caída con muro de mampostería de piedra - copia
TRANSCRIPT
ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS
PAJARES URTEAGA, Edinson Fernando
A. Desarrollo Mediante Hoja de Cálculo de una Caída Vertical con Mampostería de Piedra
1. Datos Geométricos:
b'f ty 1
ñ z
2. Datos Topográficos
5.00
2.3. Profundidad mínima del canal "Pi" (m) 0.80
2.4. Profundidad máxima del canal "Pf" (m) 2.00
2.5. Altura de Corte (m) 1.20
2.6. Longitud de Excavación "L " (m) 27.90
3. Datos Hidráulicos
0.80
3.2. Coeficiente de Rugosidad "n" 0.022
3.3. Ancho de Solera "ñ" (m) 0.80
3.3. Altura del canal "H" (m) 0.80
7.00
Se desea trazar un canal cuya capacidad máxima de conducción será 0.8 m3/s, habiendose determinado una sección revestida trapezoidal con taludes 1:1.5, base de 0.8 m., la profundidad total del canal es de 0.80 y con pendiente longitudinal Sc = 7 ‰. Se determinó del levantamiento topográfico de la faja por donde se levantará el trazo, que la pendiente del terreno es S t= 5 % y como es conveniente tener la caja del canal excavada en corte, la excavación debe estar entre 2 m. y 0.8 m. de profundidad, lo cual hace necesario ubicar caídas verticales cada 26.7 m.
2.1. Pendiente del Terreno "St" (%)
3.1. Caudal de Diseño "Q" (m3/s)
Mampostería con mortero de recubrimiento
3.4. Pendiente del Canal "Sc" (‰)
ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS
PAJARES URTEAGA, Edinson Fernando
3.5. Talud "Z" 1.50
0.381
0.58
0.46
3.7. Valor del Fribor del Canal "f" (m) 0.34
3.8. Valor del Espejo de Agua "t" (m) 2.19
3.9. Valor del Ancho de Canal (b' en m) 3.20
3.20
0.34 2.19
0.46 1
0.8 1.5
3.10. Valor del Perímetro "P" (m) 2.47
0.69
0.28
3.13. Valor de la Velocidd de Diseño "V" 1.15
3.10. Valor del Número de Froude "F" 0.65
3.11. Tipo de Flujo R. Subcrítico
Diseño Correcto
4. Diseño de la Caída
4.1. Cálculo del Ancho de la Cresta "W" (m)
0.55
0.30
3.6. Valor del Tiránte Normal "yn" (m): (Sacar del Gráfico 01)
yn (m) =
3.11. Valor del Área Hidráulica "A" (m2)
3.12. Valor del Radio Hidráulico "RH" (m)
♦ Coeficiente de descarga "μ":
♦ Altura de la cresta "J" (m):
(𝐴×𝑅^(2/3))/ñ^(8/3) = 𝑦_𝑛/ñ=
ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS
PAJARES URTEAGA, Edinson Fernando
0.40
0.30
0.75 Correcto
1.33 Correcto
1.95
2.14
2.15
m
0.8
m
3
0.65
m
1
2.01 m
4.2. Cálculo del Número de Caída "N":
0.35
1.55
0.37
Valor de "N" :♦ 0.0038
5. Geometría de la Caída Vertical
0.079
0.57
♦ Carga del Agua Sobre la Cresta "H" (m):
♦ Espesor de la Cresta "e" (m):
♦ Relación 1 "e/H":
♦ Relación 2 "H/J":
♦ Valor de "Wo" (m):
♦ Valor de "W" (m):
♦ Valor de "c" (m):
♦ Valor de "ho" (m):
♦ Cálculo del caudal unitario "q" (m2/s):
5.1. Cálculo de "y1" (m)
5.2. Cálculo de "y2" (m)
N= 𝑞^2/(𝑔×〖ℎ _𝑜〗 ^3 )
ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS
PAJARES URTEAGA, Edinson Fernando
0.46
Diseño correcto porque se ahoga por: 0.242 m.
6. Geometría de la Caída Horizontal
1.48
4.76
5.42
6.05
3.46
4.94
7. Comprobación a 1/3 del Caudal:
0.27
0.13
0.0035
0.56
0.129
0.30
0.24
Diseño correcto porque se ahoga por: 0.242 m.
