PROYECTO: IRRIGACIÓN SORAY - HUAMANPATA UBICACIÓN: RIO SALKANTAY FORMULAS Y RELACIONES EMPLEADAS. DISEÑO XI.1. BOCATOMAS DISEÑO XI.1.A. BOCATOMA SORAY - TIPO PRESA DE DERIVACION bes ed ed Les 0.20 0. 25 Bo m Ho e 0.25 b1 b2 b3 c2 n e H c2 0.15 B H3 Les ed ed m H1 Db n S% hd s Ho z Lta Lta B e H e L1 Ll L2 Lc hc2 hc1 H2 Ll s Bo Lc Bo ( ) ( ) 2 H1)) (Ho (B 2g 2 Q Hv Ho) (H1 B Q Vo , g 2 2 Vo Hv aguas las de (Vo) to acercamien de velociadad la a debido carga de Altura Hv Navarro) Gómez J.L. (según 2.2 cimaceo perfil gasto de e Coeficient C 1 Vo to acercamien de d velocidada Si 3/2 Hv 3/2 Hv H1 10 NH1 B C Q 1 Vo to acercamien de d velocidada Si 3/2 Hv H1 10 NH1 B C Q : (Q) Creacer o azud el por Caudal * 0.61 - 0.60 Cd n/2) s Ho (H1 g 2 n m Cd Qe captación) de (ventana orificio por entrante Caudal * + ´ ´ = Þ + ´ = ´ = = = = ³ - + ´ - ´ = < + ´ - ´ = = - - + ´ ´ ´ ´ ´ = ÷ ø ö ç èæ÷ ø ö ç èæ÷ ø ö ç èæ- 101 -
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Qmin = 0.370* Caudal de captación (m³/seg) Qcap = 0.370* Caudal de rebose por el Creager (m³/seg) Q = 0.000
g = 9.806m = 0.700s = 0.150n = 0.250
Ho = 0.900
Cd = 0.610H1 = 0.0000H1 = 0.0000
* Velocidad de acercamiento (m/seg) Vo = 0.000* Altura de velocidad (m) Hv = 0.0000* Caudal entrante por la ventana para m,n,s planteados Qe = 0.374 m³/seg
* Aceleración de gravedad (m/seg²)
* Altura de carga aguas arriba (m)
* Altura del paramento (m)
Valor para iterar (m)
CAUDALES MÍNIMOS
* Tantear dimensiones de ventana, asta que el resultado del caudal entrante sea igual al caudal de captación(Qe=Qcap) y en caso de ser mayor que sea similar (QiQcap), en ningun momento debe de ser menor (Qe<Qcap) nimuy mayor (Qe>>Qcap)
* Altura fondo - ventana (m)
DISEÑO DE VENTANA DE CAPTACIÓN
Datos de Ingreso:* Caudal Río mínimo (m³/seg)
* Ancho de ventana de captación (ancho de canal) (m)
Nota:
Q = Qmin - Qcap
Valores de tanteo
* Coeficiente de descarga de ventana
Como Qe ~ Qcap ademas Qe > Qcap, las dimenciones estan BIEN!
