calculo caja de valvulas

1. DESCRIPCION DEL MODELO :

El filtro anaerobio es una estructura enterrada constituida por muros armados cuyas pre-dimensiones se muestran en los graficos siguientes :

PLANIMETRIA

MEMORIA DE CALCULO : CAJA DE VALVULAS

CORTES

PROYECTO: INSTALACION DE LOS SERVICIOS DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO SANITARIO EN LA LOCALIDAD DE COLPA ALTA, DISTRITO DE

AMARILIS - HUANUCO - HUANUCO

LOCALIDAD : COLPA ALTADISTRITO : AMARILISPROVINCIA : HUANUCOREGION : HUANUCOFECHA : ENERO 2015

MUNICIPALIDADDISTRITAL DE

AMARILIS






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2. CONSIDERACIONES PARA EL MODELAMIENTO EN EL SAP :

DATOS GENERALESSobrecarga S/C 1.00 Tn/m2 Inclinacin terreno 0 Grados

Resistenia del terreno 3.00 Kg/cm2 Recubrimiento para muro Re 0.04 m

Altura total de muro 3.68 m Ang. friccion interna () 30.00

Altura de agua (h agua) 0.00 m Tipo de suelo Arcilloso

Peso especifico del suelo 1.950 Tn/m3 Peso especifico del concreto 2400 kg/m3

Resistencia del concreto 210 kg/cm2 Resistencia del acero 4200 kg/cm2

Mod. Elasticidad Concreto (Ec) 231683.43 kg/cm2 Mod. Elasticidad Acero (Es) 2039432.38 kg/cm2

Altura no enterrada 0 m Lado mayor de la estructura 6.95 m

Lado menor de la estructura 5.00 m

PREDIMENSIONAMIENTO DE LA LOSA MACIZA

elosa(m)= 0.1494 Espesor calculado

elosa(m)= 0.15 Espesor de losa a usar

GEOMETRIAEspesor del muro color rojo 0.20 m

0.15 m

El Tanque imhoff es una estructura enterrada constiuida por Muros Armados cuyas pre-dimensiones se muestran en los graficos siguientes :

CORTES TRANVERSALES

Losa de color azulino






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3. CARGAS ASIGNADAS :

Coef. friccin ( f ) 0.577 concreto vaciado en Insitu

Coef. empuje activo (Ka) 0.333

Coef. empuje pasivo (Kp) 3.000

3.1. EMPUJE DEL SUELO (CONDICION ESTATICA)Segun Rankine la resultante del Empuje Activo es:

Donde : w : Peso especifico del suelo

: Angulo de friccion interna del suelo

H : Altura del relleno que ejerce el ampuje activo

A. CALCULO DEL EMPUJE POR SOBRECARGA

h= 3.68 = 1.23 Tn

0.33

En este caso la estructura se encuentra enterrada y no presenta nivel freatico, por lo que solo existen las cargas de empuje activo.

Tn/m

2

21

wHCH aa = ( )2/452 = tgCa

hp

B2

hz t2

t1

'1

N.F.

11

S/C (Ton/m2)

h1

hagua

he s/c

HwCH scasc =






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B. CALCULO DEL EMPUJE ACTIVO

h= 0.00

3.68 = 4.40 Tn

hs= 3.68

2.392 Tn/m

2

21

wHCH aa =






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JOINT PATTER

Y = 0 P = 2.392 C = -0.6500

Y = 3.68 P = 0 D = 2.3920

3.2. EMPUJE DE SUELO (Condicion dinamica) :

Donde : Kv = 0.15 Coeficiente de aceleracion Vertical

Kh = 0.075 Coeficiente de aceleracion Horizontal

KAE = ????? Coeficiente de empuje activo sismico

b = 2.36 Pendiente en la cara posterior del muro (angulo del vastago)

d = 0.00 Angulo de Friccion entre suelo y muro

f = 1.95 Angulo de friccion del relleno

i = 0.00 Angulo del talud

q = 9.211y = 2.028

Para evaluar el incremento del empuje activo en uno de los lados de la estructura se emplea el metodo de Mononobe Okabe, mediante este

metodo el empuje activo total en caso de un evento Sismico esta dado por:

