DISEÑO DE LA CAPTACIÓN CAPTACIÓN DEL MANANTIAL DE LADERA (C1) 1.- DATOS DEL PROYECTO : Capacidad del manatial: 7.00 lt/s 36.43 Caudal a captar : 2.55 lt/s 2.- DISEÑO : Cálculo de la distancia entre el punto de afloramiento y la Cámara hu Velocidad : Velocidad Máxima Recomendada: V = 0.6 m/s Carga necesaria sobre el orificio de entrada que permite producir la velocidad de pase: Asumido : H = 0.40 m Reemplazando : V = 2.24 m/s Como V > 0.6 m/s, por lo tanto se asume para el diseño: V = 0.50 m/s La perdida de Carga en el orificio será : ho = ho = 0.02 m La Perdida de Carga será : Hf = H - ho Hf = 0.38 m La longitud de afloramiento : L = Hf/0.30 L = 1.27 m Ancho de la Pantalla (b): Diámetro de la Tubería de Entrada(D) : V=[2gH/1.56] 1/2 1.56V 2 /2g
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
DISEÑO DE LA CAPTACIÓN
CAPTACIÓN DEL MANANTIAL DE LADERA (C1)
1.- DATOS DEL PROYECTO :
Capacidad del manatial: 7.00 lt/s 36.43
Caudal a captar : 2.55 lt/s
2.- DISEÑO :
Cálculo de la distancia entre el punto de afloramiento y la Cámara humeda:
Velocidad :
Velocidad Máxima Recomendada: V = 0.6 m/s
Carga necesaria sobre el orificio de entrada que permiteproducir la velocidad de pase:
Asumido : H = 0.40 m
Reemplazando :V = 2.24 m/s
Como V > 0.6 m/s, por lo tanto se asume para el diseño:
V = 0.50 m/s
La perdida de Carga en el orificio será :
ho =
ho = 0.02 m
La Perdida de Carga será :
Hf = H - ho
Hf = 0.38 m
La longitud de afloramiento :
L = Hf/0.30
L = 1.27 m
Ancho de la Pantalla (b):
Diámetro de la Tubería de Entrada(D) :
V=[2gH/1.56]1/2
1.56V2/2g
A = Q/CdV
Tomando : Cd = 0.80
A = 0.0064
El dimetro del orificio será definido mediante:D =D = 9.01 cmD = 3.55 Pulg
Por lo tanto :D = 4.00 Pulg
Número de Orificios :
Como D > 2", diámetro máximo recomendado se hará orificos.
Tomando : D = 2.00 Pulg
NA =
NA = 5.00 orificios
Ancho de Pantalla :
b = 2(6D) + NAD + 3D(NA-1)
b = 147.32 cmSe tomará :
b = 1.50 m
Altura de la Cámara Húmeda (Ht) .
Ht = A + B + H + D + E
Donde :A = 10.00 cm (mínimo)B = 5.00 cm (Dcanastilla de salida)H = ?? altura de aguaD = 3.00 cm (mínimo)E = 30.00 cm (Se ha tomado 30 cm)
H =
A = Area de la tubería de salidaD = 2.00 PulgA = 0.0020H = 12.586 cmHt = 60.59 cm
Se considerará :Ht = 1.00 m …Altura de la cámara húmeda
m2
(4A/π)1/2
A(Dcalc)2/A(Dasumido)2+1
1.56 Q2/2gA2
m2
Dimensionamiento de la Canastilla :
Diámetro de la Canastilla :
Dc = Diámetro de la Tubería de salida a la Linea de conducción:
Dc = 2.00 Pulg
Dcanastilla = 2DcDcanastilla = 4.00 Pulg
Longitud de la Canastilla :
3Dc < L < 6Dc
L = 3Dc= 15.24L = 6Dc= 30.48
L = 20.00 cm Asumido Ranuras :
Ancho = 5.00 mmLargo = 7.00 mm
Ar = 0.000035Atub.Cond = 0.00203
At = 0.00405
Debe cumplirse que :
At ≤ 50%Ag
Dg = 4.00 PulgL = 20.00 cm
Ag = 0.0102 OK
#Ranuras = At/Ar#Ranuras = 115.82#Ranuras = 116
Rebose y Limpieza :
* Las tuberías de Rebose y Limpieza tienen el mismo diametro
* Las tubería de limpia debera de colocarse con una pendiente de 1.5%
D =
hf = Perdida de Carga Unitaria
hf = 0.015 m/m
m2
m2
m2
0.71 Qmax0.38/hf0.21
D = 2.45 Pulg
D = 3.00 Pulg
Con Cono de Rebose de 3 x 4 pulg.