* Altura de ventana de captación (m)
Valores iterados
H35Lta :4 FSi
H210Lta :Becerril
H2)(H35Lta :Lindquist
concreto. tegeneralmen o,tratamient suy
empleado material al acuerdo de 6 a 4 Cs
1/2H2)H1(HoCs0.612Lta :chSchokolits
(Lta) oramortiguad tanque de longitud de Calculo *
1/2H2)(g
V2F :FroudedeNúmero *
1/2
2
H2
4
2H2
g
H22V22H3
H3deCalculo *H2
qV2
Ht
3H2
4/3H1
Ho)2
q2
(n
g2
2q
H2
:siteracione por H2 calcular para Entonces
zH1HoHt 3
H24/3
H1
Ho)2
q2
(nc2H2Htg2
2q
y V2H2deCalculo *
Vc
qH
1/2
)2
H(H1g2Vc
VcHq
y Vc)(HCreager del inicio en velocidadyaguadealturadeCalculo *
B
Qq
(q)linealmetroporGasto *
...(E2)1Vo; 2
H1))(Ho(Bg2
2Q
2/3
2H1))(Ho(Bg2
2Q
)10
NH1(BC
QH1
.....(E1).......... 1 Vo; 2
H1))(Ho(Bg2
2Q
2/3
)10
NH1(BC
QH1
:obtiene se siteracione por cálculo su para despejandoyH1 incógnita valor como Teniendo *
Qmax = 230.00* Ancho de ventana de captación (ancho de canal) (m) m = 0.700
s = 0.150n = 0.250
Ho = 0.900Cd = 0.610
* Caudal entrante por la ventana para m,n,s planteados Qe = 0.836 m³/segQ = 36.164N = 1.000
Bo = 4.750* Ancho de compuerta 2 (m) c2 = 0.700
B = 3.900b1 = 3.400b2 = 0.400b3 = 0.250C = 2.200
z = 0.200* Longitud horizontal Creager (m) = Lc = 2.90
H1 = 2.4988H1 = 2.4988
* Velocidad de acercamiento (m/seg) Vo = 2.728* Altura de velocidad (m) Hv = 0.3796
CALCULO DE PARÁMETROS HIDRAULICOS
* Coef. de rugosidad del material de la presa derivadora nc = 0.014* Gasto por metro llineal (m³/seg/m) q = 9.273* Carga sobre la cresta (m) H = 1.6086
Valor de iteración (m) H = 1.6086* Veloc. en cresta (m/seg) Vc = 5.765
* Carga sobre la cresta (m) H2 = 1.4190Valor de iteración (m) H2 = 1.4190
* Velocidad conjugada (m/seg) V2 = 6.535* Tirante pie del azud (m) H3 = 2.877* Número de Froud (F) F = 1.752
Como:F<4, no es necesario proteger zampeado
Lta = 6.717Cs = 5.00Lta = 7.290Lta = 14.190
Como F<4 =>Lta asumido = 7
POSIBILIDAD DE SOBRE EXCAVACIÓN O POZA "Zf" cuando F > 4.S = 0.058Lr = 4.500nr = 0.03
Qa = 37.000Yr = 1.204217
Valor para iterar Yr = 1.204217Zf = 0.000
* Si existe sobre excavación: Lta = 6.021
7.00 m
ENROCADO DE PROTECCIÓN O ESCOLLERACb = 4Db = -0.10
Les = -9.59
Por consiguiente: Db = 0.15Les = 1.00
bes = 0.50
Se utilizará el siguiente, si se ha decidido por una poza tranquilizadora en la condición de F>4, por
* Caudal de máxima avenida (m³/seg):
! No Necesario Poza Zf=0 !
Lz = 5*Yr+Zf
* Coeficiente de Bilgh :* Alt.cresta-niv.aguas abajo(m)
* Pend. río aguas debajo del azud (m/m):* Ancho medio del río aguas abajo (m):
tanto una reducción de Lz se dará según igual a: 5*Yr + Zf; caso contrario el problema seráresuelto con Lz según lo impone la condición F>4.
Db=Ho+z+Zf-YrAgreg. grueso y arena
* Coeficiente de Rugosidad lecho rió (nr):
No hay necesidad de sobre excavación, y Zf solo será z
Sin sobre excavaciónCalculado juntamente que elperfil del creager
Valor para iterar (m)Valores iterados
* Altura de carga aguas arriba (m)
Valores iterados
* Coeficiente de descarga de ventana
Valores iterados
>= 1 , Utilizamos la ecuación 2 (E2)para iterar y calcular H1
* Nº de contracciones (und)
* Longitud b1 = (m)* Longitud b2 = (m)
* Linquist (m)
LONGITUD DE TANQUE AMORTIGUADOR (Lta)* Schokolistsch (m)
(Acabado frotachado)Constante (4 a 6)
* Altura fondo - ventana (m)* Altura de ventana de captación (m)
* Coeficiente de descarga
DISEÑO PARA CAUDALES MÁXIMOS
* Caudal Río máximo (m³/seg)
* Longitud de barraje A/contracción (m)
* Longitud de barraje D/contracción (m)
* Desnivel de entrada y salida (m)
* Longitud b3 = (m)
* Altura del paramento (m)
Solo por pend. río
Como Les y Db < 0 no nesecita enrocado de protección pero por seguridad colocar una longitud Constructiva(Db=0.15 m y Les = 1.00 m)
* Longitud escollera (m):
* Becerril (m)
* Caudal de rebose por el Creager (m³/seg) Q = Qmax-Qe
CALCULO DE DIMENSIONES DE DIENTES, ESPESOR TANQUE AMORTIGUADOR Y SOLADO (e):* Wi : Peso total por m2 en el punto de calculo = ei * gc + Hi * ga (Kg/m2)
- ei = Espesor total en el punto de calculo.- Hi = Altura de agua total en el punto de calculo.
