo mínimo losas = 2.469

Refuerzo por temperatura 3.600

b. Parte Inferior

Momento último = 1146.600 kgm/mMomento último = 114660.000 kgcm/mDiámetro de acero = 2.000Distancia de fibra extrema 14.524 cm

a = 0.500 cm As = 2.125a (calculado) 0.500 cm Delta a = 0.000

Refuerzo calculado = 2.125

Resumen de Refuerzos

Losa Diametro Acero Espaciamiento

Cara superior 3.217 2 @ 0.20m 3.55

3.600 3 @ 0.25m 5.16

Cara inferior 2.125 2 @ 0.25m 2.84

3.600 3 @ 0.25m 5.16

Comprobación por Esfuerzo Cortante

Paredes laterales

7.2457Fuerza Cortante Máxima (V) 6240.000 kg

Esfuerzo cortante unitario (v) 3.6706Comprobación de esfuerzo cortantes Satisface la condicón de Diseño

Diseño de la pantalla

Diámetro de acero = 3.000Distancia de fibra extrema 24.365 cm

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

Área (cm2)

vertical As = cm2/ml

horizontal Atemp = cm2/ml

vertical As = cm2/ml

horizontal Atemp = cm2/ml

Máximo esfuerzo cortante unitario (vmax) kg/cm2

kg/cm2

Refuerzo mínimo losas = 4.142

Refuerzo por temperatura 5.400

Pantalla Diametro Acero Espaciamiento

Cara exterior 4.142 3 @ 0.25m 5.16

5.400 3 @ 0.225m 5.73

Tapa de Caja

Ancho de Losa Superior = 2.000 mEspesor lozas = 0.200 mEspesor de pantalla = 0.256 mConcreto = 4.000 kg/cm2Peso Unitario Concreto = 2400.000 kg/m3Acero de refuerzo = 3.000 kg/cm2Recubrimiento acero = 0.050 m

Diseño de Losa Superior

Fuerzas debido al Peso PropioDebido a la Losa Superior 960.000 kg/mDebido a la Pantalla 0.000 kg/mCarga Viva 600.000 Kg/mlCarga Total (W) 2364.000 Kg/ml

Longitud Efectiva 2.1 mEspesor de losa calculado 0.0583 mComprobación espesor de lAceptado

Momentos NegativosMomento debido Carga Tot -1303.155 kg-mMomento Total -1303.155 kg-m

Momentos PositivosMomento Debido Carga Tot 868.770 kg-m

Cálculo de Acero de Refuerzo

Losa de Maniobras

a. Parte Superior

Momento último = -1303.155 kgm/mMomento último = -130315.500 kgcm/mDiámetro de acero = 2.000Distancia de fibra extrema 14.524 cm

a = 0.570 cm As = 2.421a (calculado) 0.570 cm Delta a = 0.000

Refuerzo calculado = 2.421

Refuerzo mínimo losas = 2.469

Refuerzo por temperatura 3.600

b. Parte Inferior

Momento último = 868.770 kgm/mMomento último = 86877.000 kgcm/m

cm2/ml

cm2/ml

Área (cm2)

vertical As = cm2/ml

horizontal Atemp = cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

cm2/ml

Diámetro de acero = 2.000Distancia de fibra extrema 14.524 cm

a = 0.377 cm As = 1.603a (calculado) 0.377 cm Delta a = 0.000

Refuerzo calculado = 1.603

Resumen de Refuerzos

Losa Diametro Acero Espaciamiento

Cara superior 2.421 2 @ 0.25m 2.84

3.600 3 @ 0.25m 5.16

Cara inferior 1.603 2 @ 0.25m 2.84

3.600 3 @ 0.25m 5.16

Comprobación por Esfuerzo Cortante

Paredes laterales

7.2457Fuerza Cortante Máxima (V) 4728.000 kg

Esfuerzo cortante unitario (v) 2.7812Comprobación de esfuerzo cortantes Satisface la condicón de Diseño

cm2/ml

cm2/ml

Área (cm2)

vertical As = cm2/ml

horizontal Atemp = cm2/ml

vertical As = cm2/ml

horizontal Atemp = cm2/ml

Máximo esfuerzo cortante unitario (vmax) kg/cm2

kg/cm2

Area calculada 6.25

1 2 3 4 5 61/4 " 0.32 0.64 0.96 1.28 1.60 1.923/8 " 0.71 1.42 2.13 2.84 3.55 4.261/2 " 1.29 2.58 3.87 5.16 6.45 7.745/8 " 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.003/4 " 2.84 5.68 8.52 11.36 14.20 17.047/8 " 3.87 7.74 11.61 15.48 19.35 23.221 " 5.10 10.20 15.30 20.40 25.50 30.60

Diametro Acero 3 5 barras

Area usada 6.45

Area calculada 6.25

0.25 0.225 0.2 0.175 0.15 0.1251/4 " 1.28 1.42 1.60 1.83 2.13 2.563/8 " 2.84 3.16 3.55 4.06 4.75 5.681/2 " 5.16 5.73 6.45 7.37 8.60 10.325/8 " 8.00 8.89 10.00 11.43 13.33 16.003/4 " 11.36 12.62 14.20 16.23 18.93 22.727/8 " 15.48 17.20 19.35 22.11 25.80 30.961 " 20.40 22.67 25.50 29.14 34.00 40.80

Diametro Acero 3 @ 0.20m

Area usada 6.45

cm2

cm2

cm2

cm2

4 5

0.1 0.075 2 33.20 4.277.10 9.47

12.90 17.2020.00 26.6728.40 37.8738.70 51.6051.00 68.00