calculo caja de valvulas
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caja d valvulasTRANSCRIPT
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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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MEMORIA DE CALCULO : CAJA DE VALVULAS
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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 ! "