( ) 2121 HKKE AEVA = ( )

++

=

coscoscos

)(cos2

2

AEK

2

)cos()cos()()(1

++

++=

i

isenoseno

=

V

H

KK

ar1

tan






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con los resultado de y determinamos el valor de KEA

KAE = 0.460

Sustituyendo el valor de KAE en la EAE : EA = 4.40 Ton

EAE = 5.62 Ton

Como el AEA es considerando los efectos de la dos condiciones tanto del empuje activo dinamico

como del empuje activo estatico, por los que es conveniente separarlo

DEA = 1.21 Ton

Se puede suponer que el empuje activo dinamico adicional actua a 0.6H de la base del estribo

por consiguiente el Momento con respecto al punto "x" es:

MAE =

MAE = 8.08 Ton-m/m Efecto dinamico y estatico

MAE = 5.40 Ton-m/m Efecto estatico

A. EMPUJE POR EFECTO SISMICO

h= 3.68 1.21 Empuje por efecto sisimico

0.330

8.08 Ton-m

En consecuencia el empuje del relleno solo por el efecto sismico es la diferencia. Este empuje se reparte uniformemente a lo largo de la altura del

muro, tal como se muetra en el siguiente grafico

Tn/m

( ) 2121 HKKE AEVA =

AEAA EEE =

)6.0(3

HEHEM AEAAE +

=

3/.HEM AAE =

= AEE






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3.3. CARGAS APLICADAS A LA LOSA MACIZA:SOBRECARGA

Tambien se esta considerando una sobrecarga equivalente en la losa maciza, en funciona la norma E.020 del RNE :

S/C (ton/m2): 0.10

Considerando la calidad del material asignado (Concreto F'c = 245Kg/cm) se ha asignado el peso correspondiente






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CARGA MUERTA0.03

4. DISEO DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES :

4.1.NORMAS DE DISEOLa estructura ha sido analizada y diseada de manera independiente, considerando el Reglamento Peruano de Estructuras:

E.020 - Normas de Cargas

E.030 - Normas de Diseo Sismorresistente

E.050 - Norma de Suelos y Cimentaciones

E.060 - Norma de Concreto Armado

Adems de las siguientes normas de American Concrete Institute (ACI):

ACABADOS (ton/m2):






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ACI 318 2002 Building Code Requirements for Reinforced Concrete

4.2.MTODOS DE DISEOPara el diseo de estructuras de concreto armado se utilizar el Diseo por Resistencia.

4.3.REQUISITOS DE RESISTENCIA Y DE SERVICIO

Las combinaciones de carga son las siguientes:

U1 = 1.4D+1.7L

U2 = 1.4D+1.7L+1.7E donde:U3 = 1.25D+1.25L+1.25E+S D : Cargas por peso propio, cargas muertas

U4 = 1.25D+1.25L+1.25E-S L : Cargas vivas

U5 = 0.9D+S E : Cargas por empuje de suelos

U6 = 0.9D-S S : Sismo

ENVOLVENTE = U1 + U2 +U3 +U4 +U5+U6

4.4. DISEO DE LA PANTALLA

4.4.1. CALCULO DEL REFUERZO HORIZONTALe1 ( m ) = 0.20 H= 3.68 mMu (Tn-m) = 2.169 MOMENTO MAS CRITICO RESULTADO DEL SAP V17.1.0

Deber proporcionarse a todas las secciones de los elementos estructurales Resistencias de Diseo (Rn) adecuadas, de acuerdo con las

disposiciones de esta Norma, utilizando los factores de carga (amplificacin) y los factores de reduccin de resistencia, , especificados en el

Captulo 9 de la Norma E.060 del RNE.