5.3. Cálculo de "yP" (m)
6.1. Cálculo de "L1" (m):
6.2. Cálculo de "L2" (m): (Sacar del Gráfico 02)
♦ Cálculo de "V1" para y1 y W :
♦ Número de Froude "F1" para V1 :
L2 (m) =
6.3. Cálculo de "LB" (m):
7.1. Caudal "Q/3"(m3/s):
7.2. Caudal Unitario "qQ/3" para Q/3:
7.3. Número de Caída "NQ/3" para Q/3:
7.4. Cálculo de "y2" para Q/3 (m):
7.5. Valor del Tiránte Normal "yn" para Q/3 (m): (Sacar del Gráfico 01)
yn (m) =
𝐿_2/𝑦_2 =
(𝐴×𝑅^(2/3))/𝑤^(8/3) = 𝑦_𝑛/ñ=
ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS
PAJARES URTEAGA, Edinson Fernando
8. Comprobación por Gráfico: (Gráfico 03)
8.1. Número de Caída "N": 0.0038
1.55
0.05
0.08
0.37
0.57
0.3
0.46
1.14
0.40
2.84
0.95
1.47
4.82
8.2. Valor de "ho" (m):
8.3. Cálculo de "y1" (m)
y1(m) =
8.4. Cálculo de "y2" (m)
y2(m) =
8.5. Cálculo de "yp" (m)
yp(m) =
8.6. Cálculo de "L1" (m)
♦ Valor de "hd" (m):
♦ Valor de "H" (m):
L1 (m) =
8.7. Cálculo de "L2" (m): (Sacar del Gráfico 02)
♦ Cálculo de "V1" para y1 y W :
𝑦_1/ℎ_𝑜 =𝑦_2/ℎ_𝑜 =𝑦_𝑝/ℎ_𝑜 =
ℎ_𝑑/𝐻=
(ℎ_𝑜+𝐻−𝑦_𝑛−𝑐)
𝐿_1/ℎ_𝑜 =
ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS
PAJARES URTEAGA, Edinson Fernando
5.53
6.05
3.47
4.94
CUADRO COMPARATIVO ENTRE DISEÑO POR FÓRMULAS Y POR GRÁFICO
DATO ERROR CORRECCIÓN
H (m) 0.40 0.40 0.00 CORRECTOJ (m) 0.30 0.30 0.00 CORRECTOc (m) 0.35 0.35 0.00 CORRECTOe (m) 0.30 0.30 0.00 CORRECTO
1.55 1.55 0.00 CORRECTO
1.14 1.14 0.00 CORRECTO
0.46 0.46 0.00 CORRECTO
0.08 0.08 0.01 CORRECTO
0.57 0.57 0.00 CORRECTO
0.46 0.46 -0.02 CORRECTO
1.48 1.47 0.01 CORRECTO
3.46 3.47 0.00 CORRECTO
4.94 4.94 0.00 CORRECTO
.40
.30 .30
1.14
.46
.46
.57
2
0.3
5
.081
♦ Número de Froude "F1" para V1 :
L2 (m) =
8.8. Cálculo de "LB" (m):
POR FÓRMULAS
POR GRÁFICO
ho (m)
hd (m)
yn (m)
y1 (m)
y2 (m)
yp (m)
L1 (m)
L2 (m)
LB (m)
𝐿_2/𝑦_2 =
ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS
PAJARES URTEAGA, Edinson Fernando
ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS
PAJARES URTEAGA, Edinson Fernando
GRÁFICO 01
.0001 .001 .01 .1 1 10
10
8
6
4
2
.8
.6
.4
.2
.10
.08
.06
.04
.02
.01
Circular
Rectangular
Z=0.5Z=1.0Z=1.5
Z=2.0
Z=3.0
Z=2.5
Z=4.0
AR /b ,2/3 8/3
AR /do2/3 8/3
y/b,
y/d
o
.58
.381
ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS
PAJARES URTEAGA, Edinson Fernando
GRÁFICO 02
SALTOPERMANENTE
MEJORPERFORMANCE
CONONDAS
SALTOOCIL.
DEB.
SALTO FUERTE
ACEPTABLEPERFORMANCE POZA DISIPADORA COSTOSASUPERFICIE
TURBULENTA
SALTOONDULAR
1010 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
4
5
6
7
V
Y1
Y2
L2
F1=V1/ gxY1
2 3 4 5 6 7 8 93
L2 /Y2
5.48
6.05
ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS
PAJARES URTEAGA, Edinson Fernando
GRÁFICO 03
0.05
0.37
0.30
0.95
0.003
8
ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS
PAJARES URTEAGA, Edinson Fernando
0.05
0.37
0.30
0.95
0.003
8