* Spi: Subpresión por m2 en el punto de calculo = (Dh + Hi' - Dh / Lf * Lxi) * ga (Kg/m2)- Peso esp. del material del solado gc = 2400 Kg/m3- Peso especifico del agua ga = 1000 Kg/m3- Dh = Desnivel de agua entre H1 y H3 Dh = 0.52 m- Lf Longitud de filtración (Lf = C*Dh) Lf = 2.61 m- Lxi = Longitud de filtración asta el punto = Lhi/3 + Lvi
Lhi = Longitud horizontal con relación al primer punto.Lvi = Longitud de recorrido vertical.
- Hi' = Altura con relación al tirante H3.- C = Coeficiente de filtración (5 Según Lane) C = 5.00- i = Va desde el punto (1) al punto (2)
* Calculo del espesor:Spi debe ser menor que el peso total en el punto de calculo (Wi)
Ho = 0.900 m Dimensiones para tantear:H1 = 2.4988 m e(supuesto)= 0.20 mH = 1.6086 m hd = 0.50 m
H2 = 1.4190 m ed = 0.20 mH3 = 2.88 m L1 = 0.20 m
z = 0.20 m L2 = 0.25 m
Lta= 7.00 m L3 = 0.20 mLc = 2.90 m hc1= 0.85 mLl = 3.00 m Solado hc2= 0.30 m
Eje de FR: 1.163 Como debe estar entre 1.033 y 2.067 => BIEN !!!
6.- DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE SEGURIDAD AL VOLTEO:
Momento de volteo (Mv) = E*Br2 + Sp*Br3W = 8925.15
XR = 1.220E = 2847.51
Brazo1 = 0.905
Sp = 3188.80Brazo2 = 0.75
Me = 10885.21 Kg-m.Mv = 4968.83 Kg-m.Cv = 2.191 BIEN !!! : No se produce Volteo
7.- DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE SEGURIDAD AL DESLIZAMIENTO:Cd = ((W-Sp)*f + q*b)/Ef = 0.65 (Coeficiente de fricción entre el suelo y la estructura)
q = 0.10*f´cf´c = 210 Kg/cm2. (del Azud)
q = 21 Kg/cm2. 210000 Kg/m2Cd = 229.931 OK !!! : No se produce Deslizamiento
8.- CALCULO DE LOS ESFUERZOS NORMALES DE COMPRESIÓN EN PRESA VACÍA:P = W*(1+6e/b)/(b*l)
l = 1 m. b = 3.10 m.W = 8925.15 Kg. ex = 0.31 m.
PMAX = 4593.50 Kg/m2. PMIN = 1164.66 Kg/m2.
9.- CALCULO DE ESFUERZOS NORMALES DE COMPRESION CON PRESA LLENA:P' = W'*(1+6e/b)/(b*l)
Wt = 13710.11 Kg. ex = 0.39 m.P'MAX = 7731.60 Kg/m2. P'MIN = 1113.63 Kg/m2.
CONCLUSION:Luego de haber verificado la estructura se puede indicar que es estable y ofrece la seguridad del caso, aún cuando se
le someta a trabajo bajo las condiciones más desfavorables; ósea que en el momento que se produce la máxima
W*Xgi
5.- DETERMINACION DE LA RESULTANTE DE LA MAGNITUD Y UBICACIÓN DE EXCENTRICIDAD PARA LAMAXIMA AVENIDA:
Porque: Cd > 50
Porque: 1.5 < Cv < 3
Cv = Me/MvMomento de estabilidad (Me) = W*XCG
XRE = d+XCG
4.- DETERMINACION DE LA RESULTANTE DEL PESO DE LA PRESA Y DEL AGUA CUANDO SE PRODUCE LAMAXIMA AVENIDA:
W*YgiParaCg
El eje de la fuerza resultante debe pasar por el tercio central de la base.
DIMENCIONEAMIENTO:* Altura fondo - ventana (m) o = 0.100 m* Ancho de ventana de captación (m) m = 0.400 m* Altura de ventana de captación (m) n = 0.150 m
* Coeficiente de descarga de ventana µ = 0.610
Qt = 0.060 m³/seg* Caudal entrante por la ventana Qe = 0.060 m³/seg
Q = 0.000 m³/seg
Qt = 0.100 m³/seg* Caudal entrante por la ventana Qe = 0.100 m³/seg
Q = 0.000 m³/seg
g = 9.810 m/sHo = 0.690 m
* Longitud B1 B1 = 2.000 m
* Longitud B2 B2 = 1.850 mBo = 3.850 m
* Longitud b1 b1 = 2.500 m* Longitud b2 b2 = 2.600* Longitud b3 b3 = 1.75* Longitud b4 b4 = 0.5 m
B = 3.850 m* Desnivel de entrada y salida (m) z = 0.200 m* Longitud L1 L1 = 2.500* Longitud L2 L2 = 2.600* Longitud L3 L3 = 1.200* Longitud L4 L4 = 0.700* Espesor e e = 0.15* Canal de captación 1:
Ancho de canal (Bc1) = 0.400 mAltura de canal (Hc1) = 0.200 mRugosidad 0.015 mPendiente 0.2 m/mTirante por iteración = 0.063 mTirante normal = 0.063 m
* Canal de captación 2:Caudaal de filtración = 0.010 m3/sAncho de canal (Bc2) = 0.400 mAltura de canal (Hc2) = 0.450 mRugosidad 0.015 mPendiente 0.005 m/mTirante por iteración = 0.047 mTirante normal = 0.047 m
* Aductor Soray antes de la captaciónAncho de canal (Bca) = 0.700 mAltura de canal (Hca) = 0.450 m
* Aductor Soray despues de la captaciónAncho de canal (Bca) = 0.800 mAltura de canal (Hca) = 0.450 m
* Longitud de barraje A/contracción (m)
* Longitud de barraje D/contracción (m)
* Caudal de rebose o vertedero (m³/seg)
* Caudal manante minimo (m³/seg)
* Caudal manante maximo (m³/seg)
* Caudal de rebose o vertedero (m³/seg)
* Aceleración de gravedad (m/seg²)* Altura del paramento (m)
Qmin = 0.050* Caudal de captación (m³/seg) Qcap = 0.050* Caudal de rebose por el Creager (m³/seg) Q = 0.000
g = 9.806m = 0.200s = 0.200n = 0.150
Ho = 0.750Cd = 0.610H1 = 0.0000H1 = 0.0000
* Velocidad de acercamiento (m/seg) Vo = 0.000* Altura de velocidad (m) Hv = 0.0000* Caudal entrante por la ventana para m,n,s planteados Qe = 0.056 m³/seg
* Altura de ventana de captación (m)
Q = Qmin - Qcap
Valores de tanteo
* Coeficiente de descarga de ventana
Como Qe ~ Qcap ademas Qe > Qcap, las dimenciones estan BIEN!Nota:
* Altura fondo - ventana (m)
* Tantear dimensiones de ventana, asta que el resul tado del caudal entrante sea igual al caudal de captación(Qe=Qcap) y en caso de ser mayor que sea similar (QiQcap), en ningun momento debe de ser menor (Qe<Qcap) nimuy mayor (Qe>>Qcap)
Valores iterados
DISEÑO DE VENTANA DE CAPTACIÓN
Datos de Ingreso:* Caudal Río mínimo (m³/seg)
CAUDALES MÍNIMOS
* Ancho de ventana de captación (ancho de canal) (m)
Valor para iterar (m)* Altura de carga aguas arriba (m)
* Altura del paramento (m)