Las estructuras y los elementos estructurales debern disearse para obtener en todas sus secciones resistencias de diseo (Rn) por lo menos

iguales a las resistencias requeridas (Ru), calculadas para las cargas y fuerzas amplificadas en las combinaciones que se estipulan en esta

Norma. En todas las secciones de los elementos estructurales deber cumplirse: Rn Ru






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Tambien se sabe que el momento ultimo es:

Donde :

0.9 Coeficiente de reduccion por flexion

100 Ancho de la losa de analisis ( cm.)

16 Espesor de muro menos recubrimiento Re: 4 cm.?? Valor a determinar, resolviendo la ecuacion cuadratica

Para: Mu= 2169.00 kg. x m (Momento Mximo que se esta presentando en el muro)Resolviendo la Ecuacin

w1= 1.649

w2= 0.046

Tomemos el menor valor positivo, reemplazando se tiene : w = 0.046 :Cuantia mecanica

Luego:

d(cm) = 16.00

Tambien se tiene que :

acero (pulg) = 1/2

e2 ( cm ) = 20.64

X :

:

b :

d :

)59.01('2 = CU fbdM

22acerorde ++=






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Por tanto

e2 ( m ) = 0.20 d(m) = 0.154

Verificacion por corte = 0.85 para corte

Vu (Tn) = 3.751 CORTANTE ULTIMO RESULTADO DEL SAP V16.0.0

luego:

Vdu (Tn) = 3.594

La resistencia a corte del concreto

Vun(Tn) = 4.23 ton Vc(Tn) = 11.80 ton

Por tanto el corte admisible ultimo

4.23 < 11.80 VERDADERO

Refuerzo horizontal Recomendacin: Si e2 >25 cm: Usar refuerzo horizontal en 2 capas

Ademas si Vu > Vc, el area de acero horizontal se determinara de la siguiente manera:

donde:

As(cm2/cm)= -11.448 > Asmin(cm/m) = 4.00luego:

Usar Asmin

. .

bdfV CC '53.0=VV UdUn =






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acero (pulg) = 1/22Ab(cm) = 2.54 por tanto usar:

# Var = 1.57 1/2 pulg @ 0.25 m en dos capas S (m) = 0.63

Smax= 0.45

Susar(m)= 0.25

4.4.2. CALCULO DEL REFUERZO VERTICAL

Entonces: As min (cm/m) = 3.00

p = 0.00230

Luego:

As(cm2/m)= 3.54

usar acero en dos capas cuando e2 > 25cm : # Var = 2.00

acero (pulg) = 1/22Ab(cm) = 2.54 S (m) = 0.50

Smax= 0.45

S usar(m) = 0.25

verificamos:

r = 0.0033 > r min= 0.0015

USAR : 1/2 pulg @ 0.25 m en dos capas

4.5 DISEO DE LA LOSA MACIZASe tiene que el Momento en el borde es de ( 70% ) : M= 1518.30 Kg.-mEl espesor de losa es de: 15 cm.Tambien se sabe que el momento ultimo es:

Mu = * f'c * b * d * X * (1-0,59 * X)

Donde :

0.9 Coeficiente de reduccion por flexion

100 Ancho de la losa de analisis ( cm.)

13 Espesor de losa menos recubrimiento R: 2.50 cm.?? Valor a determinar, resolviendo la ecuacion cuadratica

Para: Mu= 1518.30 kg. x m (Momento Mximo que se esta presentando en la losa )Resolviendo la Ecuacin

X1 1.642

X2 0.053

Tomemos el menor valor positivo, reemplazando se tiene : p = f'c . X2 / fytambien tenemos:

0.0018 cm/m pmin: 0.0033

4.17 cm/m

luego: p : 0.0027

reemplazando: As = p.b.d : 3.32 cm/m

para la distribucion del acero :

(pulg) = 1/22A= 2.54 Acero en dos Capas

S(m) = 1.22

Smax(m)= 0.45 La distribucion de acero sera la siguiente :

Susar(m)= 0.25 1/2 pulg @ 0.25 m en ambos sentidos

:

b :

dL :

Usar el As calculado

VERDADERO

Usar Asmin

pmin:

X :

Asmin. :

b

S

AAVar

=#

VaranchodemetroPorS

#

=

bdAS

= 0.0015 ! "

calculo caja de valvulas

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