CAPTACIÓN DEL MANANTIAL DE LADERA (C2)
1.- DATOS DEL PROYECTO :
Capacidad del manatial: 8.00 lt/s
Caudal a captar 4.00 lt/s
2.- DISEÑO :
Cálculo de la distancia entre el punto de afloramiento y la Cámara humeda:
Velocidad :
Velocidad Máxima Recomendada: V = 0.6 m/s
Carga necesaria sobre el orificio de entrada que permiteproducir la velocidad de pase:
Asumido : H = 0.40 m
Reemplazando :V = 2.24 m/s
Como V ≤ 0.6 m/s, por lo tanto:
Se toma : V = 0.50 m/s
La perdida de Carga en el orificio será :
ho =
ho = 0.02 m
La Perdida de Carga será :
Hf = H - ho
Hf = 0.38 m
La longitud de afloramiento :
L = Hf/0.30
L = 1.27 m
Ancho de la Pantalla (b):
Diámetro de la Tubería de Entrada(D) :
A = Q/CdV
Tomando : Cd = 0.80
V=[2gH/1.56]1/2
1.56V2/2g
A = 0.0100
El dimetro del orificio será definido mediante:
D =D = 11.28 cmD = 4.44 Pulg
Por lo tanto :D = 5.00 Pulg
Número de Orificios :
Como D > 2", diámetro máximo recomendado se hará orificos.
Tomando : D = 2.00 Pulg
NA =
NA = 7.25 orificios
N.A = 8.00
Se distribuiran en dos capas para reducir el ancho de pantalla
NA /2 = 4 orificios
Ancho de Pantalla :
b = 2(6D) + NAD + 3D(NA-1)
b = 127.00 cmSe tomará :
b = 1.30 m
Altura de la Cámara Húmeda (Ht) .
Ht = A + B + H + D + E
Donde :A = 10.00 cm (mínimo)B = 5.00 cm (Dcanastilla de salida)D = 3.00 cm (mínimo)E = 30.00 cm (Se ha tomado 30 cm)
H =
A = Area de la tubería de salidaD = 2.00 Pulg
A = 0.0020H = 30.968 cmHt = 78.97 cm
Se considerará :Ht = 1.00 m ….. Altura de la cámara húmeda
Dimensionamiento de la Canastilla :
Diámetro de la Canastilla :
m2
(4A/π)1/2
A(Dcalc)2/A(Dasumido)2+1
1.56 Q2/2gA2
m2
Dc = Diámetro de la Tubería de salida a la Linea de conducción:
Dc = 2.00 Pulg
Dcanastilla = 2DcDcanastilla = 4.00 Pulg
Longitud de la Canastilla :
3Dc < L < 6Dc
L = 3Dc= 15.24L = 6Dc= 30.48
L = 20.00 cm Asumido Ranuras :
Ancho = 5.00 mmLargo = 7.00 mm
Ar = 0.000035
Atub.Cond = 0.00203
At = 0.00405
Debe cumplirse que :
At ≤ 50%Ag
Dg = 4.00 PulgL = 20.00 cm
Ag = 0.0102 OK
#Ranuras = At/Ar#Ranuras = 115.82#Ranuras = 116
Rebose y Limpieza :
* Las tuberías de Rebose y Limpieza tienen el mismo diametro
* Las tubería de limpia debera de colocarse con una pendiente de 15%
D =
hf = Perdida de Carga Unitaria
hf = 0.015 m/m
D = 2.90 Pulg
D = 3.00 Pulg
Con Cono de Rebose de 3 x 4 pulg.
m2
m2
m2
0.71 Qmax0.38/hf0.21
CAPTACIÓN DEL MANANTIAL DE LADERA (C3)
1.- DATOS DEL PROYECTO :
Capacidad del manatial: 10.00 lt/s
Caudal a captar : 7.00 lt/s
2.- DISEÑO :
Cálculo de la distancia entre el punto de afloramiento y la Cámara humeda:
Velocidad :
Velocidad Máxima Recomendada: V = 0.6 m/s
Carga necesaria sobre el orificio de entrada que permiteproducir la velocidad de pase:
Asumido : H = 0.40 m
Reemplazando :V = 2.24 m/s
Como V > 0.6 m/s, por lo tanto:
Se toma : V = 0.50 m/s
La perdida de Carga en el orificio será :
ho =
ho = 0.02 m
La Perdida de Carga será :
Hf = H - ho
Hf = 0.38 m
La longitud de afloramiento :
L = Hf/0.30
L = 1.27 m
Ancho de la Pantalla (b):
Diámetro de la Tubería de Entrada(D) :
A = Q/CdV
V=[2gH/1.56]1/2
1.56V2/2g
Tomando : Cd = 0.80
A = 0.0175
El dimetro del orificio será definido mediante:D =D = 14.93 cmD = 5.88 Pulg
Por lo tanto :D = 6.00 Pulg
Número de Orificios :
Como D > 2", diámetro máximo recomendado se hará orificos.
Tomando : D = 2.00 Pulg
NA =
NA = 10.00 orificios
Se distribuiran en dos capas para reducir el ancho de pantalla
NA /2 = 5 orificios
Ancho de Pantalla :
b = 2(6D) + NAD + 3D(NA-1)
b = 147.32 cmSe tomará :
b = 1.50 m
Altura de la Cámara Húmeda (Ht) .
Ht = A + B + H + D + E
Donde :A = 10.00 cm (mínimo)B = 5.00 cm (Dcanastilla de salida)D = 3.00 cm (mínimo)E = 30.00 cm (Se ha tomado 30 cm)
H =
A = Area de la tubería de salidaD = 2.50 PulgA = 0.0032H = 38.846 cmHt = 86.85 cm
Se considerará :Ht = 1.00 m …Altura de la cámara húmeda
m2
(4A/π)1/2
A(Dcalc)2/A(Dasumido)2+1
1.56 Q2/2gA2
m2
Dimensionamiento de la Canastilla :
Diámetro de la Canastilla :
Dc = Diámetro de la Tubería de salida a la Linea de conducción:
Dc = 2.50 Pulg
Dcanastilla = 2DcDcanastilla = 5.00 Pulg
Longitud de la Canastilla :
3Dc < L < 6Dc
L = 3Dc= 19.05L = 6Dc= 38.10
L = 30.00 cm Asumido Ranuras :
Ancho = 5.00 mmLargo = 7.00 mm
Ar = 0.000035Atub.Cond = 0.00317
At = 0.00633
Debe cumplirse que :
At ≤ 50%Ag
Dg = 5.00 PulgL = 30.00 cm
Ag = 0.0191 OK
#Ranuras = At/Ar#Ranuras = 180.97#Ranuras = 180
Rebose y Limpieza :
* Las tuberías de Rebose y Limpieza tienen el mismo diametro
* Las tubería de limpia debera de colocarse con una pendiente de 15%
D =
hf = Perdida de Carga Unitaria
hf = 0.015 m/m
D = 3.59 PulgD = 4.00 Pulg
Con Cono de Rebose de 3 x 4 pulg.
m2
m2
m2
0.71 Qmax0.38/hf0.21
DISEÑO DE TANQUE DE RECOLECCIÓN
DISEÑO DE LINEA DE CONDUCCIÓN
DATOS:Cota de Captación = 3405.50 msnmCota de Reservorio = 3282.00 msnmQmd = 13.55 L/sLongitud de L.C = 739 m
Para la instalación de la linea de condución se proyectta el uso de tuberia de clase 10 yCh = 140Los diametros y longitudes serán definidos mediante calculos hidraulicos considerando velocidades máximas y mínimas de 3.0 m/s y 0.6 m/s respectivamente, mientras para la ubicación de camara de rompe presión, se considera presiones estaticas máximas de 70 m
123.50
La carga diponible entre la camara de captación y reservorio es: 123.50 m. esta valor es mayor que la presión máxima que sopopratarian las tuberias PVC, por lo que es necesario construir una camara rompe presión
1.- Diseño del primer tramo ( camara de captación a camara rompe presión)
Calculo preliminar de la perdida de la carga unitaria disponible
hf = carga dispon./Long.
hf = 0.242 m/m
Cálculo del diámetro:
D = 2.574 pulg.
En base a esta información, se proyecta a realizar una combinación de tuberías considerando una presión residual de 10 m. y diametros comerciales de 21/2" y 3"
hf =
D=0 .71∗Q0 .38
hf 0 . 21
Verificamos la velocidad para cada uno de los diámetros
Q/A
2.97 m/sg
Q/A
4.28 m/sg
Como la velocidad del diametro 21/2" está fuera del rango de velocidades, por tanto ya no se realizará la combinación de tuberías ; considerando únicamente el diametro de 3"
D = 3.00 pulg
Cálculo de altura de presiones
hf = 29.13 m
3376.37 m
Alt presión CPR = Cota piez CPR. - CG CPR.