* Aceleración de gravedad (m/seg²)
H o
e
b 1 b 2
b 3
H
Bo
(Ho(B2g
2Q
Hv Ho)(H1B
Q Vo,
g2
2Vo Hv
acercamien de velociadad la a debido carga de AlturaHv
J.L.(según 2.2 cimaceo perfil gasto de eCoeficientC
´´=Þ
+´=
´=
=
==
*
1/2H2)(g
V2F :FroudedeNúmero *
1/2
2
H2
4
2H2
g
H22V22H3
H3deCalculo *
H2
qV2
Ht
3H2
4/3H1
Ho)2
q2
(n
g2
2q
H2
:siteracione por H2 calcular para Entonces
HoHt 3
H24/3
H1
Ho)2
q2
(nc2H2Htg2
2q
y V2H2deCalculo *
Vc
qH
1/2
)2
H(H1g2Vc
VcHq
y V(HCreager del inicio en velocidadyaguadealturadeCalculo *
B
Qq
(q)linealmetroporGasto *
(Ho(Bg2
2Q
2/3
2H1))(Ho(Bg2
2Q
)10
NH1(BC
QH1
1 Vo; 2
H1))(Ho(Bg2
2Q
2/3
)
10
NH1(BC
QH1
cálcul su para despejandoyH1 incógnita valor como Teniendo *
* Coef. de rugosidad de la mampostería. nc = 0.012* Gasto por metro llineal (m³/seg/m) q = 8.536* Carga sobre la cresta (m) H = 1.5340
Valor de iteración (m) H = 1.5340* Veloc. en cresta (m/seg) Vc = 5.565* Carga sobre la cresta (m) H2 = 1.4005
Valor de iteración (m) H2 = 1.4005* Velocidad conjugada (m/seg) V2 = 6.095* Tirante pie del azud (m) H3 = 2.632* Número de Froud (F) F = 1.645
Como:F<4, no es necesario proteger zampeado
Lta = 6.489Cs = 5.00Lta = 6.156Lta = 14.005
Como F<4 =>Lta asumido = 6.3
POSIBILIDAD DE SOBRE EXCAVACIÓN O POZA "Zf" cuando F > 4.S = 0.091Lr = 4.500nr = 0.03
Qa = 33.000
Yr = 0.952995Valor para iterar Yr = 0.952995
Zf = 0.000* Si existe sobre excavación: Lta = 4.765
6.30 m
ENROCADO DE PROTECCIÓN O ESCOLLERACb = 4Db = 0.00
Les = -6.37
Por consiguiente: Db = 0.15Les = 1.00bes = 0.50
* Caudal de rebose por el Creager (m³/seg) Q = Qmax-Qe
* Altura del paramento (m)
\ Lta asumido =
* Tirante río Calculado por iteraciones (m):
* Posibilidad de Sobre excavación (m)
Valores iterados
Como Les y Db < 0 no nesecita enrocado de protección pero por seguridad colocar una longitud Constructiva(Db=0.15 m y Les = 1.00 m)
* Longitud escollera (m): Les = 0,67*Cb*Db*q - Lz
* Coeficiente de Bilgh :* Alt.cresta-niv.aguas abajo(m)
Solo por pend. río
DISEÑO PARA CAUDALES MÁXIMOS
! No Necesario Poza Zf=0 !
>= 1 , Uti li zamos la ecuac ión 2 (E2)
para iterar y calcular H1
* Longitud de barraje D/contracción (m)
* Desnivel de entrada y salida (m)
* Longitud b3 = (m)* Coeficiente de descarga
* Schokolistsch (m)
Valor para iterar (m)
* Longitud de barraje A/contracción (m)
(Acabado frotachado)Constante (4 a 6)
* Altura fondo - ventana (m)* Altura de ventana de captación (m)
* Altura de carga aguas arriba (m)
* Nº de contracciones (und)
* Longitud b1 = (m)* Longitud b2 = (m)
LONGITUD DE TANQUE AMORTIGUADOR (Lta)
Sin sobre excavaciónCalculado juntamente que elperfil del creager
Valores iterados
resuelto con Lz según lo impone la condición F>4.
Db=Ho+z+Zf-YrAgreg. grueso y arena
Valores iterados
* Becerril (m)* Linquist (m)
Lz = 5*Yr+Zf
* Coeficiente de Rugosidad lecho rió (nr):
No hay necesidad de sobre excavación, y Zf solo será z
* Caudal de máxima avenida (m³/seg):
* Pend. río aguas debajo del azud (m/m):* Ancho medio del río aguas abajo (m):
tanto una reducción de Lz se dará según igual a: 5*Yr + Zf; caso contrario el problema seráSe utilizará el siguiente, si se ha decidido por una poza tranquilizadora en la condición de F>4, por
CALCULO DE DIMENSIONES DE DIENTES, ESPESOR TANQUE AMORTIGUADOR Y SOLADO (e):* Wi : Peso total por m2 en el punto de calculo = ei * gc + Hi * ga (Kg/m2)
- ei = Espesor total en el punto de calculo.- Hi = Altura de agua total en el punto de calculo.
* Spi: Subpresión por m2 en el punto de calculo = (Dh + Hi' - Dh / Lf * Lxi) * ga (Kg/m2)- Peso esp. del material del solado gc = 2400 Kg/m3- Peso especifico del agua ga = 1000 Kg/m3- Dh = Desnivel de agua entre H1 y H3 Dh = 0.46 m- Lf Longitud de filtración (Lf = C*Dh) Lf = 2.32 m
- Lxi = Longitud de filtración asta el punto = Lhi/3 + LviLhi = Longitud horizontal con relación al primer punto.Lvi = Longitud de recorrido vertical.
- Hi' = Altura con relación al tirante H3.- C = Coeficiente de filtración (5 Según Lane) C = 5.00- i = Va desde el punto (1) al punto (2)
* Calculo del espesor:Spi debe ser menor que el peso total en el punto de calculo (Wi)
Ho = 0.750 m Dimensiones para tantear:
H1 = 2.3460 m e(supuesto)= 0.20 mH = 1.5340 m hd = 0.50 m
H2 = 1.4005 m ed = 0.20 mH3 = 2.63 m L1 = 0.20 m
z = 0.20 m L2 = 0.25 mLta= 6.30 m L3 = 0.20 mLc = 2.60 m hc1= 0.70 mLl = 3.00 m Solado hc2= 0.30 m
Qmin = 0.020* Caudal de captación (m³/seg) Qcap = 0.020* Caudal de rebose por el Creager (m³/seg) Q = 0.000
g = 9.806m = 0.200s = 0.500n = 0.100
Ho = 0.700Cd = 0.610H1 = 0.0000H1 = 0.0000
* Velocidad de acercamiento (m/seg) Vo = 0.000* Altura de velocidad (m) Hv = 0.0000* Caudal entrante por la ventana para m,n,s planteados Qe = 0.021 m³/seg
* Aceleración de gravedad (m/seg²)
* Altura de carga aguas arriba (m)
* Altura del paramento (m)
Valor para iterar (m)
* Ancho de ventana de captación (ancho de canal) (m)
DISEÑO DE VENTANA DE CAPTACIÓN
Datos de Ingreso:* Caudal Río mínimo (m³/seg)
CAUDALES MÍNIMOS
Como Qe ~ Qcap ademas Qe > Qcap, las dimenciones estan BIEN!
* Altura fondo - ventana (m)* Altura de ventana de captación (m)
* Tantear dimensiones de ventana, asta que el resul tado del caudal entrante sea igual al caudal de captación(Qe=Qcap) y en caso de ser mayor que sea similar (QiQcap), en ningun momento debe de ser menor (Qe<Qcap) nimuy mayor (Qe>>Qcap)
Valores iterados
Nota:
Q = Qmin - Qcap
Valores de tanteo
* Coeficiente de descarga de ventana
H o
e
b 1 b 2
b 3
H
Bo
(Ho(B2g
2Q
Hv Ho)(H1B
Q Vo,
g2
2Vo Hv
acercamien de velociadad la a debido carga de AlturaHv
J.L.(según 2.2 cimaceo perfil gasto de eCoeficientC
´´=Þ
+´=
´=
=
==
Lta oramorti uad tan ue de lon itud de Calculo *
1/2H2)(g
V2F :FroudedeNúmero *
1/2
2
H2
4
2H2
g
H22V22H3
H3deCalculo *
H2
qV2
Ht
3H2
4/3H1
Ho)2
q2
(n
g2
2q
H2
:siteracione por H2 calcular para Entonces
HoHt 3
H24/3
H1
Ho)2
q2
(nc2H2Htg2
2q
y V2H2deCalculo *
Vc
qH
1/2
)2
H(H1g2Vc
VcHq
y V(HCreager del inicio en velocidadyaguadealturadeCalculo *
B
Qq
(q)linealmetroporGasto *
(Ho(Bg2
2Q
2/3
2H1))(Ho(Bg2
2Q
)10
NH1(BC
QH1
1 Vo; 2
H1))(Ho(Bg2
2Q
2/3
)10
NH1(BC
QH1
cálculo su para despejandoyH1 incógnita valor como Teniendo *
* Coef. de rugosidad de la mampostería. nc = 0.012* Gasto por metro llineal (m³/seg/m) q = 3.562* Carga sobre la cresta (m) H = 0.8336
Valor de iteración (m) H = 0.8336* Veloc. en cresta (m/seg) Vc = 4.274* Carga sobre la cresta (m) H2 = 0.6462
Valor de iteración (m) H2 = 0.6462* Velocidad conjugada (m/seg) V2 = 5.513* Tirante pie del azud (m) H3 = 1.704* Número de Froud (F) F = 2.190
Como:F<4, no es necesario proteger zampeado
Lta = 5.023Cs = 5.00Lta = 5.291Lta = 6.462
Como F<4 =>Lta asumido = 5.2
POSIBILIDAD DE SOBRE EXCAVACIÓN O POZA "Zf" cuando F > 4.S = 0.152Lr = 4.500nr = 0.03
Qa = 12.000
Yr = 0.413636Valor para iterar Yr = 0.413636
Zf = 0.000* Si existe sobre excavación: Lta = 2.068
5.20 m
ENROCADO DE PROTECCIÓN O ESCOLLERACb = 4Db = 0.44
Les = -1.03
Por consiguiente: Db = 0.15Les = 1.00bes = 0.50
* Pend. río aguas debajo del azud (m/m):* Ancho medio del río aguas abajo (m):
* Longitud escollera (m):
Valores iterados
\ Lta asumido =
(Acabado frotachado)Constante (4 a 6)
Lz = 5*Yr+Zf
Como Les y Db < 0 no nesecita enrocado de protección pero por seguridad colocar una longitud Constructiva(Db=0.15 m y Les = 1.00 m)
Les = 0,67*Cb*Db*q - Lz
* Coeficiente de Bilgh :* Alt.cresta-niv.aguas abajo(m)
Calculado juntamente que elperfil del creager
Valores iterados
>= 1 , Uti li zamos la ecuac ión 2 (E2)
para iterar y calcular H1
* Tirante río Calculado por iteraciones (m):
Se utilizará el siguiente, si se ha decidido por una poza tranquilizadora en la condición de F>4, portanto una reducción de Lz se dará según igual a: 5*Yr + Zf; caso contrario el problema será
* Caudal de máxima avenida (m³/seg):
! No Necesario Poza Zf=0 !
Valores iterados
* Becerril (m)
* Coeficiente de descarga de ventana
Valores iterados
Valor para iterar (m)
* Nº de contracciones (und)
* Longitud b1 = (m)* Longitud b2 = (m)
* Linquist (m)
LONGITUD DE TANQUE AMORTIGUADOR (Lta)* Schokolistsch (m)
* Altura de carga aguas arriba (m)
* Desnivel de entrada y salida (m)
* Longitud b3 = (m)* Coeficiente de descarga
* Longitud de barraje A/contracción (m)
* Longitud de barraje D/contracción (m)
DISEÑO PARA CAUDALES MÁXIMOS
Sin sobre excavación
* Altura fondo - ventana (m)
resuelto con Lz según lo impone la condición F>4.
Db=Ho+z+Zf-YrAgreg. grueso y arena
* Coeficiente de Rugosidad lecho rió (nr):
No hay necesidad de sobre excavación, y Zf solo será z
Solo por pend. río* Posibilidad de Sobre excavación (m)
* Altura del paramento (m)* Altura de ventana de captación (m)
* Caudal Río máximo (m³/seg)
* Caudal de rebose por el Creager (m³/seg) Q = Qmax-Qe
CALCULO DE DIMENSIONES DE DIENTES, ESPESOR TANQUE AMORTIGUADOR Y SOLADO (e):* Wi : Peso total por m2 en el punto de calculo = ei * gc + Hi * ga (Kg/m2)
- ei = Espesor total en el punto de calculo.- Hi = Altura de agua total en el punto de calculo.
* Spi: Subpresión por m2 en el punto de calculo = (Dh + Hi' - Dh / Lf * Lxi) * ga (Kg/m2)- Peso esp. del material del solado gc = 2400 Kg/m3- Peso especifico del agua ga = 1000 Kg/m3- Dh = Desnivel de agua entre H1 y H3 Dh = 0.34 m- Lf Longitud de filtración (Lf = C*Dh) Lf = 1.72 m
- Lxi = Longitud de filtración asta el punto = Lhi/3 + LviLhi = Longitud horizontal con relación al primer punto.Lvi = Longitud de recorrido vertical.
- Hi' = Altura con relación al tirante H3.- C = Coeficiente de filtración (5 Según Lane) C = 5.00- i = Va desde el punto (1) al punto (2)
* Calculo del espesor:Spi debe ser menor que el peso total en el punto de calculo (Wi)
Ho = 0.700 m Dimensiones para tantear:
H1 = 1.3481 m e(supuesto)= 0.20 mH = 0.8336 m hd = 0.40 m
H2 = 0.6462 m ed = 0.20 mH3 = 1.70 m L1 = 0.20 m
z = 0.15 m L2 = 0.25 mLta= 5.20 m L3 = 0.20 mLc = 1.80 m hc1= 0.60 mLl = 2.00 m Solado hc2= 0.20 m
Eje de FR: 0.746 Como debe estar entre 0.667 y 1.334 => BIEN !!!
6.- DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE SEGURIDAD AL VOLTEO:
Momento de volteo (Mv) = E*Br2 + Sp*Br3W = 4422.56
XR = 0.782E = 840.17
Brazo1 = 0.733Sp = 1914.77
Brazo2 = 0.75Me = 3458.72 Kg-m.Mv = 2051.66 Kg-m.Cv = 1.686 BIEN !!! : No se produce Volteo
7.- DETERMINACION DEL COEFICIENTE DE SEGURIDAD AL DESLIZAMIENTO:Cd = ((W-Sp)*f + q*b)/Ef = 0.65 (Coeficiente de fricción entre el suelo y la estructura)
q = 0.10*f´cf´c = 210 Kg/cm2. (del Azud)
q = 21 Kg/cm2. 210000 Kg/m2Cd = 501.838 OK !!! : No se produce Deslizamiento
8.- CALCULO DE LOS ESFUERZOS NORMALES DE COMPRESIÓN EN PRESA VACÍA:P = W*(1+6e/b)/(b*l)
l = 1 m. b = 2.00 m.W = 4422.56 Kg. ex = 0.21 m.
PMAX = 3634.20 Kg/m2. PMIN = 788.36 Kg/m2.
9.- CALCULO DE ESFUERZOS NORMALES DE COMPRESION CON PRESA LLENA:P' = W'*(1+6e/b)/(b*l)
W' = 5949.73 Kg. ex = 0.25 m.P'MAX = 5242.26 Kg/m2. P'MIN = 707.47 Kg/m2.
CONCLUSION:Luego de haber verificado la estructura se puede indicar que es estable y ofrece la seguridad del caso, aún cuando sele someta a trabajo bajo las condiciones más desfavorables; ósea que en el momento que se produce la máxima
5.- DETERMINACION DE LA RESULTANTE DE LA MAGNITUD Y UBICACIÓN DE EXCENTRICIDAD PARA LAMAXIMA AVENIDA:
Porque: Cd > 50
Porque: 1.5 < Cv < 3
Cv = Me/MvMomento de estabilidad (Me) = W*XCG
XRE = d+XCG
El eje de la fuerza resultante debe pasar por el tercio central de la base.
d = 0.05*YR
e = XR-b/2
4.- DETERMINACION DE LA RESULTANTE DEL PESO DE LA PRESA Y DEL AGUA CUANDO SE PRODUCE LAMAXIMA AVENIDA: