MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL RESERVORIO 37M3 (T‐1) PROYECTO: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BASICO EN EL ANEXO Y SECTOR RURAL DE APAYCANCHA, DISTRITO DE RICRAN – JAUJA ‐ JUNIN” Diseño de reservorio de agua apoyado Por: Ing. Will Hernan Huanca C., Huancayo - 2015
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MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL RESERVORIO 37M3 (T‐1)
PROYECTO:
“MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BASICO EN EL
ANEXO Y SECTOR RURAL DE APAYCANCHA, DISTRITO DE RICRAN – JAUJA ‐ JUNIN”
Diseño de reservorio de agua apoyado
Por: Ing. Will Hernan Huanca C., Huancayo - 2015
CONTENIDO
I. GENERALIDADES. ............................................................................................................... 5
1.- NOMBRE DEL PROYECTO: “MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BASICO EN EL ANEXO Y SECTOR RURAL DE APAYCANCHA, DISTRITO DE RICRAN – JAUJA - JUNIN”
Diseño de reservorio de agua apoyado
Por: Ing. Will Hernan Huanca C., Huancayo - 2015
Tabla N° 2: Volumen del reservorio por zonas del proyecto.
A partir del volumen de la estructuras se empieza dar las medidas del
componente, como la altura, espesor de muro, espesor de cimentación,
altura de la cúpula, espesor de la cúpula, etc.
Tabla N° 3: Dimensiones del reservorio T‐1.
CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE RESERVORIO POR ZONASPROYECTO:
Distribucion de Caudales maximos horarios por zona
DETALLE DE AFOROS Q aforo (L/s) % por zona Qmh (L/s)
Aforo de agua superficial total para el proyecto 2.69 1.00 4.08
Aforo de agua superficial disponible en zona alta 2.24 0.83 3.40
Aforo de agua superficial disponible en zona baja 0.45 0.17 0.68
Distribucion de Caudal promedio diario anual y capacidad de reservorio por zona
DETALLE DE PARAMETROS DE ALMACENAMIENTO Qp (L/s) % de perdida (MEF) V (m3) V asumido (m3)
Caudal y tamaño de reservorio del proyecto 2.04 0.25 44.07 45.00
Caudal y tamaño de reservorio para la zona alta R-1 1.70 0.25 36.70 37.00
Caudal y tamaño de reservorio para la zona baja R-2 0.34 0.25 7.37 8.00
Volumen de reservorio en la zona alta = 37.00 m3Volumen de reservorio en la zona baja = 8.00 m3
“MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BASICO ENEL ANEXO Y SECTOR RURAL DE APAYCANCHA, DISTRITO DE RICRAN – JAUJA -JUNIN”
DATOS:
Altura del tanque H = 2.35 m
Bordo libre 0.30 m
Altura del líquido en reserv orio Hl = 2.05 m
Diametro interior del reserv orio Dir = 4.80 m
Diametro de la columna Dc = 0.00 m
Espesor del muro minimo tr = 0.20 m
Espesor de la losa fondo tl = 0.20 m
Capacidad del tanque V = 37.00 m3
Peso especifico del agua 1,000.00 kg/m3
Peso especifico del concreto 2,400.00 kg/m3
Radio de la cupula Rc = 3.00 m
Sobrecarga de la cupula s/c = 100.00 kg/m2
f'c 280.00 kg/cm2
fy 4,200.00 kg/cm2
Radio de diseño Rd = 2.50 m
Diseño de reservorio de agua apoyado
Por: Ing. Will Hernan Huanca C., Huancayo - 2015
Figura N°
Figura N°
1: Altura del
2: Diámetro
0.
reservorio T‐
del reservorio
1 m
‐1.
o T‐1.
0.6 m
Dir = 4.80
0.1 m
PLANTA
1.20 m
A
0.20 m
0.20 m
Diseño de reservorio de agua apoyado
Por: Ing. Will Hernan Huanca C., Huancayo - 2015
Diseño de reservorio de agua apoyado
Por: Ing. Will Hernan Huanca C., Huancayo - 2015
Figura N°
Figura N°
4: Estructura
5: Modelo de
ación final del
el final del res
reservorio T‐
servorio T‐1.
‐1.
Diseño de reservorio de agua apoyado
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2.2. INTERPRETACIONESTRUCTURAL.
El sistema estructural planteado para este proyecto, se caracteriza principalmente
por muros de concreto armado con acero en doble capa y esta a su vez conectados
a la cimentación conformada por losa de cimentación.
Asimismo la estructura es simétrica en su geometría alrededor del eje z de la altura
con respecto a la cimentación.
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2.3. A
Figura N
RQUITECTU
N° 6: Reservorio de
URAYCONFI
e la zona alta T‐1.
IGURACIONGEOMETRIC
DESAltuAltuBasRadRadAngNiveNiveNiveBordAltuAltu
CA.
SCRIPCIONura de cupula (f)ura de la viga (hv)se de la viga (bv)dio interno (Ri)dio de cúpula (Rv)gulo de la cúpula (Ø)el de terreno natural (NTel superior de viga (NSVel superior de cúpula (Nde libre (BL)
ura de agua (HL)ura de cimentacion (Az)
TN)V)NSC)
)mm
msnmmsnm
m
mSexagesima
msnm
mmm
UNIDADm
2.050.35
3866.583867.08
0.30
6.50al 22°37'11.51"
3863.98
0.250.252.40
CANTIDAD0.50
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III.
3
ESTAD
3.1. ESP
De a
los s
T
Figur
DOSDE
PECTROD
acuerdo a la
siguientes e
Los parám
Tabla N° 6: Pa
Zona =
Z =
Categoría =
I =
Suelo =
S =
Tp =
Rwi =
Rwc =
ra N° 7: Espec
CARGA
DEDISEÑ
as Normas N
espectros de
metros del E
rámetros sísm
2
0.3
A
1.25
S3
1.4
0.9 s
2.75
1
ctro de diseño
ASYCOM
ÑO.
NTE. E.030
e diseño.
E.030 son lo
micos de la zon
Junín
Tanques qudespués de
Suelos flex
o para el reser
MBINAC
y el reglam
os siguiente
na del proyec
ue son proyee un sismo
xibles
rvorio.
IONESD
mento ACI 35
es:
to.
ectados para
DECARG
50‐R3‐01, s
a seguir func
GAS.
e consider
ionando
ran
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33.2. EST
CAR
De
cons
en R
Figur
Dón
CV e
el m
HE e
Figur
TADOSDE
RGAS
acuerdo a
sideran los
R.N.E., adem
ra N° 8: Carga
de:
es la carga v
mantenimien
es la presión
ra N° 9: Fuerz
ECARGAS
las Norm
siguientes
más del espe
as en el reserv
viva total, q
nto y desinf
n del agua e
zas convectiva
S.
as NTE. E
estados de
ectro.
vorio.
que son los
fección.
en las pared
as, impulsivas
.020, E060
Carga en la
personales
des del rese
y presión del
0 y al regl
a estructura
s que suben
ervorio.
agua en el re
amento AC
a según val
n a la cúpula
servorio.
CI 318‐09,
ores definid
a para reali
se
dos
zar
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3
IV.
4
3.3. COM
De a
estru
Figur
ANAL
4.1. ANA
De acue
análisis
condicio
asimism
y el espe
convecti
El objetiv
superen
MBINACIO
acuerdo al R
ucturas de al
Basado en
Basado en
Basado en
ra N° 10: Com
LISISSIS
ALISISES
rdo a las N
dinámico s
ones de agu
o considera
ectro de la
vo e impuls
vo del análi
lo recomen
ONESDE
RNE E.060 s
lmacenamie
n la carga mu
n la carga de
n la carga pro
mbinación de c
SMICOS.
STATICO
Normas NTE
se consider
a llena, con
ando las pre
aceleración
sivo.
isis dinámic
ndado en el
ECARGAS
e considera
nto de agua:
uerta y la car
sismo: 1.25
oveniente de
cargas de dise
E. E.020, E.0
ró el comp
nsiderando
esiones ejer
n sísmica pa
co es determ
l E.030 para
S.
n las siguie
:
ga viva: 1.4 C
( CM + CV ) +
e la presión d
eño.
030, E.060 y
portamiento
las fuerzas
rcidas por e
ara condicio
minar las m
a estructura
ntes combin
CM + 1.7 CV
+/‐ CS y 0.9 C
del agua: 1.4
y al reglam
o hidrodiná
impulsivas
el agua en la
ones de co
áximas der
as de concre
naciones de
.
CM +/‐ CS
CM + 1.7 CV
ento ACI 3
ámico del
y las fuerza
as paredes
mportamie
rivas y hace
eto armado
carga para
V + 1.4 CL.
18‐09, para
reservorio
as convectiv
del reservo
nto en esta
r que estas
.
las
a el
en
vas,
orio
ado
no
Diseño de reservorio de agua apoyado
Por: Ing. Will Hernan Huanca C., Huancayo - 2015
El peso
1.87Tn.
Figura N°
La altur
respectiv
Las pres
en el esp
Figura N°
El análisis
V =
P
P
P (T) = 1
P (T) = 2.
impulsivo a
11: Modelo h
ra de ubic
vamente co
iones del ag
pejo de agu
P = -
12: Presión h
s sísmico est
= ZICS / R
P (T) =
(T) = 0.513
(T) = 1.025
1.5375
.05
a utilizar es
hidrodinámico
cación del
on respecto
gua en el re
a. Para la e
-1z + 2.05
hidrostática de
ático se calc
* m g
= 0
3
s de 1.8Tn
o del reservori
peso imp
a la base d
eservorio so
stimación s
el reservorio.
ula basado e
z = 2.05
z = 1.538
z = 1.025
z = 0.513
z = 0
y el peso c
io.
ulsivo y c
el reservori
on de 2.05m
e utilizó la s
en la ecuació
convectivo
onvectivo
io.
m en la base
siguiente ec
ón siguiente:
en esta est
es de 0.7
e del reserv
cuación:
(
(2
tructura es
77m y 1.19
vorio y 0.00
(1)
)
de
9m
0 m
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4
Por ende
cortante
Para el m
T
NI
CU
CO
IM
El modelo
Figura N°
4.2. ANA
De acue
análisis
condicio
asimism
y el espe
convecti
e la cortante
final es de 1
modelo se pro
Tabla N° 7: Dis
IVEL
UPULA+VIGA
ONVECTIVO
MPULSIVO
o queda de l
13: Distribuci
ALISISDI
rdo a las N
dinámico s
ones de agu
o considera
ectro de la
vo e impuls
e impulsiva
7.312 Ton.
ocede a distr
stribución de
Pi (Kg)
A 69951.5
18325.2
17671.3
69951.5
a siguiente f
ión de fuerzas
INAMICO
Normas NTE
se consider
a llena, con
ando las pre
aceleración
sivo.
es de 14.76
ribuir la fuerz
las fuerzas.
hi (m) P
2.35
1.19
0.8
TOTAL
forma:
s por sismo en
O.
E. E.020, E.0
ró el comp
nsiderando
esiones ejer
n sísmica pa
6 Ton y la co
za impulsiva
Pi hi
164385.92
21885.63
13584.80
199856.4
n el reservorio
030, E060 y
portamiento
las fuerzas
rcidas por e
ara condicio
ortante conv
, convectiva
Fi (Kg)
14239.54
1895.79
1176.75
17312.08
o.
y al reglam
o hidrodiná
impulsivas
el agua en la
ones de co
vectiva es d
y la fuerza p
W=Fi/L (T/m)
0.907
0.121
0.075
ento ACI 3
ámico del
y las fuerza
as paredes
mportamie
de 9.05 Ton.
por peso.
18‐09, para
reservorio
as convectiv
del reservo
nto en esta
. La
a el
en
vas,
orio
ado
Diseño de reservorio de agua apoyado
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El objetiv
superen
El peso
1.87Tn.
La altur
respectiv
Las pres
en el esp
P
Lo cual s
El modelo
Figura N°
vo del análi
lo recomen
impulsivo a
los cuales s
ra de ubic
vamente co
iones del ag
pejo de agu
P = -1z + 2.
se ve en la f
o queda de l
14: Distribuci
isis dinámic
ndado en el
a utilizar es
e aprecian
cación del
on respecto
gua en el re
a. Para la e
05
figura N° 12
a siguiente f
ión de fuerzas
co es determ
l E.030 para
s de 1.8Tn
en la figura
peso imp
a la base d
eservorio so
stimación s
.
forma:
s por sismo en
minar las m
a estructura
y el peso c
N° 11.
ulsivo y c
el reservori
on de 2.05m
e utilizó la s
n el reservorio
áximas der
as de concre
convectivo
onvectivo
io.
m en la base
siguiente ec
o.
rivas y hace
eto armado
en esta est
es de 0.7
e del reserv
cuación 3:
r que estas
.
tructura es
77m y 1.19
vorio y 0.00
no
de
9m
0 m
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V. VERIF
Los despla
0.75R y se
T
El cortant
80% de Vs
Vd =20 to
Vs = 17.32
Vmin = 20
T
T
Despla
Altura
Altura
Altura
Altura
Altura
Altura
Altura
Altura
Altura
Altura
Altura
FICACIO
azamientos
e muestra en
Tabla N° 8: De
e basal mínim
s y para estru
n
2 ton
0Ton > 0.8 Vs
Tabla N° 9: Co
Tabla N° 10: C
azamientos y di
a h (m) L
3.1
2.6
2.35
1.7
0.7
3.1
2.6
2.35
1.7
0.7
ONDED
se considera
n la siguiente
erivas por sism
mo debe ser
ucturas irreg
s
ortante dinám
Cortante estát
istorsion de los
Lado Desplaza
Izq 0.
Izq 0.
Izq 0.
Izq 0.
Izq 0.
der 0.
der 0.
der 0.
der 0.
der 0.
ERIVAS
an por ser es
e tabla:
mo.
r para ser, pa
gulares no m
ico.
ico.
nudos
amiento elástico
.026 mm
.023 mm
.022 mm
.038 mm
.022 mm
.026 mm
.023 mm
.022 mm
.038 mm
.022 mm
SYCORT
structura reg
ara estructur
enor de 90%
o
2.0625
2.0625 0
2.0625
2.0625
2.0625
2.0625
2.0625 0
2.0625
2.0625
2.0625
0.75 R D
TANTES
gular multipl
ras regulares
% Vs.
0.053625 mm
0.0474375 mm
0.045375 mm
0.078375 mm
0.045375 mm
0.053625 mm
0.0474375 mm
0.045375 mm
0.078375 mm
0.045375 mm
Desplazamiento
S
icando por e
s no deberá s
0.000
0.000
0.0
0.000
0.000
0.000
0.000
0.0
0.000
0.000
Distoo real
el factor de
ser menor al
0012 0.00
0008 0.00
000 0.00
0033 0.00
0038 0.00
0012 0.00
0008 0.00
000 0.00
0033 0.00
0038 0.00
orsiónDistors
E.03
07
07
07
07
07
07
07
07
07
07
sión
30
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VI. DISEÑODECOMPONENTESDEC°A°.
5.1. DISEÑODECUPULA,MUROSYLOSADEFONDO.
CUPULA:
Según el reglamento para el diseño de las cúpulas debe cumplirse que NØ y Nq
deben ser menores que las fuerzas de resistencia al aplastamiento "Fc"
Tabla N° 11: Esfuerzos meridional NØ y paralela Nq.
Es decir ( Nø y Nq ) < Fc = ø ( 0.85 f´c x b x t ) ............. ( ( a )
Si se cumple ( a ) , entonces: Asmin = 0.0025 x b x t