Alt. Pres. CPR = 35.87 m
2.- Diseño del segundo tramo ( camara de rompe presión a Reservorio)
Según el RNC en losa maciza en dos sentidos los Momentos flexionantes enlas fajas centrales son: MA = MB = CWL^2
Donde: C = 0.036
Metrado de cargas: PP = 0.25*2400 = 720 Kg/m2
CV = 150 Kg/m2W = 870 Kg/m2
Reemplazando: MA = MB = 3322.739 Kg-m
Peralte efectivo mínimo:d=(M/(R*b))^0.5
Donde:
b = 100.0cmFc = 79.0 kg/cm2Fs = 1400.0 kg/cm2
n = Es/Ec = n = 10.165626k=1/(1+Fs/(n*Fc)) = 0.3645273j = 1-k/3 j = 0.8784909R=0.5*Fc*j*k R = 12.64924
MA = MB =M = 3322.739 Kg-m
d = 16.21cm
El espesor total considerando recubrimiento de 2.5 cm., será igual a:18.71cm siendo menor que el espesor minimo encontrado(e = 30 cm.) diseño, considerando
d = 30 - 2.5 = 0.275 md = 0.275 m e= 0.30cm
4.7.- Espesor de la losa de fondo
MOMENTOS FINALES.Empotramiento(Me) = 1500.00 Kg-m
CHEQUEO DEL ESPESOR (método elástico):
e=(6M/(Ft*b))^0.5Reemplazando: e = 28.291 cm
Considerando recubrimiento de 4cm. Entonces:d= 4.00cme = 30.0cmd = 26.0cm
DISTRIBUCIÓN DEL ACERO(método elástico)
As =M/(Fs*j*d)
Donde.:M= Momento máximo absoluto en Kg-mFs= Fatiga de trabajo en Kg/cm2
j= Relación entre la distancia de la resultante de los esfuerzos decompresión al centro de gravedad de los esf. De tensión.
d= Peralte efectivo en cm.
EN LA PAREDDel cuadro de momentos tenemos.
M = 1610.00 Kg-m
Para resistir los momentos originados por la presión del agua y tener unadistribución de la armadura se cosidera:
Fs = 900 Kg/cm2n = 9 (más recomendable)
Conocido el espesor de 25cm. Y el recubrimiento de 7.5cm. Se define unperalte efectivo d=18.71.5cm. El valor de "j" es igual a 0.85 defido con k=0.441
Asmín.=0.0015*b*e = 4.5Para: b= 100.0cm e= 30.0cm
Los calculos adicionales se muestran en cuadro de resumen:
LOSA DE FONDO:La cuantia minima se determina mediante la siguiente relación:El máximo momento absoluto es: 1500.00 Kg-m
Peralte:d= 26.0cmb = 100.0cm e = 30.0cm
Asmín = 0.0017*b*e = 5.10 cm2
Los calculos adicionales se muestran en cuadro de resumen:
LOSA DE CUBIERTA:Para el diseño se conciderará el momento en el centro de la losaLa cuantia minima se determina mediante la siguiente relación:
M = 3323kg-mFs = 1400 kg/cm2
j = 0.88d = 0.275mb = 100.0cme= 0.300m
Asmín = 0.00017*b*e = 5.10 cm2
Los calculos adicionales se muestran en cuadro de resumen:
4.8.- Chequeo por esfuezo cortante y adherencia
EN LA PARED:
La fuerza cortante total máximo (V) será: Reemplazando: 3912.20187El esfuerzo nominal (v) se calcula del siguiente modo:
v = V/(j*b*d)j = 0.875b= 100.0cmd= 27.50cmv= 1.626 Kg/cm2
El esfuerzo permisible nominal en el concreto, para muros no excederá a:
Vmáx= 0.02*f'c = 3.50 kg/cm2
Por lo tanto, las dimensiones del muro satisfacen las condiciones de diseño.
Adherencia:u=V/(G*j*d)
So: Acero de 3/8" @ 15cm. = 40cmEntonces u 4.065 Kg/cm2
El esfuerzo permisible por adherencia(u máx.) para f'c=175 Kg/cm2es:
u máx. = 0.05*f'c = 8.75 Kg/cm2Como u < u máx entonces. OK !
LOSA DE CUBIERTA:
El esfuerzo cortante máximo (V) es iguaqal a:V=W*S/3 = 2987 Kg/m.
El esfuerzo cortante unitario será:v=V/(b*d) = 1.08618182 Kg/cm2
El máximo esfuerzo cortante unitario (v máx) es:v máx.=0.29*(f'c)^0.5 = 4.2025 Kg/cm2
Como v < v máx entonces. OK !
Adherencia:u=V/(G*j*d) 8.243 Kg/cm2
G= 15u máx. = 0.05*f'c = 10.50 Kg/cm2
Como u < u máx entonces. OK !
Resumen del cálculo estructural y distribución de armadura: